MODIS數(shù)據(jù)介紹

1、MODIS數(shù)據(jù)介紹 (2014-02-24 17:22:02)轉(zhuǎn)載一、Modis數(shù)據(jù)資源總體介紹1999年2月18日，美國(guó)成功地發(fā)射了地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）的第一顆先進(jìn)的極地軌道環(huán)境遙感衛(wèi)星Terra。它的主要目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)從單系列極軌空間平臺(tái)上對(duì)太陽(yáng)輻射、大氣、海洋和陸地進(jìn)行綜合觀測(cè)，獲取有關(guān)海洋、陸地、冰雪圈和太陽(yáng)動(dòng)力系統(tǒng)等信息，進(jìn)行土地利用和土地覆蓋研究、氣候季節(jié)和年際變化研究、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和分析研究、長(zhǎng)期氣候變率的變化以及大氣臭氧變化研究等，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)大氣和地球環(huán)境變化的長(zhǎng)期觀測(cè)和研究的總體（戰(zhàn)略）目標(biāo)。2002年5月4日成功發(fā)射Aqua星后，每天可以接收兩顆星的資料。搭載在Terra和A

2、qua兩顆衛(wèi)星上的中分辨率成像光譜儀（MODIS）是美國(guó)地球觀測(cè)系統(tǒng)（EOS）計(jì)劃中用于觀測(cè)全球生物和物理過程的重要儀器。它具有36個(gè)中等分辨率水平 （0.25um1um）的光譜波段，每1-2天對(duì)地球表面觀測(cè)一次。獲取陸地和海洋溫度、初級(jí)生產(chǎn)率、陸地表面覆蓋、云、汽溶膠、水汽和火情等目標(biāo)的圖像。本網(wǎng)站提供的MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品來自NASA的陸地過程分布式數(shù)據(jù)檔案中心（The Land Processes Distributed Active Archive Center,LP DAAC/NASA）。包括：基于Terra星和Aqua星數(shù)據(jù)的地表反射率（250m,daily;500m,daily

3、;250m,8days;500m,8day）、地表溫度（1000m,daily;1000m,8days;5600m,daily）、地表覆蓋（500m,96days;1000m,yearly）、植被指數(shù)NDVI&EVI（250m,16daily;500m,16days;1000m,16days;1000m,monthly;、溫度異常/火產(chǎn)品（1000m,daily;1000m,8days）、葉面積指數(shù)LAI/光合有效輻射分量FPAR（1000m,8days）、總初級(jí)生產(chǎn)力GPP（1000m,8days）。本網(wǎng)站提供的所有MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品的格式為HDF-EOS，數(shù)據(jù)組織方式為10經(jīng)度*10緯

4、度的分片（TILE）方式。二、MODIS數(shù)據(jù)特點(diǎn)及技術(shù)指標(biāo)1.概況MODIS全稱Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer，即中分辨率成像光譜儀。1998年MODIS機(jī)載模型器安裝到EOS-AM（上午軌道）和PM（下午軌道）系列衛(wèi)星上，從1999年12月正式向地面發(fā)送數(shù)據(jù)。MODIS是NASA地球行星使命計(jì)劃中總數(shù)為15顆。2.MODIS數(shù)據(jù)的特點(diǎn)MODIS數(shù)據(jù)主要有四個(gè)特點(diǎn):（1）全球免費(fèi)：NASA對(duì)MODIS數(shù)據(jù)實(shí)行全球免費(fèi)接收的政策（TERRA衛(wèi)星除MODIS外的其他傳感器獲取的數(shù)據(jù)均采取公開有償接收和有償使用的政策），這樣的數(shù)據(jù)接收和使用

