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從天空遙望地球-臺灣的遙測技術發展

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從天空遙望地球-臺灣的遙測技術發展

  雷達與遙測看似距離日常生活遙遠,但事實上和我們息息相關,從氣象預報到地圖、以及行車導航系統,都仰賴雷達與遙測提供資料。遙測主要透過人造衛星、飛機或無人機對地面觀測,再透過電磁波將資料傳送至地面,由地面接收站接收資訊後再進行分析;遙測技術被廣泛地用在資源調查、地表環境監測、天氣預測、防災等多個面向。

  臺灣自1991年起開始啟動太空計畫,至今已發射七枚人造衛星。以福爾摩沙衛星二號(福衛二號)為例,其曾在莫拉克風災以及日本311大地震等重大災害事件發生時,提供完整影像作為災情分析資料1。臺灣自製的「福衛五號」光學遙測衛星,在2017年發射入軌後,亦已成功執行全球電離層觀測及遙測取像等任務。去(2019)年臺灣國家實驗研究院國家太空中心更與美國國家海洋暨大氣總署(NOAA)合作開發福爾摩沙衛星七號(福衛七號),接續福衛三號的任務,可提供更豐沛精密的資料予研究人員,進行極端氣候監測、颱風的形成與路徑,以及梅雨與豪大雨等資測及分析2。由此可見遙測資料運用面向廣泛,而我國在衛星遙測上所建立的技術實力也不容小覷。

臺灣遙測研究發展

  在行政院於1991年通過「國家太空科技發展長程計畫」,並成立國家太空計畫室之後,當時的國科會工程處先於1992年設置了航空學門,復於1994年成立太空學門,之後又於1997年合併為航太學門,常態性的推動相關學術研究計畫。以2014至2020年為例,我國在航太與遙測領域共計發表461篇SCI學術論文,於InCites資料庫的檢索結果可得知,在153個國家與地區中,臺灣排名第23名(圖一)。細部分析臺灣近年來(2014~2020年)來在遙測領域所發表的論文可發現,有近50%之研究論文為國際合作之成果,其中與美國共合作發表117篇論文,為我國合作最密切之夥伴國家。進一步綜整臺美在遙測上的諸多合作,共同執行全球氣象預報與氣候變遷研究的福衛三號以及接替其任務的福衛七號,即是由臺美合作進行的大型雙邊國際研究計畫,其中福衛三號更曾結合歐盟、美國、法國、日本、韓國及加拿大等各國的氣象中心,將衛星資料納入數值天氣預報作業系統,進行逐日的全球天氣分析集預報,從太空中為地球提供精準的氣象預測。

圖一:全球2014-2020遙測領域論文發表量排名(資料來源:InCites)

 

 

從地表接收遙測資訊 

  除了國際合作外,我國政府也傾力協助國內科研機構發展遙測研究,細數2014至2020年間國內參與遙測發展的學術組織,以國立中央大學為首,除了發表112篇遙測技術的論文外,更執行超過70項與遙測相關的科技部研究計畫。其次則為國立成功大學,共發表102篇論文,執行約25項科技部計畫;國立臺灣大學則累計發表68篇論文,且執行67項科技部計畫。除了執行政府補助的研究計畫外,成功大學團隊更參與各國頂尖大學之立方衛星體的歐盟QB50計畫,自主研發的鳳凰立方衛星,可見我國的遙測研究以及自主研發能力在國際舞臺上具相當的地位與潛力。

  綜觀歷年政府補助與遙測相關之研究主題可發現,補助之研究範圍廣泛,從遙測的農業應用、遙測影像的公衛研究應用,到利用無人機載具進行空汙遙測。以中央大學的太空及遙測研究中心為例,其除了可接收衛星遙測影像資料外,亦進行各項遙測應用的研發工作,例如:地震災情分析、空氣品質與PM2.5分布檢測等。而國內亦有諸多與遙測相關的科普活動或是將遙測與人文結合,例如:辦理「看見臺灣—天空之眼—遙測」活動,或是將衛星遙測的影像資料製作月曆,利用空拍圖片展現臺灣的文化之美與遙測技術能力。各類的研究或活動都可讓遙測的應用與知識更貼近人們的生活,並向下紮根。

 

表一:臺灣2014-2019年遙測領域域論文發表量按研究機構排名(資料來源:InCites、GRB)

 

遙測衛星攜手國際守護臺灣

  臺灣政府已於2019年核定第三期的「太空科技長程發展計畫」,並將重點放在衛星科技等技術發展,藉由過往的國際合作經驗,臺灣已奠定厚實的研究基礎,相信在未來,臺灣在遙測技術上會有更多的發展與貢獻。從福衛二號、福衛七號等的臺美合作計畫,到臺灣自主研發的福衛五號,以及在「太空科技長程發展計畫」下規劃執行的福衛八號,這一顆顆從空中遙望地球的人造衛星,將是我們守護國家以及鏈結國際的利器。 

 

 


1行政院新聞傳播處。(民106)。福衛五號—守護臺灣,觀照全球。https://www.ey.gov.tw/Page/5A8A0CB5B41DA11E/2032c331-68e4-4094-8d5f-911c81082d17 

2行政院教育科學文化處。(民108)。福衛七號發射整備現況。https://www.ey.gov.tw/Page/448DE008087A1971/e7194ead-ce42-4817-a900-18341c90a2d3 

 

 

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