第210期 / April 5, 2015

研發新視界

分享到臉書!分享到維特!分享到噗浪!分享到Google+!分享到微博!轉寄友人友善列印

淺談福衛五號資料管理次系統架構-影像處理系統(Image Processing System, IPS)

作者/吳泰諺

[發表日期:2015/4/5]

前言

在2004年5月21日時,台灣太空中心發射了第一顆遙測衛星「福爾摩沙衛星二號」,它位於地表高度於891公里,移動秒速約七公里,每天可經過台灣二次,主要進行地面拍攝和科學觀測之任務。搭載遙測照相儀和高空大氣閃電影像儀。照相儀的對地解析度黑白2公尺,彩色8公尺,照像幅寬為24公里,於白晝地區可拍攝的影像資料,而黑夜地區時則進行大氣層的閃電之觀測。無論是在土地利用、農林規劃、環境監控、災害評估及科學研究與教育的方面均提供了重大的貢獻。

從2009年開始,太空中心發展了「福爾摩沙衛星五號」的衛星計畫,預計在2015年發射升空,將飛行於720公里的太陽同步軌道。新的光學遙測酬載儀器的對地解析度黑白2公尺,彩色則提升到4公尺,此外酬載的先進電離層探測儀,它是多功能的電漿量測儀器,可以實地量測電離層的電漿成份與密度、運動速度、溫度等物理量。此儀器可以收集電漿擾動變化,以研究電離層在地震前的可能異常現象,預期能為地震預報做出巨大的貢獻。


衛星的影像處理系統(Image Processing System, IPS)簡述

衛星的影像處理系統(Image Processing System, IPS)主要的系統架構如《圖一》,它可以藉由取像排程次系統(Planning and Scheduling Subsystem, PSS)依照拍照需求和衛星的動態模擬,計畫性的排定衛星的影像排程,在取像之後經由X頻天線下載後。接著資料擷取次系統(Data Ingestion Subsystem, DIS)進行影像解碼,解壓縮,解密等處理,再送往資料管理次系統(Data Management Subsystem, DMS)進行資料儲存及管理,在途中藉由資料處理次系統(Data Processing Subsystem, DPS)進行輻射與幾何糾正,以確保資料的正確性,然後DMS再產生快速預覽圖及型錄,最後在網路及使用者介面上呈現。


《圖一》


DMS網站設計

在DMS的網站設計中,如《圖二》所示,為了讓客戶能方便的查詢所需要的地區,擁有許多的查詢方式,例如簡單的經緯度區域查詢,定點範圍查詢,也可以在地圖上使用滑鼠框出範圍來進行查詢。


《圖二》


而網頁上的地圖是使用Openlayers技術來實現,它是一種JavaScript的Map API。在以往若是要在網頁上呈現互動式地圖時,最常用的技術是使用Google Maps API,可以方便快速的加入互動式地圖至網站的應用中,但就商業應用的角度來說,若要使用各種的地圖資料(例如Google Maps、Yahoo Maps、Bing Maps與Open Street Map)、支援多種圖資格式(Web Map Service、GeoRSS、KML、GML與GeoJSON)和使用無數的地圖操作介面和元件而言,Openlayers是最好的選擇,更棒的是,它是完全的開放原始碼的軟體,無須煩惱將來是否會收費的問題。

以下將簡單介紹如何使用Openlayers實作步驟,首先在初始化的時間,先宣告一個地圖與幾個基本的layer。




以下的程式碼抓取滑鼠指標的位置並傳回其範圍。




結論

此篇文章論到福爾摩沙五號的基本介紹和影像處理系統的系統架構,並略提資料管理次系統的網站介紹和為何要使用Openlayers來實作的原因與大略的實作步驟。

參考資料

1. 國家實驗研究院
2. 地理資訊系統伺服器端之自由軟體簡介_From:It's 通訊電子報2012年第22期
3. 多層次地圖網站:簡介OpenLayers模組_From:Posted by tky on Sunday, 16 October 2011
4. OpenLayers API結構分析_From:中央研究院