MODIS卫星数据介绍（转）
2009-03-2518:20
ｍｏｄｉｓ介绍－1
引用地址：https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,/viewdiary.38308087.html
MODIS目前主要存在于两颗卫星上：TERRA和AQUA.TERRA卫星每日地方时上午10：30时过境，因此也把它称作地球观测第一颗上午星（EOS－AM1）。AQUA每日地方时下午过境，因此称作地球观测第一颗下午星（EOS－PM1）
MODIS扫描周期为1.477秒,每条扫描线沿扫描方向有1354点（Pixels），沿轨道方向有10个1KMD的IFOV（瞬时视场）。在每个IFOV中，1KM分辨率波段有1个采样，500M分辨率波段有4个采样，250M波段有16个采样。白天扫描每个点在两个MODIS包中传输，第一个包传输IFOV1～5，第二个包传输IFOV6～10
modis介绍－2全部44种产品
MODIS的下行数据（RawData）利用CCSDS进行了封装，使用RS（255，223）进行纠错。整个CCSDS包（包括同步码4个字节）长度为1024字节。其中Reed －SolomonCoding用来对整个CodedVCDU进行纠错。MODISCCSDS包的Reed－SolomonCoding部分共有32×4＝128字节，采用RS（255，223）。每个包可纠16×4＝64个字节错误。MODIS扫描周期为1.477秒。每条扫描线沿扫描方向有1354点（Pixels），沿轨道方向有10个IFOV（瞬时视场）。在每个IFOV中，1KM分辨率波段有1个采样，500M分辨率波段有4个采样，250M波段有16个采样。白天扫描每个点在两个MODIS包中传输，第一个包传输IFOV1～5，第二个包传输IFOV6～10。裸数据是最原始的地面接收数据，它含有满足CCSDS标准（CCSDS102.0-B-4）的数据包(CADU)。它经过格式化同步、去扰、RS纠错、格式转变等相应的步骤和程序，处理成为MODIS0级数据产品
0级产品：指由进机板进入计算机的数据包，也称原始数据(RawData);
1级产品：指1A数据，己经被赋予定标参数；
2级产品：指1B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。可用商用软件
包(如ENVI)直接读取；
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)进行校正，产生3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。4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5级产品。
有时还有另外一种分类的方法和上面的有所不同
0级数据：卫星地面站直接接收到的、未经处理的、包括全部数据信息在内的原始数据为0级数据。
1级数据：对没有经过处理的、完全分辨率的仪器数据进行重建，数据时间配准，使用辅助数据注解，
计算和增补到0级数据之后为1级数据。
2级数据：在1级数据基础上开发出的、具有相同空间分辨率和覆盖相同地理区域的数据为2级数据。
3级数据：3级数据时以统一的时间-空间栅格表达的变量，通常具有一定的完整性和一致性。在3级
水平上，将可以集中进行科学研究，如：定点时间序列，来自单一技术的观测方程和通用模型等。
4级数据：通过分析模型和综合分析3级以下数据得出的结果数据为4级数据。
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2－4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产品类型，总计分解为44种标准数据产品类型。它们分别是：
MODISL0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。
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
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(ScaledInteger)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D N数据集(EVSDSRCABBSV)以及定标查找表LUT(LookUpTable)作为输入，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，Mirror．side)索引。
L2～L4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。
