常見的資源衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)區(qū)別

-.z.一.遙感數(shù)據(jù)根底知識(shí)：太陽輻射經(jīng)過大氣層到達(dá)地面，一局部與地面發(fā)生作用后反射，再次經(jīng)過大氣層，到達(dá)傳感器。傳感器將這局部能量記錄下來，傳回地面，即為遙感數(shù)據(jù)。目前用于遙感的電磁波段有紫外線、可見光、紅外線和微波。航空與航天飛行器運(yùn)行快、周期短，可獲得多時(shí)相數(shù)據(jù)。以美國(guó)陸地衛(wèi)星5號(hào)〔Landsat5〕為例，Landsat5每天環(huán)繞地球14.5圈，覆蓋地球一遍所需時(shí)間僅16天，而氣象衛(wèi)星的周期更短〔1天或半天〕。由于探測(cè)距離遠(yuǎn)，傳感器所獲得的地面影像覆蓋的空間范圍較大。它距離地表的高度是705.3km，對(duì)地球外表的掃描寬度是185km，一幅TM圖像可以全部覆蓋我國(guó)海南島大小的面積。不同的衛(wèi)星傳感器獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)以及同一傳感器在不同時(shí)間獲得的同一地區(qū)的數(shù)據(jù)，均具有可比性.〔1〕遙感平臺(tái)遙感平臺(tái)是裝載傳感器的運(yùn)載工具,按高度分為：地面平臺(tái)：為航空和航天遙感作校準(zhǔn)和輔助工作。航空平臺(tái)：80km以下的平臺(tái)，包括飛機(jī)和氣球。航天平臺(tái)：80km以上的平臺(tái)，包括高空探測(cè)火箭、人造地球衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)。人造地球衛(wèi)星的類型：低高度、短壽命衛(wèi)星：150～350km，用于軍事。中高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星：350～1800km，地球資源。高高度、長(zhǎng)壽命衛(wèi)星：約3600km，通信和氣象。〔2〕遙感數(shù)據(jù)類型按平臺(tái)分地面遙感、航空遙感、航天遙感數(shù)據(jù)。按電磁波段分可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、紫外遙感數(shù)據(jù)等。按傳感器的工作方式分主動(dòng)遙感、被動(dòng)遙感數(shù)據(jù)?！?〕遙感數(shù)據(jù)獲取原理;〔4〕傳感器a.傳感器定義：傳感器是收集、探測(cè)、記錄地物電磁波輻射信息的工具。它的性能決定遙感的能力，即傳感器對(duì)電磁波段的響應(yīng)能力、傳感器的空間分辨率及圖像的幾何特征、傳感器獲取地物信息量的大小和可靠程度。b.傳感器的分類按工作方式分為：主動(dòng)方式傳感器：側(cè)視雷達(dá)、激光雷達(dá)、微波輻射計(jì)。被動(dòng)方式傳感器：航空攝影機(jī)、多光譜掃描儀〔MSS〕、TM、ETM(1,2)、HRV、紅外掃描儀等。c.傳感器的組成收集器：收集來自地物目標(biāo)鏡、天線。探測(cè)器：將收集的輻射能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能或電能。處理器：將探測(cè)后的化學(xué)能或電能等信號(hào)進(jìn)展處理。輸出：將獲取的數(shù)據(jù)輸出。傳感器一般由信息收集、探測(cè)系統(tǒng)、信息處理和信息輸出4局部組成。d.傳感器的工作原理是收集、量測(cè)和記錄來自地面目標(biāo)地物的電磁波信息的儀器，是遙感技術(shù)的核心局部。根據(jù)傳感器的工作方式分為：主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。主動(dòng)式：人工輻射源向目標(biāo)物發(fā)射輻射能量，然后接收目標(biāo)物反射回來的能量，如雷達(dá)。被動(dòng)式：接收地物反射的太陽輻射或地物本身的熱輻射能量，如攝影機(jī)、多光譜掃描儀〔MSS、TM、ETM、HRV〕?！?〕遙感應(yīng)用的電磁波波譜段紫外線：波長(zhǎng)范圍為0.01～0.38μm，太陽光譜中，只有0.3～0.38μm波長(zhǎng)的光到達(dá)地面，對(duì)油污染敏感，但探測(cè)高度在2000m以下?？梢姽猓翰ㄩL(zhǎng)范圍：0.38～0.76μm，人眼對(duì)可見光有敏銳的感覺，是遙感技術(shù)應(yīng)用中的重要波段。紅外線：波長(zhǎng)范圍為0.76～1000μm，根據(jù)性質(zhì)分為近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和超遠(yuǎn)紅外。