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NISAR 衛星釋出新資料:台灣初步校正資料(Provisional)應用探討
期數 / 第168期
發布日期 / 2026.08.13
主筆 / 林耕霈
責任編輯 / 陳國威

本文整理NISAR L-SAR初步校正資料的釋出進度、台灣地區的覆蓋情況,以及GSLC、GUNW、SME2等產品在初步檢視下的可用性與限制。整體而言,Provisional產品相較於BETA階段已有明顯改善,但仍需留意局部影像不連續、錯位,以及大氣或軌道效應等問題。後續產品驗證與重新處理的成果,將是判斷其防災應用成熟度的重要關鍵。

1. NISAR 衛星與產品簡介

NISAR衛星的構想可追溯至2007年的DESDynI計畫,後續由美國NASA/JPL與印度ISRO合作,並於2014年正式確立NISAR實施協議,最終於2025年7月 30 日成功發射。NISAR 是迄今科學型 SAR 衛星的重要進展,也是美國自 1978 年發射首顆合成孔徑雷達(SAR)衛星 Seasat 以來,最具代表性的先進 SAR 衛星任務之一。

NISAR具備多項前瞻設計。得益於與德國太空總署(DLR)的合作,衛星可在距地表約747公里的軌道上展開直徑12公尺的大型傘狀反射器,並以獨特的 SweepSAR 模式掃描地表,提供每12天一次的重訪能力。NISAR同時也是第一顆雙波段SAR衛星,搭載L波段(24 公分)與S波段(9.4 公分),支援多種極化模式,且同一波段具備雙頻寬設計,例如L波段包含 40+5 MHz、20+5 MHz 等模式。此外,其左視(left-looking)設計也使其能完整掃描南極洲大陸。NISAR的影像解析度隨著觀測模式不同,方位(Azimuth)解析度大約8公尺,測距(Range)解析度則從3至48公尺不等。

對於國土監測,尤其是坡地監測而言,L-SAR 相較於歐洲太空總署(ESA)的 Sentinel-1系列C波段SAR衛星,理論上具有更強的植被穿透能力,因此有望大幅推進坡地變異與位移的偵測能力;相關內容已於本電子報第 84 期詳述。

從即用型資料(Analysis Ready Data, ARD)的角度來看,NISAR 提供四個層級的影像產品,包括原始Level 0雷達回波資料(RRSD)、Level 1雷達座標產品(RSLC、RIFG、ROFF、RUNW)、完成地理定位的Level 2產品(GSLC、GOFF、GUNW、GCOV),以及Level 3地球物理產品。目前Level 3僅有SME2,目標是提供全球 200公尺解析度的土壤濕度資料。

其中,RIFG、RUNW 與 GUNW 為 InSAR 處理成果,使用者可省去自原始資料起算的大量處理流程,直接取得短時間基線下的LOS變化量。ROFF與GOFF則利用像素偏移追蹤(Pixel Offset Tracking)技術,產製平面位移產品。這兩類成果皆可應用於地表位移變動偵測。若使用者下載RIFG或GUNW,產品內部通常也會包含OFF相關圖層。

對防災業務而言,Level 2產品已完成地理定位,可直接於GIS平台瀏覽,也便於與其他圖資套疊。若以使用便利性而言,可視為相當於Sentinel-1的GRD產品,但可提供更多元的產品類型與資訊層。

2. NISAR 資料的釋出與台灣覆蓋情況

備受關注的NISAR 資料中,L-SAR相關產品由阿拉斯加衛星設施(ASF)平台負責發布。2026年1月,ASF先釋出少量sample products;2月發布首批未校正資料(Uncalibrated,官方文件中亦稱BETA產品);7月20日則釋出初步校正資料(Provisional),並進入常態供應階段。每幅影像自取像至上架,約需36至72 小時的處理時間。目前預定於2026年第四季進行產品驗證,並於驗證流程完成後,重新處理所有已上架舊資料,涵蓋目前已發布的全部影像。至於S波段資料,則由印度ISRO的Bhoonidhi平台於2026年7月24日釋出,本文暫不探討。