如果用户得到的数据是L0级的PDS文件，，在具体使用之前就必须首先进行预处理，通常并不需要自行开发预处理软件，位于戈达德航天中心的MODIS科学组免费提供预处理和其他应用代码，但是需要注意运行平台的差异。作为独立运行版本，也可以选择Wisconsin大学开发的IMAPP，该软件最初为UNIX／LINUX平台开发，目前该软件的Windows版本已经由俄罗斯ScanEx公司提供。国家卫星气象中心开发了IMAPP软件的Windows中文版本。需要注意的是，预处理软件都要使用MODIS特性组不定期发布的LUT参数文
件，LUT参数根据探测器的物理性能的变化而调整，为了得到精确的定标数据，必须及时更新所使用的LUT文件。
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。
MODISGeolocation(MOD03)数据产品包含有：MODIS每个1kmEV（EarthView）中心的经纬度，每个1kmEV太阳/卫星的方位，每个1kmEVEOS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，9－17，33，40，43，44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
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=（Ref
0.555um -Ref
1.640um
)/(Ref
0.555um
Ref
1.640um
)
*Ref
0.555um 、Ref
1.640um
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＝(Ref
MODIS4-Ref
MODIS6
)/(Ref
MODIS4
Ref
MODIS6
)>0.4；
Ref
MODIS2
>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，1/4o，季节的，生物地球
化学循环，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
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、2
0km，日、旬、月度数据。
MOD26：海洋3级标准数据产品，内容为海洋水衰减系数。
MOD27：海洋2、3级标准数据产品，内容为海洋初级生产力，全球洋面，空间分辨率1km，
日、旬、月度数据。
MOD28：海洋2、3级标准数据产品，内容为海面温度，全球洋面，空间分辨率1km，每天的，
每周的/昼夜的，能量和水平衡，气候变化模型。
MOD29：海洋2级标准数据产品，内容为海冰覆盖，海洋，1公里分辨率，日、旬数据。
MOD30：（未定）
MOD31：海洋2、3级标准数据产品，内容为藻红蛋白浓度，1公里分辨率，日、旬、月度数据。
MOD32：海洋2级标准数据产品，内容为处理框架和匹配的数据库，1公里分辨率，日、旬、
月度数据，用于海洋叶绿素、海洋生产力计算。
MOD33：陆地3级标准数据产品，内容为雪覆盖，空间分辨率500米，日、旬、月度数据。
MOD34：（未定）
MOD35：大气2级标准数据产品，内容为云掩膜，空间分辨率为250m和1公里，日数据。
MOD36：海洋3级标准数据产品，内容为总吸收系数，空间分辨率为1公里，日、旬、月度数据
MOD37：海洋2、3级标准数据产品，内容为海洋气溶胶特性，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。
MOD38：（未定）
MOD39：海洋2、3级标准数据产品，内容为纯水势，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。
MOD40：陆地3级标准数据产品，内容为栅格的热异常，空间分辨率1公里，日、旬、月度数据。
MOD41：（未定）
MOD42：海洋3级标准数据产品，内容为海冰覆盖，空间分辨率1公里，日、旬、月度数据。
MOD43：陆地3级标准数据产品，内容为表面反射，BRDF/Albedo参数，空间分辨率1公里，
日、旬、月度数据。
MOD44：陆地3级标准数据产品，内容为植被覆盖转换，250m，季度、年度，判定植被覆盖转换
EOS-MODIS 1B数据格式与应用 王正兴，陈文波，邓芳萍，曹云刚 中国科学院地理科学与资源研究所 全球变化信息研究中心 2004年11月2日， 中国科学院资源环境科学信息中心，兰州 报告提纲 1、什么是MODIS 1B数据，已经作了那些校正？ 2、MODIS 1B 数据结构：HDF 与HDF-EOS 简介 3、MODIS 1B 数据结构示例 4、MODIS 1B 数据内容：正常数值与异常数值。 5、MODIS 1B 数据：与时间有关的因素。