微波：波長(zhǎng)范圍為1mm～1m，穿透性好，不受云霧的影響?！?〕大氣窗口〔7〕光譜曲線a.植物的光譜曲線b.土壤的光譜曲線二.遙感數(shù)據(jù)1.遙感數(shù)據(jù)的分辨率圖像的空間分辨率：指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時(shí)視場(chǎng)，或地面物體能分辨的最小單元。是指陸地衛(wèi)星成像時(shí)的地面采樣大小，在圖像上就稱為像元，是圖像的最小成像單元。MSS4-MSS779mMSS8240mTM1-TM5，TM730mTM6120mETM660mPAN15m波譜分辨率：傳感器能分辨的最小波長(zhǎng)間隔。間隔越小，波譜分辨率越高。2.地球資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)以探測(cè)陸地資源為目的的衛(wèi)星叫陸地資源衛(wèi)星。目前，主要的陸地資源衛(wèi)星有：美國(guó)Landsat陸地衛(wèi)星〔MSS、TM、ETM傳感器〕；法國(guó)陸地觀測(cè)SPOT衛(wèi)星〔HRV傳感器〕；歐空局地球資源衛(wèi)星(ERS)；俄羅斯鉆石衛(wèi)星(ALMAZ)；日本地球資源衛(wèi)星(JERS)；印度遙感衛(wèi)星(IRS)；中-巴地球資源衛(wèi)星〔CBERS〕。(CCD、WFI、IRMSS傳感器)〔1〕Landsat數(shù)據(jù)陸地衛(wèi)星Landsat，1972年發(fā)射第一顆，已連續(xù)31年為人類提供陸地衛(wèi)星圖像，共發(fā)射了7顆，產(chǎn)品主要有MSS,TM,ETM，屬于中高度、長(zhǎng)壽命的衛(wèi)星。陸地衛(wèi)星的運(yùn)行特點(diǎn)：〔a〕近極地、近圓形的軌道；〔b〕軌道高度為700～900km；〔c〕運(yùn)行周期為99～103min/圈；〔d〕軌道與太陽同步。Landsat軌道參數(shù)Landsat數(shù)據(jù)系列Landsat衛(wèi)星的傳感器TM數(shù)據(jù)是第二代多光譜段光學(xué)——機(jī)械掃描儀，是在MSS根底上改進(jìn)和開展而成的一種遙感器。TM采取雙向掃描，提高了掃描效率，縮短了停頓時(shí)間，并提高了檢測(cè)器的接收靈敏度。ETM數(shù)據(jù)是第三代推帚式掃描儀，是在TM根底上改進(jìn)和開展而成的一種遙感器。MSS數(shù)據(jù)是一種多光譜段光學(xué)—機(jī)械掃描儀所獲得的遙感數(shù)據(jù)。Landsat衛(wèi)星的TM傳感器Landsat衛(wèi)星的ETM傳感器MSS的波譜段TM數(shù)據(jù)(…)的波譜段ETM數(shù)據(jù)(…)的波譜段MSS數(shù)據(jù)獲取原理圖:TM數(shù)據(jù)獲取的傳感器Landsat衛(wèi)星圖像特征光譜特性：由于各種地物組成的物質(zhì)成分、構(gòu)造、理化性質(zhì)的差異，導(dǎo)致不同的地物對(duì)電磁波的反射存在著差異，并且致使地物的熱輻射性質(zhì)也不完全一樣。同一地物在不同的波譜段，其反射的電磁波與熱輻射也有差異。反映在圖像上為：一樣地物在不同波譜段的圖像上色調(diào)會(huì)不同。這叫做地物的光譜效應(yīng)。MSS的光譜效應(yīng)MSS4：0.5~0.6μm，對(duì)水體有一定的透視能力，能判讀出水下地形。MSS5：0.6~0.7μm，對(duì)水體有一定的透視能力，對(duì)海水中的泥沙流、河流中的懸浮物有明顯的反映；能區(qū)分死樹和活樹，活樹色調(diào)較深。MSS6：0.7~0.8μm，水體為暗色，對(duì)地物的濕度有明顯反映；能反映植物的安康狀況。MSS7：0.8~1.1μm，與MSS6相似，但水體更黑，濕地色調(diào)更黑；能明顯區(qū)分植物的安康狀況。MSS8：10.4~12.6μm，反映地物的熱輻射性質(zhì)。地表溫度高，熱輻射就強(qiáng)，色調(diào)就淺。TM的光譜效應(yīng)TM1對(duì)水體有較強(qiáng)的透視能力。TM2-TM4與MSS4-MSS6相似。TM5，TM7屬于近紅外波段，對(duì)巖石有明顯的區(qū)分能力，對(duì)植物也有明顯的反映，屬于反射峰值。TM6與MSS8一樣。ETM+的光譜特性除PAN波段外，其余與TM一樣。〔2〕SPOT數(shù)據(jù)1978年起，以法國(guó)為主，聯(lián)合比利時(shí)、瑞典等歐共體*些國(guó)家，設(shè)計(jì)、研制了一顆名為"地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)〞(SPOT)的衛(wèi)星，也叫做"地球觀測(cè)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星〞。