5、政策對(duì)于目前我國(guó)大多數(shù)科學(xué)家來說是不可多得的、廉價(jià)并且實(shí)用的數(shù)據(jù)資源；（2）光譜范圍廣：MODIS數(shù)據(jù)涉及波段范圍廣（共有36個(gè)波段，光譜范圍從0.4um-14.4um），數(shù)據(jù)分辨率比NOAA-AVHRR有較大的進(jìn)展（輻射分辨率達(dá)12bits，其中兩個(gè)通道的空間分辨率達(dá)250m，5個(gè)通道為500m，另29個(gè)通道為1000m）。這些數(shù)據(jù)均對(duì)地球科學(xué)的綜合研究和對(duì)陸地、大氣和海洋進(jìn)行分門別類的研究有較高的實(shí)用價(jià)值；（3）數(shù)據(jù)接收簡(jiǎn)單：MODIS接收相對(duì)簡(jiǎn)單，它利用X波段向地面發(fā)送，并在數(shù)據(jù)發(fā)送上增加了大量的糾錯(cuò)能力，以保證用戶用較小的天線（僅3m）就可以得到優(yōu)質(zhì)信號(hào)；（4）更新頻率高：TERRA和

6、AQUA衛(wèi)星都是太陽(yáng)同步極軌衛(wèi)星，TERRA在地方時(shí)上午過境，AQUA在地方時(shí)下午過境。TERRA與AQUA上的MODIS數(shù)據(jù)在時(shí)間更新頻率上相配合，加上晚間過境數(shù)據(jù)，對(duì)于接收MODIS數(shù)據(jù)來說可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)更新頻率，對(duì)實(shí)時(shí)地球觀測(cè)和應(yīng)急處理（例如森林和草原火災(zāi)監(jiān)測(cè)和救災(zāi)）有較大的實(shí)用價(jià)值。3.MODIS數(shù)據(jù)的技術(shù)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)軌道705km，降軌上午10: 30過境，升軌下午1: 30過境，太陽(yáng)同步，近極地圓軌道掃描頻率每分鐘20.3轉(zhuǎn)，與軌道垂直測(cè)繪寬帶2330km x 10km望遠(yuǎn)鏡直徑17.78cm體積1.0m X 1.6m X 1.0m重量250

7、g功耗225w數(shù)據(jù)率11Mbit/s量化12bit星下點(diǎn)空間分辨率250m,500m,1000m設(shè)計(jì)壽命5年4.MODIS數(shù)據(jù)的波段分布特征波段波譜范圍(nm)信噪比主要用途分辨率(m)1620-670128陸地/云邊界2502841-8762013459-479243陸地/云特性5004545-56522851230-12507461628-165227572105-21551108405-420880海洋顏色/浮游植物/生物化學(xué)10009438一4883810483-49380211526-53675412546-55675013662-67291014673-683108715743-7

8、5358616862-87751617890-920167大氣水蒸氣18931-9415719915-965250200.05地表/云溫度212.00220.07230.07240.25大氣溫度254.482一5490.25261360-1390150卷云270.25水蒸氣287.175-7.4750.25298.400-8,7000.25300.25臭氧310.05地表/云溫度320.05330.25云頂高度340.25350.25360.353.MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品分級(jí)按數(shù)據(jù)產(chǎn)品特征劃分：主要產(chǎn)品包括校正數(shù)據(jù)產(chǎn)品、陸地?cái)?shù)據(jù)產(chǎn)品、海洋數(shù)據(jù)產(chǎn)品和大氣數(shù)據(jù)產(chǎn)品；若按處理級(jí)別劃分，又可以分為以下6種