1、什么是 MODIS 1B 数据？ 是MODIS 44种系列数据产品中的一种，产品编号为 MOD02 ( Terra-MODIS)/ MYD02(Aqua-MODIS); 是经过仪器标定的数据产品，但是没有经过大气校正； 是包含有地理坐标产品的数据，但是“科学数据”和“地理数据”还没有连接，直接 显示时，边缘存在“蝴蝶结”（Bow-tie）现象； MODIS 1B 数据采用层次数据模型（HDF）或其对地观测扩展（HDF-EOS），这些模 型有不同版本，受不同软件支持。本培训使用软件为ENVI3.X软件。 具体讲，L1B 程序校正了反射波段探测器中未加工的数字信号（DN）中所有已知仪器误差，输出经过校正的（dn。）。这些校正包括： 电子偏移 在“模拟-数字”转换器里的非线性问题 扫描镜反射的角度变异 由于仪器和焦平面变异引起的增益的变化 在短波红外波段外的光谱响应，如波段5，6，7和波段26。 dn*之后，L1B根据每个波段内不同探测器之间变异参数，把dn*教正为dn**。由于dn**的数据量很大（小数，需要用浮点储存），为了节省空间,在反射太阳波段的科学数据中进行尺度转换，用 16-bit 整数表示法。实际上，16-bit中的15-bit用于储存有效数据；第16-bit 储存几类无效数据。 2、MODIS 1B 数据结构：HDF 与HDF-EOS 简介 HDF：分等级的数据格式（层次结构，树结构） HDF-EOS：是对地观测系统（EOS）对HDF的扩展。 重要性：HDF-EOS 已经被美国对地观测系统的数据与信息系统（EOSDIS）选定为 数据标准，许多由美国政府合同支持的产品和免费软件等都以此为基础。如Terra, Aqua, Landsat ETM。 开发和维护：伊利诺斯州大学的美国国家超级计算应用中心（NCSA） （https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,）。 说明：我们可能已经使用过许多数据而不一定知道该数据的结构，如GeoTiff。重要 的是，需要了解那些软件能够识别这些数据结构。具体到HDF,它的结构可能很简单，也可能很复杂。我们的目的是使用MODIS 数据，并不意味着先要了解所有的结构。
MODIS数据介绍 数据概况 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Aqua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（0.25um~1um）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;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°纬度的分片（TILE）方式。 MODIS数据特点及技术指标 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
MODIS数据下载说明 李英杰 中国科学院遥感应用研究所远程通讯与地学处理课题组 2007年8月 第一部分提交MODIS数据订单 这里我们以订购2007年6月20日覆盖中国大陆的MODIS数据为例，说明订单提交步骤。 首先请确保您有一台能够连接到Internet的计算机并正常运行。接着请在地址栏键入：https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,/。该网站首页如图1所示。 图1 然后点击网页中的“Data”，在新出现的页面（图2）中点击“Search”。这时将出现一个名为“Search for Level 1 and Atmosphere Products”的页面，如图3，在里面可根据需要设置所需数据的类型、时间、空间范围等。
图2 图3
这里我们将Product Selection中的Satellite/Instrument设置为Terra MODIS，Group设置为Terra Level 1 Products，在Products中选择MOD021KM-Level 1B Calibrated Radiances-1km。注意：每设置一个参数，页面都会刷新一次。在Temporal Selection中，将Temporal Type设置为Individual Dates and Times，并将Dates(one per line)设置为06/20/2007，表示2007年6月20日。Collection Selection中采用默认设置。Spatial Selection中Coordinate System选择Latitude/Longitude以设置经纬度。在图4中经纬度示意图的右侧，将North、South、West、East四个方向的经纬度分别设置为：54、18、73、136，以覆盖中国大陆。其他设置均采用默认，最后点击页面左下角的Search按钮。 图4 此时将出现查询结果列表，如图5。由于文件较多，这里分为2页显示，为了查看所有文件，可点击文件列表右上方的View All。 在新弹出的页面中，请注意文件列表最左边一列的时间，这里的时间是卫星成像时的格林尼治时间，加上8小时后转换为北京时间。注意到MODIS可见光波段在夜间不能成像，所以这里要根据时间将夜间数据剔除掉（图6），最后点击页面左下角的Add Files To Shopping Cart按钮。