SPOT1，1986年2月發(fā)射，至今還在運(yùn)行。SPOT2，1990年1月發(fā)射，至今還在運(yùn)行。SPOT3，1993年9月發(fā)射，1997年11月14日停頓運(yùn)行。SPOT4，1998年3月發(fā)射，至今還在運(yùn)行。SPOT5,2002年5月4日凌晨當(dāng)?shù)貢r(shí)間1時(shí)31分，在法屬圭亞那衛(wèi)星發(fā)射中心由阿里亞娜4號(hào)火箭運(yùn)載成功發(fā)射。中等高度〔832km)圓形近極地太陽同步軌道。主要成像系統(tǒng):高分辨率可見光掃描儀〔HRV，HRG〕，VEGETATION，HRS。SPOT衛(wèi)星的軌道參數(shù)SPOT衛(wèi)星的運(yùn)行SPOT衛(wèi)星群的組合SPOT的HRV波譜段SPOT1~3號(hào)衛(wèi)星上攜帶兩臺(tái)HRV傳感器。SPOT的HRG、HRS波譜段SPOT5衛(wèi)星上HRG〔高分辨率幾何裝置〕與HRV根本一樣。HRS是SPOT5特有的一個(gè)高分辨率立體成像裝置，工作波段0.48～0.71μm。HRV數(shù)據(jù)采集原理HRV是推帚式掃描儀。探測(cè)元件為4根平行的CCD線列，每根探測(cè)一個(gè)波段，每線含3000〔HRV1～3〕或6000〔PAN波段〕個(gè)CCD元件。SPOT傳感器〔3〕QuickBird數(shù)據(jù)美國(guó)DigitalGlobe公司的高分辨率商業(yè)衛(wèi)星，于2001年10月18日在美國(guó)發(fā)射成功。衛(wèi)星軌道高度450km,傾角98,衛(wèi)星重訪周期1～6d〔與緯度有關(guān)〕。QuickBird圖像，目前是世界上分辨率最高的遙感數(shù)據(jù)，為0.61m，幅寬16.5km。可應(yīng)用于制圖、城市詳細(xì)規(guī)劃、環(huán)境管理、農(nóng)業(yè)評(píng)估QuickBird數(shù)據(jù)的光譜段Quickbird傳感器為推掃式成像掃描儀QuickBird傳感器構(gòu)造圖〔4〕CBERS數(shù)據(jù)中巴地球資源衛(wèi)星〔CBERS〕是我國(guó)第一代傳輸型地球資源衛(wèi)星，包含中巴地球資源衛(wèi)星01星、中巴地球資源衛(wèi)星02星和中巴地球資源衛(wèi)星02B星三顆衛(wèi)星組成。數(shù)據(jù)來源：中巴地球資源衛(wèi)星。CBERS具有三臺(tái)成像傳感器：高分辨率CCD像機(jī)(CCD)、紅外多譜段掃描儀(IR-MSS)、廣角成像儀(WFI)。CBERS方案是中國(guó)和巴西為研制遙感衛(wèi)星合作進(jìn)展的一項(xiàng)方案。CBERS采用太陽同步極地軌道。軌道高度778km軌道，傾角是98.5°。每天繞地球飛行14圈。衛(wèi)星穿越赤道時(shí)當(dāng)?shù)貢r(shí)間總是上午10:30，這樣可以在不同的天數(shù)里為衛(wèi)星提供一樣的成像光照條件。衛(wèi)星重訪地球上一樣地點(diǎn)的周期為26天。于1997年10月發(fā)射CBERS-l；1999年10月發(fā)射CBERS-2。衛(wèi)星設(shè)計(jì)壽命為2年。三臺(tái)成像傳感器為：廣角成像儀(WFI)、高分辨率CCD像機(jī)(CCD)、紅外多譜段掃描儀(IR-MSS)。以不同的地面分辨率覆蓋觀測(cè)區(qū)域：WFI的分辨率可達(dá)256m，IR-MSS可達(dá)78m和156m，CCD為19.5m。CBERS衛(wèi)星傳感器CBERS衛(wèi)星系統(tǒng)CBERS的CCD光譜段高分辨率CCD像機(jī)具有與陸地衛(wèi)星的TM類似的幾個(gè)譜段(5個(gè)譜段)，其星下點(diǎn)分辨率為19.5m，高于TM；覆蓋寬度為113km。B1:0.45～0.52μm，藍(lán)。B2:0.52～0.59μm，綠。B3:0.63～0.69μm，紅。B4:0.77～0.89μm，近紅外。B5:0.51～0.73μm，全波段。CBERS的IRMSS光譜段紅外多光譜掃描儀IRMSS(4個(gè)譜段)，覆蓋寬度為119.5km。B6:0.50～1.10μm，藍(lán)綠～近紅外,分辨率77.8m。B7:1.55～1.75μm，近紅外相當(dāng)于TM5,分辨率為77.8m。B8:2.08～2.35μm，近紅外相當(dāng)于TM7,分辨率為77.8m。B9:10.4～12.5μm，熱紅外相當(dāng)于TM6,分辨率為156m。CBERS的WFI光譜段廣角成像儀WFI(2個(gè)譜段)，覆蓋寬度890km。B10:0.63～0.69μm，紅,分辨率為256m。B11:0.77～0.89μm，近紅外,分辨率為256m?！?