重要設施 │ 影像處理系統

國家太空中心緣起於1991年10月

影像處理系統(Image Processing System, IPS)為國家太空中心所主導的重要研發計畫之一,自2000年起在本中心同仁及合作廠商的共同努力下,於2003年11月順利完成福衛二號影像處理系統發展作業,並於2004年06月04日由福衛二號傳回第一張影像資料處,影像處理系統即於當晚處理成清晰高解析影像,證明研發過程嚴謹完善。此一計畫的實現除有效提昇我國於高科技領域自主研發能量外,亦令我國於衛星遙測影像應用領上佔一席國際領先地位。除現有之系統外,亦進行福衛五號影像處理系統發展,新系統將可同時處理福衛二號及福衛五號遙測影像,預計於2013年建置完成。

一、影像處理系統架構

影像處理系統依功能需區分為五個次系統:取像排程次系統、資料擷取次系統、資料管理次系統、資料處理次系統及影像品質次系統,各次系統之功能說明如下。


▲ 國家太空中心衛星操控中心

取像排程次系統

依據排程訂單產生取像操作參數,再經由地面站轉成指令上傳至衛星。由於取像排程與遙測任務整體操作方案有密切關聯,故本次系統由太空中心自行發展。

資料擷取次系統

進行即時衛星影像接收工作,將訊號還原為原始衛星影像資枓,以供後續影像使用者使用。由於資料擷取作業與衛星及其酬載有密切關聯,為有效掌握研發時程,故由太空中心進行基本系統設計及規格需求確立,並委由國外廠商進行系統發展。

資料管理次系統

管理處理處理系統所有資訊與資料的儲存與流動,並提供衛星影像查詢、快覽、下單與產品包裝等功能。資料管理為重要軟體整合工程,而國內產業界於此方面已具備一定能量,故由太空中心完成基本系統設計及規格需求確立,與國內廠商共同合作完成系統開發。

資料處理次系統

影像資料運算與產品成像處理,將原始衛星影像資料進行輻射修正與幾何修正運算,並依影像應用區分處理等級為Level 1A、Level 1C及Level 2等三種標準產品。資料處理為運算之核心,對影像品質之提昇及新產品之界定具關鍵性,故由太空中心自行研發以有效因應未來於影像需求之可能展延。

影像品質次系統

配合衛星在軌驗收作業需求發展GSD及MTF等量測技術,發展取像增益參數訂定程序以提昇取像品質、檢驗分析影像產品品質並交互查核客戶需求、及定期調校遙測酬載系統參數等。本次系統為太空中心自由研發。

二、影像處理系統操作營運架構

影像處理系統操作營運架構如上圖所示,由太空中心多重任務中心 (MMC) 向福二號下達取像排程命令,完成取像資料將依其任務規畫下載於特定接收站,包括太空中心接收站、中央大學備援接收站、瑞典基努那接收站與挪威接收站。下載影像資料將經由影像處理系統、福衛二號北極站處理系統、中央大學備援影像處理系統及國內外終端站等系統完成影像處理並製做標準產品及加值產品以供國內外各界使用。

三、 影像處理系統精進及重要成果

在排程次系統中,於營運改善階段精確計算衛星轉動時間以有效應用衛星資料,並發展特殊取像能力,包括:緊急取像、廣域取像、動態取像及極限取像等。配合資料處理次系統之持續開發,完成影像高頻抖動移除演算法、軌道運動及資態幾何模型最佳化及開發適用極區之投影坐標系統以提供標準產品等。


四、 影像處理系統精進及重要成果


2004年12月 南亞海嘯


2005年08月 紐奧良卡翠娜颶風


2007年10月 加州大火


2008年03月 南極威爾金斯冰架崩解


2008年05日 四川大地震漩坪鄉堰塞湖監測


2009年08月 莫拉克風災小林村


2010年04月 冰島火山爆發


2011年03月 日本大地震