9、：0級(jí)產(chǎn)品：也稱原始數(shù)據(jù)；1級(jí)產(chǎn)品：指L1A數(shù)據(jù)，已經(jīng)被賦予定標(biāo)參數(shù)；2級(jí)產(chǎn)品：指L1B級(jí)數(shù)據(jù)，經(jīng)過定標(biāo)定位后數(shù)據(jù)，本系統(tǒng)產(chǎn)品是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) 的EOS-HDF格式。包含所有波段數(shù)據(jù)，可能是應(yīng)用比較廣泛的一類數(shù)據(jù)。；3級(jí)產(chǎn)品：在1B數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)由遙感器成像過程產(chǎn)生的邊緣畸變（Bowtie效應(yīng)）進(jìn)行校正，產(chǎn)生L3級(jí)產(chǎn)品；4級(jí)產(chǎn)品：由參數(shù)文件提供的參數(shù)，對(duì)圖像進(jìn)行幾何糾正，輻射校正，使圖像的每一點(diǎn)都有精確的地理編碼、反射率和輻射率。L4級(jí)產(chǎn)品的MODIS圖像進(jìn)行不同時(shí)相的匹配時(shí)，誤差小于1個(gè)像元。該級(jí)產(chǎn)品是應(yīng)用級(jí)產(chǎn)品不可缺少的基礎(chǔ)；5級(jí)及以上產(chǎn)品：根據(jù)各種應(yīng)用模型開發(fā)L5級(jí)產(chǎn)品。三MODIS Til

10、e產(chǎn)品數(shù)據(jù)組織方式本網(wǎng)站提供的MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品數(shù)據(jù)都采用TILE類型進(jìn)行組織即以地球?yàn)閰⒄障担?采用了SIN（ISIN，正弦曲線投影） 地球投影系統(tǒng)，將全球按照10經(jīng)度*10緯度（1200KM*1200KM）的方式分片（如下圖），全球陸地被分割為600多個(gè)Tile，并對(duì)每一個(gè)Tile賦予了水平編號(hào)和垂直編號(hào)。左上角的編號(hào)為（0，0）右下角的編號(hào)為（35，17）。四MODIS命名規(guī)則MODIS文件名的命名遵循一定的規(guī)則，通過文件名，可以獲得很多關(guān)于此文件的詳細(xì)信息，比如：文件名MOD09A1 產(chǎn)品縮寫.A2006001 數(shù)據(jù)獲得時(shí)間(A-YYYYDDD).h08v05 分片標(biāo)示(水平XX，

11、垂直YY).005 數(shù)據(jù)集版本號(hào).2006012234567 產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)間(YYYYDDDHHMMSS).hdf 數(shù)據(jù)格式(HDF-EOS)五MODIS時(shí)間分辨率根據(jù)實(shí)際情況不同，本網(wǎng)站提供的MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品具有不同的時(shí)間分辨率，主要包括：每日產(chǎn)品（daily）8天合成產(chǎn)品（8-Day）16天合成產(chǎn)品（16-Day）月合成產(chǎn)品（Monthly）季度產(chǎn)品（Quarterly）年產(chǎn)品（Yearly）六MODIS空間分辨率MODIS儀器獲得的數(shù)據(jù)有3個(gè)空間分辨率：Bands 12 250米Bands 37 500米Bands 836 1000米本網(wǎng)站提供的MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品分為4種

12、不同的空間分辨率，分別如下：250米500米1000米5600米(0.05度).七M(jìn)ODIS產(chǎn)品處理級(jí)別本網(wǎng)站提供的MODIS陸地標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品都為L(zhǎng)2或者更高級(jí)別：Level-2: derived geophysical variables at the same resolution and location as level-1 source data (swath products)Level-2G: level-2 data mapped on a uniform space-time grid scale (Sinusoidal)Level-3: gridded variables

13、in derived spatial and/or temporal resolutionsLevel-4: model output or results from analyses of lower-level dataMODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品介紹 2009年7月2日 9:21:31 中分辨率成像光譜儀(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) -MODIS是Terra和Aqua衛(wèi)星上搭載的主要傳感器之一，兩顆星相互配合每1-2天可重復(fù)觀測(cè)整個(gè)地球表面，得到36個(gè)波段的觀測(cè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù) 將有助于我們深入理解全球陸地、海洋和低層大氣內(nèi)的動(dòng)態(tài)變化