〕MODIS數(shù)據(jù)modis的全稱為中分辨率成像光譜儀〔moderate-resolutionimagingspectroradiometer〕。是搭載在terra和aqua衛(wèi)星上的一個(gè)重要的傳感器，是衛(wèi)星上唯一將實(shí)時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)通過*波段向全世界直接播送，并可以免費(fèi)接收數(shù)據(jù)并無償使用的星載儀器，全球許多國(guó)家和地區(qū)都在接收和使用modis數(shù)據(jù)。modis共有36個(gè)通道，從可見光到熱紅外波段，在1999年發(fā)射的terra，2002年5月發(fā)射Aqua，Terra每天經(jīng)過2次，分別為早上10：30和22：30，aqua每天同樣兩次，1：30am和13：30。Modis主要提供以下變量：每日地表反射率，雪蓋，NDVI、EVI資料，地表溫度和大氣每日變量。Modis是有nasa發(fā)射的。Modis波段有36個(gè)波段，從0.4μmto14.4μm。EOS衛(wèi)星簡(jiǎn)述EOS〔EarthObservationSystem〕衛(wèi)星是美國(guó)地球觀測(cè)系統(tǒng)方案中一系列衛(wèi)星的簡(jiǎn)稱。經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)8年的制造和前期預(yù)研究準(zhǔn)備工作，第一顆EOS的上午軌道衛(wèi)星于1999年12月18日發(fā)射升空，發(fā)射成功的衛(wèi)星命名為TERRA〔拉丁語"地球〞的意思〕，主要目的是觀測(cè)地球外表。它是一個(gè)用一系列低軌道衛(wèi)星對(duì)地球進(jìn)展連續(xù)綜合觀測(cè)的方案。它的主要目的是：實(shí)現(xiàn)從單系列極軌空間平臺(tái)上對(duì)太陽輻射、大氣、海洋和陸地進(jìn)展綜合觀測(cè)，獲取有關(guān)海洋、陸地、冰雪圈和太陽動(dòng)力系統(tǒng)等信息；進(jìn)展土地利用和土地覆蓋研究、氣候的季節(jié)和年際變化研究、自然災(zāi)害監(jiān)測(cè)和分析研究、長(zhǎng)期氣候變率和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)。EOS衛(wèi)星軌道高度為距地球705公里，目前的第一顆上午軌道衛(wèi)星〔Terra〕過境時(shí)間為地方時(shí)11：30am左右，一天最多可以獲得4條過境軌道資料。EOS與MODISEOS系列衛(wèi)星上的最主要的儀器是中分辨率成像光譜儀〔MODIS〕，其最大空間分辨率可達(dá)250米。光譜波段MODIS是當(dāng)前世界上新一代"圖譜合一〞的光學(xué)遙感儀器，有36個(gè)離散光譜波段，光譜范圍寬，從0.4微米〔可見光〕到14.4微米〔熱紅外〕全光譜覆蓋。反映信息MODIS的多波段數(shù)據(jù)可以同時(shí)提供反映陸地外表狀況、云邊界、云特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化學(xué)、大氣中水汽、氣溶膠、地表溫度、云頂溫度、大氣溫度、臭氧和云頂高度等特征的信息。用途可用于對(duì)陸表、生物圈、固態(tài)地球、大氣和海洋進(jìn)展長(zhǎng)期全球觀測(cè)。分辨率中分辨率成像光譜儀〔MODIS〕最大空間分辨率可達(dá)250米，掃描寬度2330公里。MODIS是CZCS、AVHRR、HIRS和TM等儀器的繼續(xù)。MODIS是被動(dòng)式成像分光輻射計(jì)。共有490個(gè)探測(cè)器，分布在36個(gè)光譜波段，從0.4微米〔可見光〕到14.4微米〔熱紅外〕全光譜覆蓋。對(duì)地觀測(cè)MODIS儀器的對(duì)地觀測(cè):MODIS儀器的地面分辨率為250m、500m和1000m，掃描寬度為2330km。在對(duì)地觀測(cè)過程中，每秒可同時(shí)獲得6.1兆比特的來自大氣、海洋和陸地外表信息，日或每?jī)扇湛色@取一次全球觀測(cè)數(shù)據(jù)。多波段數(shù)據(jù)MODIS儀器的多波段數(shù)據(jù):多波段數(shù)據(jù)可以同時(shí)提供反響陸地、云邊界、云特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化學(xué)、大氣中水汽、地表溫度、云頂溫度、大氣溫度、臭氧和云頂高度等特征的信息，用于對(duì)陸表、生物圈、固態(tài)地球、大氣和海洋進(jìn)展長(zhǎng)期全球觀測(cè)。