MODIS数据介绍

1、MODIS数据介绍 (2014-02-24 17:22:02)转载一、Modis数据资源总体介绍1999年2月18日，美国成功地发射了地球观测系统（EOS）的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星Terra。它的主要目标是实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息，进行土地利用和土地覆盖研究、气候季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率的变化以及大气臭氧变化研究等，进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体（战略）目标。2002年5月4日成功发射Aqua星后，每天可以接收两颗星的资料。搭载在Terra和A

2、qua两颗卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）是美国地球观测系统（EOS）计划中用于观测全球生物和物理过程的重要仪器。它具有36个中等分辨率水平 （0.25um1um）的光谱波段，每1-2天对地球表面观测一次。获取陆地和海洋温度、初级生产率、陆地表面覆盖、云、汽溶胶、水汽和火情等目标的图像。本网站提供的MODIS陆地标准产品来自NASA的陆地过程分布式数据档案中心（The Land Processes Distributed Active Archive Center,LP DAAC/NASA）。包括：基于Terra星和Aqua星数据的地表反射率（250m,daily;500m,daily

3、;250m,8days;500m,8day）、地表温度（1000m,daily;1000m,8days;5600m,daily）、地表覆盖（500m,96days;1000m,yearly）、植被指数NDVI&EVI（250m,16daily;500m,16days;1000m,16days;1000m,monthly;、温度异常/火产品（1000m,daily;1000m,8days）、叶面积指数LAI/光合有效辐射分量FPAR（1000m,8days）、总初级生产力GPP（1000m,8days）。本网站提供的所有MODIS陆地标准产品的格式为HDF-EOS，数据组织方式为10经度*10纬

4、度的分片（TILE）方式。二、MODIS数据特点及技术指标1.概况MODIS全称Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer，即中分辨率成像光谱仪。1998年MODIS机载模型器安装到EOS-AM（上午轨道）和PM（下午轨道）系列卫星上，从1999年12月正式向地面发送数据。MODIS是NASA地球行星使命计划中总数为15颗。2.MODIS数据的特点MODIS数据主要有四个特点:（1）全球免费：NASA对MODIS数据实行全球免费接收的政策（TERRA卫星除MODIS外的其他传感器获取的数据均采取公开有偿接收和有偿使用的政策），这样的数据接收和使用

5、政策对于目前我国大多数科学家来说是不可多得的、廉价并且实用的数据资源；（2）光谱范围广：MODIS数据涉及波段范围广（共有36个波段，光谱范围从0.4um-14.4um），数据分辨率比NOAA-AVHRR有较大的进展（辐射分辨率达12bits，其中两个通道的空间分辨率达250m，5个通道为500m，另29个通道为1000m）。这些数据均对地球科学的综合研究和对陆地、大气和海洋进行分门别类的研究有较高的实用价值；（3）数据接收简单：MODIS接收相对简单，它利用X波段向地面发送，并在数据发送上增加了大量的纠错能力，以保证用户用较小的天线（仅3m）就可以得到优质信号；（4）更新频率高：TERRA和

6、AQUA卫星都是太阳同步极轨卫星，TERRA在地方时上午过境，AQUA在地方时下午过境。TERRA与AQUA上的MODIS数据在时间更新频率上相配合，加上晚间过境数据，对于接收MODIS数据来说可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新数据。这样的数据更新频率，对实时地球观测和应急处理（例如森林和草原火灾监测和救灾）有较大的实用价值。3.MODIS数据的技术指标项目指标轨道705km，降轨上午10: 30过境，升轨下午1: 30过境，太阳同步，近极地圆轨道扫描频率每分钟20.3转，与轨道垂直测绘宽带2330km x 10km望远镜直径17.78cm体积1.0m X 1.6m X 1.0m重量250

7、g功耗225w数据率11Mbit/s量化12bit星下点空间分辨率250m,500m,1000m设计寿命5年4.MODIS数据的波段分布特征波段波谱范围(nm)信噪比主要用途分辨率(m)1620-670128陆地/云边界2502841-8762013459-479243陆地/云特性5004545-56522851230-12507461628-165227572105-21551108405-420880海洋颜色/浮游植物/生物化学10009438一4883810483-49380211526-53675412546-55675013662-67291014673-683108715743-7

8、5358616862-87751617890-920167大气水蒸气18931-9415719915-965250200.05地表/云温度212.00220.07230.07240.25大气温度254.482一5490.25261360-1390150卷云270.25水蒸气287.175-7.4750.25298.400-8,7000.25300.25臭氧310.05地表/云温度320.05330.25云顶高度340.25350.25360.353.MODIS数据产品分级按数据产品特征划分：主要产品包括校正数据产品、陆地数据产品、海洋数据产品和大气数据产品；若按处理级别划分，又可以分为以下6种