14、過程，因此，MODIS在發(fā)展有效的、全球性的用于預(yù)測(cè)全球變化的地球系統(tǒng)相互作用模型中起著 重要的作用，其精確的預(yù)測(cè)將有助于決策者制定與環(huán)境保護(hù)相關(guān)的重大決策。 MODIS自2000年4月開始正式發(fā)布數(shù)據(jù)，NASA對(duì)MODIS數(shù)據(jù)以廣播X波段向全球免費(fèi)發(fā)送，我國(guó)目前已建立了數(shù)個(gè)接收站并分別于2001年3月 前后開始接收數(shù)據(jù)。由于NASA對(duì)MODIS數(shù)據(jù)實(shí)行這種全球免費(fèi)接收的政策，使得MODIS數(shù)據(jù)的獲取十分廉價(jià)和方便。 MODIS標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品根據(jù)內(nèi)容的不同分為0級(jí)、1級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，在1B級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品之后，劃分24級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，包括：陸地標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品、大氣標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品和海洋標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品等三種主要標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)

15、產(chǎn)品類型，總計(jì)分解為44種標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品類型。它們分別是：1、MODIS L0數(shù)據(jù)是對(duì)衛(wèi)星下傳的數(shù)據(jù)報(bào)解除CADU外殼后，所生成的CCSDS格式的未經(jīng)任何處理的原始數(shù)據(jù)集合，其中包含按照順序存放的掃描數(shù)據(jù)幀、時(shí)間碼、方位信息和遙測(cè)數(shù)據(jù)等。2、LlA數(shù)據(jù)是對(duì)L0數(shù)據(jù)中的CCSDS包進(jìn)行解包所還原出來的掃描數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的集合3、LlB數(shù)據(jù)是對(duì)LlA數(shù)據(jù)進(jìn)行定位和定標(biāo)處理之后所生成，其中包含以sI(Scaled Integer)形式存放的反射率和輻射率的數(shù)據(jù)集。LlB代碼讀取LlA代碼解包產(chǎn)生的DN數(shù)據(jù)集(EV SD SRCA BB SV)以及定標(biāo)查找表LUT(LookUp Table)作為輸入

16、，分別對(duì)太陽(yáng)反射波段RSB和熱輻射波段TEB進(jìn)行定標(biāo)處理。定標(biāo)計(jì)算所使用的參數(shù)可以從MODIS支持組MCST所定期發(fā)布的LUT文件中得到。傳感器DN數(shù)值按照BDSM(Band，Detector，Sub-frame，Mirrorside)索引。4、L2L4是對(duì)LlB數(shù)據(jù)進(jìn)行各種應(yīng)用處理之后所生成的特定應(yīng)用數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD01：即 MODIS1A數(shù)據(jù)產(chǎn)品。1A級(jí)處理程序，把2個(gè)小時(shí)的0級(jí)文件重新組織成一系列基本處理單元，及數(shù)據(jù)塊（Granules），每個(gè)數(shù)據(jù)塊包含大約5分鐘的MODIS數(shù)據(jù)。因?yàn)镸ODIS鏡面的一次掃描需要1.4771秒，所以在5分鐘內(nèi)1B級(jí)產(chǎn)品文件典型的有203次完全掃描，有時(shí)候

17、完全掃描204次。每天5分鐘集合的掃描文件有288個(gè)。地理位置代碼計(jì)算地面單個(gè)象元的坐標(biāo)，以及有關(guān)MODIS的太陽(yáng)和月亮的位置信息。在GDAAC的操作中，1A級(jí)和地理位置代碼使用產(chǎn)品生成程序（PGE01）。同時(shí)，它們將輸入的MODIS數(shù)據(jù)放到1B級(jí)軟件中MOD02：即 MODIS1B數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD03：即 MODIS數(shù)據(jù)地理定位文件。MODIS Geolocation(MOD03) 數(shù)據(jù)產(chǎn)品包含有：MODIS每個(gè)1km EV（Earth View）中心的經(jīng)緯度，每個(gè)1km EV太陽(yáng)/衛(wèi)星的方位，每個(gè)1km EV EOS陸地/海洋的閾值，每條掃描太陽(yáng)和月亮相對(duì)于MODIS的位置，充分的儀器參數(shù)

