MODIS系列之NDVI(MOD13Q1)二:modis數據相關信息


1.MODIS數據的特點

(1)全球免費:NASA對MODIS數據實行全球免費接收的政策(TERRA衛星除MODIS外的其他傳感器獲取的數據均采取公開有償接收和有償使用的政策),這樣的數據接收和使用政策對於目前我國大多數科學家來說是不可多得的、廉價並且實用的數據資源; 
    (2)光譜范圍廣:MODIS數據涉及波段范圍廣(共有36個波段,光譜范圍從0.4um-14.4um),數據分辨率比NOAA-AVHRR有較大的進展(輻射分辨率達12bits,其中兩個通道的空間分辨率達250m,5個通道為500m,另29個通道為1000m)。這些數據均對地球科學的綜合研究和對陸地、大氣和海洋進行分門別類的研究有較高的實用價值; 
    (3)數據接收簡單:MODIS接收相對簡單,它利用X波段向地面發送,並在數據發送上增加了大量的糾錯能力,以保證用戶用較小的天線(僅3m)就可以得到優質信號; 
    (4)更新頻率高:TERRA和AQUA衛星都是太陽同步極軌衛星,TERRA在地方時上午過境,AQUA在地方時下午過境。TERRA與AQUA上的MODIS數據在時間更新頻率上相配合,加上晚間過境數據,對於接收MODIS數據來說可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新數據。這樣的數據更新頻率,對實時地球觀測和應急處理(例如森林和草原火災監測和救災)有較大的實用價值。

2.MODIS數據的技術指標

項目

指標

軌道

705km,降軌上午10: 30過境,升軌下午1: 30過境,太陽同步,近極地圓軌道

掃描頻率

每分鍾20.3轉,與軌道垂直

測繪寬帶

2330km x 10km

望遠鏡

直徑17.78cm

體積

1.0m X 1.6m X 1.0m

重量

250g

功耗

225w

數據率

11Mbit/s

量化

12bit

星下點空間分辨率

250m,500m,1000m

設計壽命

5年

3.MODIS數據的波段分布特征

波段

波譜范圍(nm)

信噪比

主要用途

分辨率(m)

1

620-670

128

陸地/雲邊界

250

2

841-876

201

3

459-479

243

陸地/雲特性

500

4

545-565

228

5

1230-1250

74

6

1628-1652

275

7

2105-2155

110

8

405-420

880

海洋顏色/浮游 
植物/生物化學

1000

9

438一48

838

10

483-493

802

11

526-536

754

12

546-556

750

13

662-672

910

14

673-683

1087

15

743-753

586

16

862-877

516

17

890-920

167

大氣水蒸氣

18

931-941

57

19

915-965

250

20

3.660-3.840

0.05

地表/雲溫度

21

3.929-3.989

2.00

22

3.929-3.989

0.07

23

4.020-4.080

0.07

24

4.433-4.498

0.25

大氣溫度

25

4.482一549

0.25

26

1360-1390

150

卷雲

27

6.535-6.895

0.25

水蒸氣

28

7.175-7.475

0.25

29

8.400-8,700

0.25

30

9.580-9.880

0.25

臭氧

31

10.780-11.280

0.05

地表/雲溫度

32

11.770-12.270

0.05

33

13.185-13.485

0.25

雲頂高度

34

13.485-13.785

0.25

35

13.785-14.085

0.25

36

14.085-14.385

0.35

4.MODIS數據分級及數據格式

MODIS軌道號:

 

 MODIS陸地產品處理流程:

 MODIS大氣產品:

 

 MODIS海洋產品:

 

 由於L1A、L1B、Geolocation數據均使用HDF-EOS格式,因此在介紹L1A、L1B、Geolocation數據格式之前有必要對HDF-EOS進行簡要的說明。
HDF-EOS是NASA為遙感應用而對NCSA(National Center for Supercomputing Applications 美國國家超級計算中心)的HDF(Hierarchical Data Format 分級數據格式)進行的擴充。