特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)MODIS儀器與NOAA衛(wèi)星和陸地衛(wèi)星相比，有以下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：1．空間分辨率大幅提高?？臻g分辨率提高了一個(gè)量級(jí)，由NOAA的千米級(jí)提高到了MODIS的百米級(jí)。2．時(shí)間分辨率有優(yōu)勢(shì)。一天可過境4次，對(duì)各種突發(fā)性、快速變化的自然災(zāi)害有更強(qiáng)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)能力。3．光譜分辨率大大提高。有36個(gè)波段，這種多通道觀測(cè)大大增強(qiáng)了對(duì)地球復(fù)雜系統(tǒng)的觀測(cè)能力和對(duì)地表類型的識(shí)別能力。MODIS產(chǎn)品介紹MODIS掃描周期為1.477秒,每條掃描線沿掃描方向有1354個(gè)Pi*els，沿衛(wèi)星軌道方向有10個(gè)1KMD的IFOV。在每個(gè)IFOV中，1KM分辨率波段有1個(gè)采樣，500M分辨率波段有4個(gè)采樣，250M波段有16個(gè)采樣。白天掃描每個(gè)點(diǎn)在兩個(gè)MODIS包中傳輸，第一個(gè)包傳輸IFOV1～5，第二個(gè)包傳輸IFOV6～10利用CCSDS進(jìn)展了封裝，使用RS〔255，223〕進(jìn)展糾錯(cuò)。整個(gè)CCSDS包〔包括同步碼4個(gè)字節(jié)〕長(zhǎng)度為1024字節(jié)。其中Reed－SolomonCoding用來對(duì)整個(gè)CodedVCDU進(jìn)展糾錯(cuò)。MODISCCSDS包的Reed－SolomonCoding局部共有32×4＝128字節(jié)，采用RS〔255，223〕。每個(gè)包可糾16×4＝64個(gè)字節(jié)錯(cuò)誤。裸數(shù)據(jù)是最原始的地面接收數(shù)據(jù)，它含有滿足CCSDS標(biāo)準(zhǔn)〔CCSDS102.0-B-4〕的數(shù)據(jù)包(CADU)。它經(jīng)過格式化同步、去擾、RS糾錯(cuò)、格式轉(zhuǎn)變等相應(yīng)的步驟和程序，處理成為MODIS0級(jí)數(shù)據(jù)產(chǎn)品。0級(jí)產(chǎn)品0級(jí)產(chǎn)品：指由進(jìn)機(jī)板進(jìn)入計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)包，也稱原始數(shù)據(jù)(RawData)；1級(jí)產(chǎn)品1級(jí)產(chǎn)品：指1A數(shù)據(jù)，己經(jīng)被賦予定標(biāo)參數(shù)；2級(jí)產(chǎn)品2級(jí)產(chǎn)品：指1B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?？捎蒙逃密浖?如ENVI)直接讀?。?級(jí)產(chǎn)品3級(jí)產(chǎn)品：在1B數(shù)據(jù)的根底上，對(duì)由遙感器成像過程產(chǎn)生的邊緣畸變(Bowtie)進(jìn)展校正，產(chǎn)生3級(jí)產(chǎn)品；4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)展幾何糾正，輻射校正，使圖像的每一點(diǎn)都有準(zhǔn)確的地理編碼、反射率和輻射率。4級(jí)產(chǎn)品的MODIS圖像進(jìn)展不同時(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)品不可缺少的根底；5級(jí)及以上產(chǎn)品5級(jí)及以上產(chǎn)品：根據(jù)各種應(yīng)用模型開發(fā)5級(jí)產(chǎn)品。有時(shí)還有另外一種分類的方法和上面的有所不同0級(jí)數(shù)據(jù)0級(jí)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星地面站直接接收到的、未經(jīng)處理的、包括全部數(shù)據(jù)信息在內(nèi)的原始數(shù)據(jù)為0級(jí)數(shù)據(jù)。1級(jí)數(shù)據(jù)1級(jí)數(shù)據(jù)：對(duì)沒有經(jīng)過處理的、完全分辨率的儀器數(shù)據(jù)進(jìn)展重建，數(shù)據(jù)時(shí)間配準(zhǔn)，使用輔助數(shù)據(jù)注解，計(jì)算和增補(bǔ)到0級(jí)數(shù)據(jù)之后為1級(jí)數(shù)據(jù)。