一、 前言

人造衛星所提供之數據與服務(如定位、導航、通訊等)，有助於公共政策的推進並且滿足商業需求，為現代社會不可或缺的一部分。其中，星載遙測(space-borne remote sensing)為人造衛星最為重要的應用之一。星載遙測為利用衛星上的遙測設備，取得地理空間相關之數據(如降雨分布、土地利用、海平面上升、極端氣候等)，相較於其他類型的環境監測技術，如航空測量、現場測量等，星載遙測具備覆蓋範圍廣、易定期監測等優勢。在遙測技術進步與衛星發射成本降低等因素之驅動下，星載遙測成為近期備受關注的太空科技。

星載遙測能用以監視非法活動、監測農業生產或提供早期預警，亦是當今綠色政策推動進展檢視不可或缺的工具，可用於觀測氣候變遷、監測污染環境、保護生物多樣性等。以下將針對衛星遙感探測與綠色應用之技術發展以及專利申請趨勢做介紹。

二、綠色應用

星載遙測對人類社會永續發展相當重要，可支持之綠色應用涵蓋：了解氣候變遷；實現經濟和產業的綠色轉型；保護生物多樣性、生態系統和環境等，以下分別列出前述綠色應用之代表性案例：

(一)了解氣候變遷代表性案例-測量北極海冰範圍

歐洲氣象衛星開發組織(EUMETSAT)利用衛星觀測近40年(1981-2020年)北極海冰範圍(arctic sea ice extent)，數據顯示近十年來海冰範圍已顯著低於1981年到2010年期間的中位值，且2020年海冰範圍已較1979年縮小了約一個格陵蘭島的面積。

(二)實現經濟和產業綠色轉型代表性案例-實現精準與智慧農業

Airbus Intelligence所提供之軟體解決方案，能透過衛星影像分析，監測與管理農田與農作物生長，並提供作物播種、施肥、灌溉、收成等相關資訊，以改善農業生產，實現精準與智慧農業。

(三)保護生物多樣性、生態系統和環境代表性案例-監測大氣污染

Copernicus Sentinel-5P satellite[1]地球觀測衛星提供義大利北部大氣中二氧化氮的濃度資訊，有助於了解此空氣汙染對環境以及人類與動物健康之負面影響，例如導致環境退化(environmental degradation)或誘發其他空氣污染物。

三、技術趨勢

整體而言，星載遙測技術之發展趨勢包括：儀器性能的改進，如更佳的空間、光譜、輻射和時間解析度；提高平台的靈活性和使用壽命，並且朝向標準化以降低總成本；儀器平台小型化；多載具編隊，如編隊飛行 (formation flying)等。

除了前述趨勢以外，星載遙測技術可進一步細分成四項關鍵技術領域，分別為微波儀器平台(包含主動和被動系統)、光學儀器平台(包含主動和被動系統)、重力儀(gravimeters)以及訊號處理(signal processing)。其中，微波儀器平台領域近期受關注的技術項目有：合成孔徑雷達(SAR)天線成本與散熱的改善、幅射測量之訊號處理技術等；光學儀器平台受關注的技術項目包含：高功率太空光達(Lidar)技術、紅外線探測器解析度提升、主動光學系統性能改善等；訊號處理領域近期投入的重要技術有：智慧資料探勘(intelligent data mining)、資訊擷取(information extraction)分析技術等。

四、專利申請趨勢

歐洲專利家族局(European Patent Office, EPO)、歐洲太空政策機構 (European Space Policy Institute, ESPI)與歐洲太空總署(European Space Agency, ESA)研究團隊藉由EPO專利家族資料庫(如PATSTAT)，分析了近20年來(2001-2020年)全球星載遙測技術以及綠色應用相關之專利家族申請(約14500件)，並且提出以下數點觀察：

(一) 星載遙測與綠色應用之專利家族申請量大幅增加

與2001年相比，2020年星載遙測與綠色應用專利家族申請數量成長了18倍，然而，同一期間所有技術領域之專利家族申請數量僅成長約4倍。前述數據顯示星載遙測與綠色應用之專利家族成長趨勢遠高於整體趨勢。此外，在關鍵技術領域中，訊號處理領域之專利家族成長幅度最大(接近20倍)，其次為微波儀器平台領域(超過10倍)。

(二) 不同類型遙測目標之專利家族申請數量有極大差距

作物生產力、土地利用、河流/沿海地區、大氣溫度、水蒸氣/雲、降雨、全球風場、極端天氣事件等遙測目標之專利家族申請數量顯著較多，例如水蒸氣/雲以及降雨之專利家族數量共超過9000件。然而，土壤侵蝕、森林砍伐、海平面等與生物多樣性與環境保護高度相關之觀測指標，專利家族申請數量卻相當稀少(低於500件)。

(三) 中國專利家族數量最多，但美國國際專利家族數量領先全球

從第一申請人所在國家(first applicant country)來看，中國共申請了將近1萬件專利家族(表一)，且在近十年內顯著成長。並且從專利申請人來看，中國的研究單位與業者之專利家族申請亦占據前九名(圖一)。推測原因為中國近期積極投入太空科技發展並且大力支持專利申請，包括提供專利申請補助與稅收減免。然而中國專利申請人大多僅申請中國專利，僅有少數申請國際專利(185件)，顯示中國專利獎勵措施儘管能促使專利數量大幅成長，但多數專利並未對遙測技術帶來顯著突破，導致國際專利申請數量顯著偏低。另一方面，從國際專利家族的申請情形來看，美國為星載遙測與綠色應用專利家族申請的領導者(706件)，其次則為日本(251件)，歐洲國家以法國(120件)與德國(100件)最多。

(四) 多數的專利家族申請為訊號處理相關之軟體專利

大多數的專利家族申請為訊號處理領域，占總專利家族的70%，且有高達8000件以上的專利家族涵蓋資訊擷取分析與模擬等技術。另外，合成孔徑雷達(屬於微波儀器平台技術)以及光學儀器平台有相近的專利家族申請數量(分別為2301件與2074件)，然而僅有少數的專利家族與重力儀技術相關(不足100件)。

(五) 開放數據政策有助於遙測技術發展與專利申請

過去氣象衛星即提供開放數據(open data)供各界使用，且近期美國Landsat[2]和歐洲哥白尼兩大地球觀測衛星的遙感探測計畫，同樣採用開放數據模式。開放數據政策能促進遙測數據的使用，有助於星載遙測技術的發展，推估為訊號處理分析專利家族大幅成長的主因之一。

五、結論

儘管星載遙測技術目前在技術與數據的使用上仍面臨諸多挑戰，如改善解析度等，但由於其對目前社會面臨之挑戰有極大助益，包括提升對氣候變遷的認知、實現經濟和產業綠色轉型以及保護環境與生物多樣性等，未來將持續吸引各國與業者之關注與投入，預估專利申請量仍會持續上升。