18、信息以支持特定波段和亞像元級(jí)定位。格式描述分為4個(gè)部分：全局元數(shù)據(jù)、處理和幾何參數(shù)、掃描數(shù)據(jù)、組（Vgroups）MOD04-08，35為大氣產(chǎn)品，917，33，40，43，44為陸地產(chǎn)品，18-32，36-39，42為海洋產(chǎn)品MOD04：大氣2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為氣溶膠產(chǎn)品，Lambert投影空間分辨率1公里，地理坐標(biāo)30秒空間分辨率，每日數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，每旬、每月數(shù)據(jù)合成為3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD05：可降水量。2級(jí)大氣產(chǎn)品。MOD06：大氣2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為云產(chǎn)品，Lambert投影空間分辨率1公里，地理坐標(biāo)30秒空間分辨率，每日數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，每旬、每月數(shù)據(jù)合成為3

19、級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD07：大氣2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為大氣剖面數(shù)據(jù)，Lambert投影空間分辨率1公里，地理坐標(biāo)30秒空間分辨率，每日數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，每旬、每月數(shù)據(jù)合成為3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD08：大氣3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為柵格大氣產(chǎn)品，1公里空間分辨率。每日、每旬、每月合成數(shù)據(jù)。MOD09：陸地2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為表面反射；空間分辨率250m；白天每日數(shù)據(jù)。MOD10：陸地2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為雪覆蓋，每日數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)，空間分辨率500米，旬、月數(shù)據(jù)合成為3級(jí)數(shù)據(jù)，空間分辨率500米。歸一化雪被指數(shù)：歸一化雪被指數(shù)是觀測(cè)冰雪定量指標(biāo)，NDSI=（Ref0.555um- Re

20、f1.640um)/( Ref0.555umRef1.640um)* Ref0.555um、Ref1.640um為入瞳反射率位于陸地且同時(shí)滿足以下條件的像元，可以定義為“陸地冰雪”，簡(jiǎn)稱“冰雪”：NDSI(RefMODIS4- RefMODIS6) / (RefMODIS4RefMODIS6)0.4；RefMODIS2 0.11；MOD11：陸地2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為地表溫度和輻射率，Lambert投影，空間分辨率1公里，地理坐標(biāo)為30秒，每日數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)，每旬、每月數(shù)據(jù)合成為3級(jí)數(shù)據(jù)。MOD12：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為土地覆蓋/土地覆蓋變化，1km，1/4，季節(jié)的，生物地球化學(xué)

21、循環(huán)，土地覆蓋變化，3級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。MOD13：陸地2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為柵格的歸一化植被指數(shù)和增強(qiáng)型植被指數(shù)（NDVI/EVI），空間分辨率250m。MOD14：陸地2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為熱異常-火災(zāi)和生物量燃燒，空間分辨率1km，確定火災(zāi)發(fā)生的位置、火災(zāi)等級(jí)以及暗火與燃燒比。MOD15：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為葉面積指數(shù)和光合有效輻射，空間分辨率1km，每天的及旬、月合成產(chǎn)品。MOD16：陸地4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為蒸騰作用，空間分辨率1km，旬、月合成產(chǎn)品。MOD17：陸地4級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為植被產(chǎn)品，NPP，空間分辨率為250米，1公里，旬、月度頻率。MOD18：海洋2、3級(jí)

22、標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為標(biāo)準(zhǔn)的水面輻射，全球洋面，空間分辨率1km，日、旬、月，海洋葉綠素。MOD19：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為色素濃度，全球洋面，空間分辨率1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD20：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為葉綠素?zé)晒庑?，全球洋面，空間分辨率1km，葉綠素水平大于2.0mg/m3，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD21：海洋2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為葉綠素-色素濃度，空間分辨率1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD22：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為光合可利用輻射（PAR），全球洋面，1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD23：海洋3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為懸浮物濃度。MOD24：海洋3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為有機(jī)質(zhì)濃度。MOD25：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為球石濃度，全球洋面，空間分辨率1km、20km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD26：海洋3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品