2級(jí)數(shù)據(jù)2級(jí)數(shù)據(jù)：在1級(jí)數(shù)據(jù)根底上開發(fā)出的、具有一樣空間分辨率和覆蓋一樣地理區(qū)域的數(shù)據(jù)為2級(jí)數(shù)據(jù)。3級(jí)數(shù)據(jù)3級(jí)數(shù)據(jù)：3級(jí)數(shù)據(jù)時(shí)以統(tǒng)一的時(shí)間-空間柵格表達(dá)的變量，通常具有一定的完整性和一致性。在3級(jí)水平上，將可以集中進(jìn)展科學(xué)研究，如：定點(diǎn)時(shí)間序列，來自單一技術(shù)的觀測(cè)方程和通用模型等。4級(jí)數(shù)據(jù)4級(jí)數(shù)據(jù)：通過分析模型和綜合分析3級(jí)以下數(shù)據(jù)得出的結(jié)果數(shù)據(jù)為4級(jí)數(shù)據(jù)。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2－4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)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：MODISL0數(shù)據(jù)MODISL0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。LlA數(shù)據(jù)LlA數(shù)據(jù)：是對(duì)L0數(shù)據(jù)中的CCSDS包進(jìn)展解包所復(fù)原出來的掃描數(shù)據(jù)及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的集合LlB數(shù)據(jù)LlB數(shù)據(jù)：是對(duì)LlA數(shù)據(jù)進(jìn)展定位和定標(biāo)處理之后所生成，其中包含以sI(ScaledInteger)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(EVSDSRCABBSV)以及定標(biāo)查找表LUT(LookUpTable)作為輸入，分別對(duì)太陽反射波段RSB和熱輻射波段TEB進(jìn)展定標(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，Mirror．side)索引。L2～L4L2～L4：是對(duì)LlB數(shù)據(jù)進(jìn)展各種應(yīng)用處理之后所生成的特定應(yīng)用數(shù)據(jù)產(chǎn)品。如果用戶得到的數(shù)據(jù)是L0級(jí)的PDS文件，在具體使用之前就必須首先進(jìn)展預(yù)處理，通常并不需要自行開發(fā)預(yù)處理軟件，位于戈達(dá)德航天中心的MODIS科學(xué)組免費(fèi)提供預(yù)處理和其他應(yīng)用代碼，但是需要注意運(yùn)行平臺(tái)的差異。作為獨(dú)立運(yùn)行版本，也可以選擇Wisconsin大學(xué)開發(fā)的IMAPP，該軟件最初為UNI*／LINU*平臺(tái)開發(fā)，目前該軟件的Windows版本已經(jīng)由俄羅斯ScanE*公司提供。國(guó)家衛(wèi)星氣象中心開發(fā)了IMAPP軟件的Windows中文版本。需要注意的是，預(yù)處理軟件都要使用MODIS特性組不定期發(fā)布的LUT參數(shù)文件，LUT參數(shù)根據(jù)探測(cè)器的物理性能的變化而調(diào)整，為了得到準(zhǔn)確的定標(biāo)數(shù)據(jù)，必須及時(shí)更新所使用的LUT文件。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根本處理單元，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。MODISGeolocation(MOD03)數(shù)據(jù)產(chǎn)品包含有：MODIS每個(gè)1kmEV〔EarthView〕中心的經(jīng)緯度，每個(gè)1kmEV太陽/衛(wèi)星的方位，每個(gè)1kmEVEOS陸地/海洋的閾值，每條掃描太陽和月亮相對(duì)于MODIS的位置，充分的儀器參數(shù)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)局部：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，9－17，33，40，43，44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)容為外表反射；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-Ref1.640um)/(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，1/4º，季節(jié)的，生物地球化學(xué)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)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，內(nèi)容為海洋水衰減系數(shù)。