對影成三人，飛過亦留痕

02-10

撰文/熊氏阿回

歐空局的哨兵衛星

Sentinel-2 (哨兵) 是歐空局的一顆環境觀測衛星，2015 年 6 月由法屬蓋亞那庫魯航天中心發射。預計工作壽命為7年零3個月，將主要負責觀察北緯84°至南緯56°之間的地球土地、森林覆蓋變化及海岸線、深海污染情況。這顆星的部分可見光波段達到了 10m 的解析度。

從 2016 年 3 月起，Sentinel-2 數據可以通過 Earth Engine 平台獲取。今年 7 月份，有人在 GEE 的 Sentinel-2 存檔看到了下面的影像：

飛行中的一架飛機變成了三架分為紅綠藍色的幻影，還拖著同樣顏色的尾跡。這種現象是怎產生的呢？這跟 Sentinel-2 多光譜成像感測器（Multispectral Instrument，MSI）的工作原理有關。

MSI 是推掃式（push broom）衛星感測器，也被稱為沿著軌道掃描儀（along track scanners）, 使用的探測器安置在垂直於航天器的飛行方向，飛行器向前飛行時候，一次可以收集一行的圖像（如下圖所示）。

另一種是擺掃式：Whisk Broom Scanners，或稱"Across-Track"，使用「鏡子」來反射光線到一個探測器，利用一個「鏡子」來回移動，收集從一個像素上測量的值。這種移動部件非常昂貴，而且容易損壞。

可以看到，推掃式接受的信號要強於擺掃式，因為擺掃式在一個像素內的時間很長。感測器收到由地面發來的信號後，被分成 10 個不同的波段存儲。因為觀測角的不同，就會形成不同波段的視差（inter-band measurement parallax），如下圖所視，這就是三架「幻影式」飛機的由來。

那麼，地面上高低起伏的山脈為什麼又沒有在遙感影像上形成類似的視差圖像呢？這是因為遙感資料的處理系統會使用地面的高程數據去消除視差效應，換句話說，如果地面接收站知道這架飛機飛行高度，也可以處理出正確的圖像。

在 GEE 上，把不同波段的飛機痕迹提取出來，可以清晰地看到視差效應。