5.MODIS數據產品分級

5.1 MODIS數據產品分級系統:MODIS標准數據產品分級系統由5級數據構成,它們分別是:0級、1級、2級、3級和4級

5.2 0級數據:衛星地面站直接接收到的、未經處理的、包括全部數據信息在內的原始數據為0級數據。

5.3 1級數據:對沒有經過處理的、完全分辨率的儀器數據進行重建,數據時間配准,使用輔助數據注解,計算和增補到0級數據之后為1級數據。

5.4 2級數據:在1級數據基礎上開發出的、具有相同空間分辨率和覆蓋相同地理區域的數據為2級數據。

5.5 3級數據:3級數據時以統一的時間-空間柵格表達的變量,通常具有一定的完整性和一致性。在3級水平上,將可以集中進行科學研究,如:定點時間序列,來自單一技術的觀測方程和通用模型等。

5.6 4級數據:通過分析模型和綜合分析3級以下數據得出的結果數據為4級數據。

6標准數據產品類型:該部分詳細鏈接https://wenku.baidu.com/view/ffb3c468a98271fe910ef9bf.html

6.1

MODIS 標准數據產品根據內容的不同分為 0 級、1 級數據產品,在 1B 級數據產品之后,划分 2 -4 級數據產品,包括:陸地標准數據產品、大氣標准數據產品和海洋標准數據產品等三種主要標准數 據產品類型,總計分解為 44 種標准數據產品類型。它們分別是:

MOD01:即 MODIS1A 數據產品。

MOD02:即 MODIS1B 數據產品。

MOD03:即 MODIS 數據地理定位文件。

MOD04:大氣 2、3 級標准數據產品,內容為氣溶膠產品,Lambert 投影空間分辨率 1 公里,地理坐標 30 秒空間分辨率,每日數據為 2 級數據產品,每旬、每月數據合成為 3 級數據產品。 MOD05:可降水量。2 級大氣產品。

MOD06:大氣 2、3 級標准數據產品,內容為雲產品,Lambert 投影空間分辨率 1 公里,地理坐標 30 秒空間分辨率,每日數據為 2 級數據產品,每旬、每月數據合成為 3 級數據產品。

MOD07:大氣 2、3 級標准數據產品,內容為大氣剖面數據,Lambert 投影空間分辨率 1 公里,地理坐 標 30 秒空間分辨率,每日數據為 2 級數據產品,每旬、每月數據合成為 3 級數據產品。

MOD08:大氣 3 級標准數據產品,內容為柵格大氣產品,1 公里空間分辨率。每日、每旬、每月合成 數據。

MOD09:陸地 2 級標准數據產品,內容為表面反射;空間分辨率 250m;白天每日數據。

MOD10:陸地 2、3 級標准數據產品,內容為雪覆蓋,每日數據為 2 級數據,空間分辨率 500 米,旬、 月數據合成為 3 級數據,空間分辨率 500 米。

MOD11:陸地 2、3 級標准數據產品,內容為地表溫度和輻射率,Lambert 投影,空間分辨率 1 公里, 地理坐標為 30 秒,每日數據為 2 級數據,每旬、每月數據合成為 3 級數據。

MOD12:陸地 3 級標准數據產品,內容為土地覆蓋/土地覆蓋變化,1km,1/4?,季節的,生物地球化 學循環,土地覆蓋變化,3 級數據產品。

MOD13:陸地 2 級標准數據產品,內容為柵格的歸一化植被指數和增強型植被指數(NDVI/EVI) ,空 間分辨率 250m。

MOD14:陸地 2 級標准數據產品,內容為熱異常-火災和生物量燃燒,空間分辨率 1km,確定火災發生 的位置、火災等級以及暗火與燃燒比。

MOD15:陸地 3 級標准數據產品,內容為葉面積指數和光合有效輻射,空間分辨率 1km,每天的及旬、 月合成產品。

MOD16:陸地 4 級標准數據產品,內容為蒸騰作用,空間分辨率 1km,旬、月合成產品。

MOD17:陸地 4 級標准數據產品,內容為植被產品,NPP,空間分辨率為 250 米,1 公里,旬、月度 頻率。

MOD18:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為標准的水面輻射,全球洋面,空間分辨率 1km,日、旬、 月,海洋葉綠素。