圖 1、最近一年來NISAR釋出的台灣相關影像,可見BETA與Provisional兩批資料,中間約半年期間的資料尚未上架。
圖 1、最近一年來NISAR釋出的台灣相關影像,可見BETA與Provisional兩批資料,中間約半年期間的資料尚未上架。
圖 2、2026 年 2 月釋出、涵蓋台灣的未校正資料。每個軌道皆有部分影像僅為局部取像(partial frame)。圖片擷取自 https://gengpeilin.github.io/sar-tracker。
圖 2、2026 年 2 月釋出、涵蓋台灣的未校正資料。每個軌道皆有部分影像僅為局部取像(partial frame)。圖片擷取自 https://gengpeilin.github.io/sar-tracker。
圖 3、2026 年 7 月釋出、涵蓋台灣的初步校正資料。各軌道取像更加完整。圖片擷取自 https://gengpeilin.github.io/sar-tracker。
圖 3、2026 年 7 月釋出、涵蓋台灣的初步校正資料。各軌道取像更加完整。圖片擷取自 https://gengpeilin.github.io/sar-tracker。
3. NISAR 目前釋出產品狀態

本文首先檢視未校正資料與初步校正資料的差異。下圖選取 2025 年 11 月與 2026年1月、共四個軌道的未校正資料,並與2026年7月釋出的GSLC初步校正資料進行比對。圖1中可以看到主頻段(FrequencyA,5公尺網格),因為射頻干擾(RFI)等問題造成的光斑,已獲得相當有效的抑制;圖幅也接近完整(full frame)。整體來看,基本上已達到升軌兩軌(39、111)與降軌兩軌(61、133)即可完整覆蓋台灣本島的狀態。不過,細部檢視Provisional GSLC後,仍可發現局部影像存在不連續或錯位等異常,仍待後續修正與驗證進一步確認。

圖4、NISAR兩次資料釋出的GSLC預覽圖。
圖4、NISAR兩次資料釋出的GSLC預覽圖。

初步檢視GUNW後可見(圖2,80公尺網格),這些短時間基線的 InSAR 干涉圖並未涵蓋大型地表位移事件,因此理論上不應出現明顯干涉環。然而,不論是未校正資料或初步校正資料,仍可見部分影像存在不連續或不完整的現象;另有一些干涉圖出現顯著且密集的干涉環,顯示資料中可能仍殘留需進一步移除的大氣效應或其他長波長訊號。此類資料可用於檢查近期發生的地震或滑坡事件,能為初步判讀節省不少時間。

圖5、NISAR兩次資料釋出的GUNW預覽圖。
圖5、NISAR兩次資料釋出的GUNW預覽圖。

NISAR產品亦納入SAR/InSAR領域較具前瞻性的土壤濕度估算。SME2 產品融合多種解析度資訊與三種不同計算模型,包括:利用氣象模型之公里級解析度資料結合NISAR後向散射資料的DSG(Multi-Scale Disaggregation)、以電磁散射物理模型進行反演的PMI(Physical Model Inversion),以及利用不同時間影像後向散射係數比值推估的TSR(Time-Series Ratio)。由於這幾種方法皆仍需較長時間調整與驗證,目前提供的SME2最終土壤濕度值,暫時為三種模型結果的平均。

現階段預期SME2土壤濕度產品在平原地區的農田或裸地,會較可能提供可信數值;至於植被覆蓋厚重的坡地,則仍須審慎看待。未來值得進一步評估的方向,是其是否能在裸露坡地上提供可靠的土壤濕度資訊。

圖6、NISAR近期的SME2土壤濕度產品。
圖6、NISAR近期的SME2土壤濕度產品。
4. 結語

NISAR資料背負著未來地球環境監測的重大期待,特別是首度有如此高頻率(12 天重訪)且開放的L波段SAR影像,能在全球範圍穩定釋出,預期有望彌補ALOS 系列衛星在台灣取像間隔較長的限制。後續仍需持續密切關注NISAR資料的發展,並結合先進分析技術與多元圖資,進一步強化坡地監測能力,提升災害防救工作的支撐效能。

相關連結

本文使用的台灣SAR影像監測工具
https://gengpeilin.github.io/sar-tracker

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