9、：0级产品：也称原始数据；1级产品：指L1A数据，已经被赋予定标参数；2级产品：指L1B级数据，经过定标定位后数据，本系统产品是国际标准 的EOS-HDF格式。包含所有波段数据，可能是应用比较广泛的一类数据。；3级产品：在1B数据的基础上，对由遥感器成像过程产生的边缘畸变（Bowtie效应）进行校正，产生L3级产品；4级产品：由参数文件提供的参数，对图像进行几何纠正，辐射校正，使图像的每一点都有精确的地理编码、反射率和辐射率。L4级产品的MODIS图像进行不同时相的匹配时，误差小于1个像元。该级产品是应用级产品不可缺少的基础；5级及以上产品：根据各种应用模型开发L5级产品。三MODIS Til

10、e产品数据组织方式本网站提供的MODIS陆地标准产品数据都采用TILE类型进行组织即以地球为参照系， 采用了SIN（ISIN，正弦曲线投影） 地球投影系统，将全球按照10经度*10纬度（1200KM*1200KM）的方式分片（如下图），全球陆地被分割为600多个Tile，并对每一个Tile赋予了水平编号和垂直编号。左上角的编号为（0，0）右下角的编号为（35，17）。四MODIS命名规则MODIS文件名的命名遵循一定的规则，通过文件名，可以获得很多关于此文件的详细信息，比如：文件名MOD09A1 产品缩写.A2006001 数据获得时间(A-YYYYDDD).h08v05 分片标示(水平XX，

11、垂直YY).005 数据集版本号.2006012234567 产品生产时间(YYYYDDDHHMMSS).hdf 数据格式(HDF-EOS)五MODIS时间分辨率根据实际情况不同，本网站提供的MODIS陆地标准数据产品具有不同的时间分辨率，主要包括：每日产品（daily）8天合成产品（8-Day）16天合成产品（16-Day）月合成产品（Monthly）季度产品（Quarterly）年产品（Yearly）六MODIS空间分辨率MODIS仪器获得的数据有3个空间分辨率：Bands 12 250米Bands 37 500米Bands 836 1000米本网站提供的MODIS陆地标准数据产品分为4种

12、不同的空间分辨率，分别如下：250米500米1000米5600米(0.05度).七MODIS产品处理级别本网站提供的MODIS陆地标准数据产品都为L2或者更高级别：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数据产品介绍 2009年7月2日 9:21:31 中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) -MODIS是Terra和Aqua卫星上搭载的主要传感器之一，两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面，得到36个波段的观测数据，这些数据 将有助于我们深入理解全球陆地、海洋和低层大气内的动态变化

14、过程，因此，MODIS在发展有效的、全球性的用于预测全球变化的地球系统相互作用模型中起着 重要的作用，其精确的预测将有助于决策者制定与环境保护相关的重大决策。 MODIS自2000年4月开始正式发布数据，NASA对MODIS数据以广播X波段向全球免费发送，我国目前已建立了数个接收站并分别于2001年3月 前后开始接收数据。由于NASA对MODIS数据实行这种全球免费接收的政策，使得MODIS数据的获取十分廉价和方便。 MODIS标准数据产品根据内容的不同分为0级、1级数据产品，在1B级数据产品之后，划分24级数据产品，包括：陆地标准数据产品、大气标准数据产品和海洋标准数据产品等三种主要标准数据

15、产品类型，总计分解为44种标准数据产品类型。它们分别是：1、MODIS L0数据是对卫星下传的数据报解除CADU外壳后，所生成的CCSDS格式的未经任何处理的原始数据集合，其中包含按照顺序存放的扫描数据帧、时间码、方位信息和遥测数据等。2、LlA数据是对L0数据中的CCSDS包进行解包所还原出来的扫描数据及其他相关数据的集合3、LlB数据是对LlA数据进行定位和定标处理之后所生成，其中包含以sI(Scaled Integer)形式存放的反射率和辐射率的数据集。LlB代码读取LlA代码解包产生的DN数据集(EV SD SRCA BB SV)以及定标查找表LUT(LookUp Table)作为输入