MOD19:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為色素濃度,全球洋面,空間分辨率 1km,日、旬、月度 數據。

MOD20:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為葉綠素熒光性,全球洋面,空間分辨率 1km,葉綠素水 平大於 2.0mg/m3,日、旬、月度數據。 第 2 頁 共 20 頁 MODIS 數據格式

MOD21:海洋 2 級標准數據產品,內容為葉綠素-色素濃度,空間分辨率 1km,日、旬、月度數據。

MOD22:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為光合可利用輻射(PAR) ,全球洋面,1km,日、旬、月 度數據。

MOD23:海洋 3 級標准數據產品,內容為懸浮物濃度。

MOD24:海洋 3 級標准數據產品,內容為有機質濃度。

MOD25:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為球石濃度,全球洋面,空間分辨率 1km、20km,日、旬、 月度數據。

MOD26:海洋 3 級標准數據產品,內容為海洋水衰減系數。

MOD27:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為海洋初級生產力,全球洋面,空間分辨率 1km,日、旬、 月度數據。

MOD28:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為海面溫度,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 級標准數據產品,內容為海冰覆蓋,海洋,1 公里分辨率,日、旬數據。

MOD30: (未定)

MOD31:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為藻紅蛋白濃度, 1 公里分辨率,日、旬、月度數據。

MOD32:海洋 2 級標准數據產品,內容為處理框架和匹配的數據庫,1 公里分辨率,日、旬、月度數 據,用於海洋葉綠素、海洋生產力計算。

MOD33:陸地 3 級標准數據產品,內容為雪覆蓋,空間分辨率 500 米,日、旬、月度數據。

MOD34: (未定)

MOD35:大氣 2 級標准數據產品,內容為雲掩膜,空間分辨率為 250m 和 1 公里,日數據。

MOD36:海洋 3 級標准數據產品,內容為總吸收系數,空間分辨率為 1 公里,日、旬、月度數據

MOD37:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為海洋氣溶膠特性,空間分辨率 1km,日、旬、月度數據。

MOD38: (未定)

MOD39:海洋 2、3 級標准數據產品,內容為純水勢,空間分辨率 1km,日、旬、月度數據。

MOD40:陸地 3 級標准數據產品,內容為柵格的熱異常,空間分辨率 1 公里,日、旬、月度數據。

MOD41: (未定)

MOD42:海洋 3 級標准數據產品,內容為海冰覆蓋,空間分辨率 1 公里,日、旬、月度數據。

MOD43:陸地 3 級標准數據產品,內容為表面反射,BRDF/Albedo 參數,空間分辨率 1 公里,日、旬、 月度數據。

MOD44:陸地 3 級標准數據產品,內容為植被覆蓋轉換,250m,季度、年度,判定植被覆蓋轉換的發 生和類型。

6.2 特殊數據產品類型

MOD45:在 MOD02(1B)數據基礎上,經過 BOWTIE 處理后的數據產品。

MOD46:在 MOD02(1B)數據基礎上,經過 BOWTIE 處理后,並經過除雲后的數據產品。 (其他特 殊數據產品待列) 。

7.MODIS產品MOD13Q1簡介

MODIS產品有44種,可以分為大氣、陸地、冰雪、海洋四個專題數據產品,其中MOD13Q1屬於陸地專題的產品,全稱為MODIS/Terra Vegetation Indices 16-Day L3 Global 250m SIN Grid.,簡稱:MOD13Q1。

全球的MOD13Q1數據是一個采用Sinusoidal投影方式的3級網格數據產品,具有250米的空間分辨率,每隔16天提供一次。當缺少250米分辨率的藍波段時,evi算法使用500米分辨率的藍波段矯正殘余的大氣影響。

數據特征:

 

 數據結構:

 


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