衛星資料應用公開衛星資料分析筆記
拿一份公開衛星影像,從光譜特徵算出植生指數,做出一份可重現、有解讀、有限制說明的分析筆記。
給誰:具基礎程式能力(Python 會用變數、迴圈、函式)的高中或大學生。 核心概念:10 個 指定教材:11 份 短練習:3 題 先備自測:4 題
這條路通往的職稱:遙測應用科學家。
怎麼走
- 先做下面的先備自測(4 題):全部答得出來就直接開始, 卡住的那一題會指出要先補哪一步。
- 依下面的順序,把每個概念所屬的節點加入「我的學習地圖」,學完一個就標成已完成。
- 做完 3 題短練習(在互動地圖點開節點的「學科學習細節地圖」): 每題都附分步提示、常見錯誤與單位檢查,還有一題換數字或換情境的遷移練習。
- 做出下面那件成果,用完成判準逐條自評;全部達到就是這條路的終點。
開始前先自測(4 題)
答得出來就直接開始;卡住的那一題會告訴你先補哪一步。已經熟的人整段略過即可,不必照順序從第一步走。
- 遙測衛星「看到」的到底是什麼?用一句話說明。卡住了?先補第 1 步「衛星遙測與地球觀測」
看答案
地表反射或發射的電磁波能量:影像的每個像元是某段波長的能量測值,不是一般意義的照片。 - 紅光、近紅外、熱紅外,波長由短到長怎麼排?卡住了?先補第 2 步「電磁波譜與大氣窗」
看答案
紅光(約 0.65 μm)<近紅外(約 0.85 μm)<熱紅外(約 10 μm)。波段選擇決定你看得到什麼。 - 有一串溫度 t = [20, 22, 24],用 Python 算平均要怎麼寫?卡住了?先補第 3 步「Python 程式設計」
看答案
sum(t) / len(t),得到 22.0。寫得出這一行,程式基礎就夠開始了。 - 「平均」和「標準差」分別在描述一組數字的什麼?卡住了?先補第 4 步「敘述統計與資料視覺化」
看答案
平均描述中心位置,標準差描述離散程度(波動大小)——兩組資料的平均可以一模一樣、波動卻差很多。
學習順序(10 個核心概念)
每一步下面是指定教材:出處、語言與費用、建議讀哪一段、我們最後查核可用的日期。
- 1. 衛星遙測與地球觀測高中可達 · 屬於 地球科學 課綱 EIb-Ⅴa-6
- Landsat 計畫:衛星如何觀測地球NASA Goddard 太空飛行中心|英文・免費・約 1 小時:從感測器到資料產品的全貌,含影像範例|查核日 2026-09-09
- 2. 電磁波譜與大氣窗高中可達 · 屬於 遙感探測與影像處理 課綱 PKc-Ⅴc-5
- 電磁波譜導覽(Electromagnetic Spectrum)NASA 科學任務理事會|英文・免費・約 1 小時:各波段特性與大氣穿透,遙測選波段的基礎|查核日 2026-09-09
- 3. Python 程式設計高中可達 · 屬於 程式設計 課綱 資P-Ⅴ-2
- Python 官方教學(繁體中文)Python 軟體基金會|繁體中文・免費・第 1–5 章約 4 小時:足夠做完這條路徑的分析筆記|查核日 2026-09-09
- 4. 敘述統計與資料視覺化高中可達 · 屬於 機率與統計 課綱 D-10-2
- 可汗學院:統計與機率可汗學院(中文)|中文字幕・免費・前兩單元約 3 小時:敘述統計與資料視覺化|查核日 2026-09-09
- 5. 光譜特徵與植生指數橋接延伸 · 屬於 遙感探測與影像處理 課綱 EIb-Ⅴa-6
- 量測植生:NDVI 與 EVINASA 地球觀測站|英文・免費・約 40 分鐘:植生的光譜特徵與指數怎麼來的|查核日 2026-09-09
- 6. 輻射定標與反射率轉換橋接延伸 · 屬於 遙測資料處理
- USGS Landsat Level-1 資料產品說明美國地質調查局(USGS)|英文・免費・約 40 分鐘:DN 值轉輻射亮度與反射率的官方係數與公式|查核日 2026-09-09
- 7. 產製植生指數圖層橋接延伸 · 屬於 遙測影像應用
- USGS Landsat 常態化差異植生指數(NDVI)美國地質調查局(USGS)|英文・免費・約 20 分鐘:各代 Landsat 的波段對應與計算式|查核日 2026-09-09
- 8. 地理資訊系統與疊圖分析高中可達 · 屬於 GIS / 遙測影像軟體
- QGIS 訓練手冊QGIS 專案(開源)|英文(軟體有繁中介面)・免費・第 1–5 模組約 6 小時:疊圖與屬性分析|查核日 2026-09-09
- 9. 判釋多時序影像產出災害圖資橋接延伸 · 屬於 遙測影像應用 課綱 地Ab-Ⅴ-3
- Copernicus 緊急應變製圖服務歐盟 Copernicus 計畫|英文・免費・約 1 小時:看真實災害的圖資成品與製作規格,當作品的範本|查核日 2026-09-09
- NASA 災害應變計畫NASA 應用科學計畫|英文・免費・約 30 分鐘:衛星資料在災害應變的實際用法|查核日 2026-09-09
- 10. 版本控制與協作高中可達 · 屬於 程式設計
- Pro Git(繁體中文版)Git 專案(開源)|繁體中文・免費・第 1–3 章約 3 小時:讓分析筆記可追溯、可重現|查核日 2026-09-09
短練習
- 光譜特徵與植生指數屬於 遙感探測與影像處理 在互動地圖中打開這一題 →附分步提示、常見錯誤與單位檢查,以及一題遷移練習
- 產製植生指數圖層屬於 遙測影像應用 在互動地圖中打開這一題 →附分步提示、常見錯誤與單位檢查,以及一題遷移練習
- 敘述統計與資料視覺化屬於 機率與統計 在互動地圖中打開這一題 →附分步提示、常見錯誤與單位檢查,以及一題遷移練習
題目、解法與上面那組指引都在「學科學習細節地圖」裡(Pro 功能; 示範學科免費試做)。先備自測、指定教材、成果與判準則對所有人公開。
可交付成果:公開衛星資料分析筆記
一份筆記或 notebook:選一個區域與兩個日期的公開影像(例如 Sentinel-2 或 Landsat),算 NDVI 並比較變化,附圖表與文字解讀。
完成判準
- 列明來源:資料集名稱、取得網址、影像日期與處理等級都寫出來。
- 能重現步驟:從下載到出圖的每一步都有程式或操作紀錄,別人照做能得到同樣結果。
- 圖表有解釋:每張圖說明看到什麼、代表什麼,不只貼圖。
- 說明資料限制:至少提到雲遮、空間解析度、定標或大氣校正其中兩項對結論的影響。
這是入門里程碑,不是完整的工程師或技術員培訓,也不是就業保證。所需時數待試跑後校準。