MOD27：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為海洋初級(jí)生產(chǎn)力，全球洋面，空間分辨率1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD28：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為海面溫度，全球洋面，空間分辨率1km，每天的，每周的/晝夜的，能量和水平衡，氣候變化模型。MOD29：海洋2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為海冰覆蓋，海洋，1公里分辨率，日、旬?dāng)?shù)據(jù)。MOD30：〔未定〕MOD31：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為藻紅蛋白濃度，1公里分辨率，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD32：海洋2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為處理框架和匹配的數(shù)據(jù)庫，1公里分辨率，日、旬、月度數(shù)據(jù)，用于海洋葉綠素、海洋生產(chǎn)力計(jì)算。MOD33：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為雪覆蓋，空間分辨率500米，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD34：〔未定〕MOD35：大氣2級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為云掩膜，空間分辨率為250m和1公里，日數(shù)據(jù)。MOD36：海洋3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為總吸收系數(shù)，空間分辨率為1公里，日、旬、月度數(shù)據(jù)MOD37：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為海洋氣溶膠特性，空間分辨率1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD38：〔未定〕MOD39：海洋2、3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為純水勢(shì)，空間分辨率1km，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD40：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為柵格的熱異常，空間分辨率1公里，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD41：〔未定〕MOD42：海洋3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為海冰覆蓋，空間分辨率1公里，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD43：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為外表反射，BRDF/Albedo參數(shù)，空間分辨率1公里，日、旬、月度數(shù)據(jù)。MOD44：陸地3級(jí)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)產(chǎn)品，內(nèi)容為植被覆蓋轉(zhuǎn)換，250m，季度、年度，判定植被覆蓋轉(zhuǎn)換的發(fā)生和類型?！?〕相關(guān)文獻(xiàn)分析目前，應(yīng)用于植被指數(shù)反演及農(nóng)業(yè)旱情監(jiān)測(cè)的遙感數(shù)據(jù)不僅包括空間分辨率高、時(shí)間分辨率低的LandsatTM/ETM+[1]，還包括空間分辨率低，但時(shí)間分辨率高的極軌氣象衛(wèi)星數(shù)據(jù)，如FY一1D、NOAAAVHRR、EOSMODIS等。