16、，分别对太阳反射波段RSB和热辐射波段TEB进行定标处理。定标计算所使用的参数可以从MODIS支持组MCST所定期发布的LUT文件中得到。传感器DN数值按照BDSM(Band，Detector，Sub-frame，Mirrorside)索引。4、L2L4是对LlB数据进行各种应用处理之后所生成的特定应用数据产品。MOD01：即 MODIS1A数据产品。1A级处理程序，把2个小时的0级文件重新组织成一系列基本处理单元，及数据块（Granules），每个数据块包含大约5分钟的MODIS数据。因为MODIS镜面的一次扫描需要1.4771秒，所以在5分钟内1B级产品文件典型的有203次完全扫描，有时候

17、完全扫描204次。每天5分钟集合的扫描文件有288个。地理位置代码计算地面单个象元的坐标，以及有关MODIS的太阳和月亮的位置信息。在GDAAC的操作中，1A级和地理位置代码使用产品生成程序（PGE01）。同时，它们将输入的MODIS数据放到1B级软件中MOD02：即 MODIS1B数据产品。MOD03：即 MODIS数据地理定位文件。MODIS Geolocation(MOD03) 数据产品包含有：MODIS每个1km EV（Earth View）中心的经纬度，每个1km EV太阳/卫星的方位，每个1km EV EOS陆地/海洋的阈值，每条扫描太阳和月亮相对于MODIS的位置，充分的仪器参数

18、信息以支持特定波段和亚像元级定位。格式描述分为4个部分：全局元数据、处理和几何参数、扫描数据、组（Vgroups）MOD04-08，35为大气产品，917，33，40，43，44为陆地产品，18-32，36-39，42为海洋产品MOD04：大气2、3级标准数据产品，内容为气溶胶产品，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3级数据产品。MOD05：可降水量。2级大气产品。MOD06：大气2、3级标准数据产品，内容为云产品，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3

19、级数据产品。MOD07：大气2、3级标准数据产品，内容为大气剖面数据，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3级数据产品。MOD08：大气3级标准数据产品，内容为栅格大气产品，1公里空间分辨率。每日、每旬、每月合成数据。MOD09：陆地2级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率250m；白天每日数据。MOD10：陆地2、3级标准数据产品，内容为雪覆盖，每日数据为2级数据，空间分辨率500米，旬、月数据合成为3级数据，空间分辨率500米。归一化雪被指数：归一化雪被指数是观测冰雪定量指标，NDSI=（Ref0.555um- Re

20、f1.640um)/( Ref0.555umRef1.640um)* Ref0.555um、Ref1.640um为入瞳反射率位于陆地且同时满足以下条件的像元，可以定义为“陆地冰雪”，简称“冰雪”：NDSI(RefMODIS4- RefMODIS6) / (RefMODIS4RefMODIS6)0.4；RefMODIS2 0.11；MOD11：陆地2、3级标准数据产品，内容为地表温度和辐射率，Lambert投影，空间分辨率1公里，地理坐标为30秒，每日数据为2级数据，每旬、每月数据合成为3级数据。MOD12：陆地3级标准数据产品，内容为土地覆盖/土地覆盖变化，1km，1/4，季节的，生物地球化学

21、循环，土地覆盖变化，3级数据产品。MOD13：陆地2级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强型植被指数（NDVI/EVI），空间分辨率250m。MOD14：陆地2级标准数据产品，内容为热异常-火灾和生物量燃烧，空间分辨率1km，确定火灾发生的位置、火灾等级以及暗火与燃烧比。MOD15：陆地3级标准数据产品，内容为叶面积指数和光合有效辐射，空间分辨率1km，每天的及旬、月合成产品。MOD16：陆地4级标准数据产品，内容为蒸腾作用，空间分辨率1km，旬、月合成产品。MOD17：陆地4级标准数据产品，内容为植被产品，NPP，空间分辨率为250米，1公里，旬、月度频率。MOD18：海洋2、3级

22、标准数据产品，内容为标准的水面辐射，全球洋面，空间分辨率1km，日、旬、月，海洋叶绿素。MOD19：海洋2、3级标准数据产品，内容为色素浓度，全球洋面，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。MOD20：海洋2、3级标准数据产品，内容为叶绿素荧光性，全球洋面，空间分辨率1km，叶绿素水平大于2.0mg/m3，日、旬、月度数据。MOD21：海洋2级标准数据产品，内容为叶绿素-色素浓度，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。MOD22：海洋2、3级标准数据产品，内容为光合可利用辐射（PAR），全球洋面，1km，日、旬、月度数据。MOD23：海洋3级标准数据产品，内容为悬浮物浓度。MOD24：海洋3级标准数据产品，内容为有机质浓度。MOD25：海洋2、3级标准数据产品，内容为球石浓度，全球洋面，空间分辨率1km、20km，日、旬、月度数据。MOD26：海洋3级标准数据产品