所用數(shù)據(jù)源主要是LandsatTM和EOSMODIS。LandsatTM選擇了2004年9月8日的多光譜和熱紅外波段數(shù)據(jù)，可見光、近紅外通道空間分辨率30m，熱紅外通道空間分辨率120m。EOSMODIS選擇了2004年9月8日白天的EOSMODIS大氣水汽含量產(chǎn)品、地表反射率產(chǎn)品及地表溫度產(chǎn)品；其中，地表反射率產(chǎn)品空間分辨率為250米，大氣水汽含量產(chǎn)品和地表溫度產(chǎn)品空間分辨率1km。為了使不同遙感數(shù)據(jù)之間空間上相互匹配，以LandsatTM紅外通道數(shù)據(jù)為基準(zhǔn)，對(duì)其它數(shù)據(jù)進(jìn)展了幾何校正，其中空間插值采用了雙線性法。在大尺度冬小麥種植面積測(cè)量中，MODIS(moderateresolutionimagingspectrometer)數(shù)據(jù)對(duì)絕大局部地區(qū)可實(shí)現(xiàn)全覆蓋數(shù)據(jù)保障。具有很好的時(shí)間序列特征，在探測(cè)植物季相節(jié)律進(jìn)展作物估產(chǎn)與動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)上得到很好的應(yīng)用，但因受到空間分辨率的限制，其測(cè)量結(jié)果的可靠性受到較大質(zhì)疑。MODIS數(shù)據(jù)選擇Terra/MODIS衛(wèi)星16天最大合成的250m植被指數(shù)數(shù)據(jù)(MODIS/TERRAVEGETATIONINDICES16一DAYL3GLOBAL250MSINGRIDV005)．時(shí)間為2006年9月30日一2007年6月26日，18景時(shí)間序列影像。本研究提取MODlSV005的NDVI數(shù)據(jù)用于研究。為了消除云污染和大氣影響，MODIS-NDVl數(shù)據(jù)采用Savitzky-Golay插值濾波方法進(jìn)展處理。除上述遙感影像外，本研究的根底數(shù)據(jù)還包括：1:1萬的耕地地塊數(shù)據(jù)和2007年4月采集的150個(gè)野外實(shí)測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，用于驗(yàn)證TM的識(shí)別精度。黑土的有機(jī)質(zhì)含量遠(yuǎn)比其他土壤高，由于植被覆蓋對(duì)土壤光譜特征影響較大，本文主要選取2006年4月末一5月春耕前裸土的ASTER遙感影像進(jìn)展土壤有機(jī)質(zhì)含量的定量反演，以比較土壤有機(jī)質(zhì)含量上下為主，輔助野外考察和相關(guān)資料，到達(dá)區(qū)別黑土和其他土壤的目的。以4月ASTER影像數(shù)據(jù)為根底，利用地面"準(zhǔn)〞不變特征點(diǎn)，采用統(tǒng)計(jì)回歸的方法，對(duì)5月份影像數(shù)據(jù)進(jìn)展輻射校正。采用ENVI軟件FLAASH模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)遙感數(shù)據(jù)的大氣校正。本文采用原始數(shù)據(jù)進(jìn)展反演計(jì)算，最后對(duì)反演結(jié)果土壤有機(jī)質(zhì)含量圖進(jìn)展幾何校正。首先以l：100000地形圖作為參考圖像，將ASTER影像為配準(zhǔn)圖進(jìn)展校正，得到ASTER的校正控制點(diǎn)；然后利用該控制點(diǎn)對(duì)反演結(jié)果進(jìn)展校正，誤差1像素之內(nèi)。為保證黑土邊界的完整性和可靠性，從遙感技術(shù)特點(diǎn)出發(fā)以ASTER影像為主，無ASTER數(shù)據(jù)的空白區(qū)域采用2000年ETM數(shù)據(jù)添補(bǔ)(ASTER空白區(qū)是由于時(shí)相限制造成的)。經(jīng)過多波段合成、幾何精校正、圖像拼接、噪音云層消除等圖像預(yù)處理，得到研究區(qū)假彩色圖像。依據(jù)ASTER和ETM圖像的波段特征，結(jié)合地物光譜特性，建立解譯標(biāo)志。眾多研究說明土壤有機(jī)質(zhì)在可見光至近紅外區(qū)域有獨(dú)特的光譜響應(yīng)特性，比照去除有機(jī)質(zhì)前后土壤的反射率說明，土壤在去除有機(jī)質(zhì)后，反射率明顯增加(Bowers，1965；徐彬彬，1986；Demartte，1999)。已有研究說明，黑土有機(jī)質(zhì)與光譜反射率之間具有很好的相關(guān)性[3-4.5]，有機(jī)質(zhì)含量與光譜反射率及其數(shù)學(xué)變換