本文档共三大部分,分别为: 一、modis数据和产品说明 二、风云卫星FY-3数据说明 三、FY-3A MERSI L1数据产品使用指南 一、modis数据和产品说明 1.MODIS数据的技术指标 2.MODIS数据的波段分布特征
3.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.A2006001.h08v05.005.2006012234657.hdf
MOD09A1 –产品缩写 A2006001 –数据获得时间(A-YYYYDDD) h08v05 –分片标示( 水平XX ，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) Terra卫星数据产品
MODIS土地覆盖类型产品包括从每年Terra星数据中提取的土地覆盖特征不同分类方案的数据分类产品。基本的土地覆盖分为有IGBP（国际地圈生物圈计划）定义的17类，包括11类自然植被分类，3类土地利用和土地镶嵌，3类无植生土地分类。 Modis Terra数据lKM土地覆盖类型年合成栅格数据产品包含5中不同的土地覆盖分类体系。数据分类来自监督决策树分类方法。 第一类土地覆盖：国际地圈生物圈计划（IGBP）全球植被分类方案； 第二类土地覆盖：马里兰大学（UMD）植被分类方案； 第三类土地覆盖：MODIS提取叶面积指数/光合有效辐射分量（LAI/fPAR）方案； 第四类土地覆盖：MODIS提取净第一生产力（NPP）方案； 第五类土地覆盖：植被功能型（PFT）分类方案； 本网站提供的为MYD12Q1 V4（第四版本）的分片数据（tile），除提供五类全球土地覆盖分类体系外还提供了陆地覆盖分类评估和质量控制信息。
介绍一下利用ENVI去除MODIS数据条带的方法与步骤。 MODIS数据应用日益广泛，但是由于波谱的相互干涉作用导致MODIS的5通道和26通道的反射率中“条带”现象非常严重，这严重影响了MODIS数据的应用。5通道分辨率5OOM，对云、气溶胶特性敏感。26通道分辨率1000M在薄云、卷云识别方面具有优越特性。 本文主要利用ENVI的ReplacingBadLines功能进行条带去除说明。这主要是利用条带出现的行两边对称的临近行数值进行平均，利用这个平均值来替代条带的数值。手工输入条带的行数超级慢，可以利用条带的周期性特点通过编制一个小程序来快速确定行数，然后通过ReplacingBadLines 的Restore功能载入行数即可。 对MODIS的500M分辨率的数据中5通道进行条带去除：因为5通道的条带只有一条，去除条带后效果很明显。而26通道的条带去除较为困难，因为该通道的条带特征是以中心为主向两侧羽化扩展，而且羽化的程度不一样，所以去条带效果不好。 下面以500M分辨率的5通道为例利用ENVI的ReplacingBadLines功能进行条带的去处，其中条带的行数利用自定义的一个过程： MakeBadLineList,first,interval,lines,filename=filename，得到并生成一个BLL文件存贮条带行的信息用于ReplacingBadLines的Restore。first为出现第一个条带的行数，interval是条带的间隔，lines是数据的总行数，filename是输出文件名存贮行信息。 1、去除条带前，横向条纹十分明显 2、去除条带后，数据平滑，
MODIS数据的处理方法(ENVI) 美国RSI公司（Research Systems Inc.）的产品ENVI能很好地支持HDF数据格式。ENVI（The Environment for Visualizing Images）遥感影像处理软件，是分析、处理并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。ENVI能接受大量的传感器数据，是世界目前唯一 美国RSI公司（Research Systems Inc.）的产品ENVI能很好地支持HDF 数据格式。ENVI（The Environment for Visualizing Images）遥感影像处理软件，是分析、处理并显示多光谱数据、高光谱数据和雷达数据的高级工具。ENVI 能接受大量的传感器数据，是世界目前唯一能较好全面支持HDF科学数据格式的遥感影像软件。ENVI可以直接读取HDF格式（如图2所示），并能识别HDF格式中所包含的所有文件信息（如图3所示）。ENVI 打开HDF格式文件后，会自动将该数据文件所包含的所有图像信息、属性信息、文本信息作为波段列于一个波段列表中，用户可以清晰地浏览每一波段的详细信息，包括波段名称、图像波段波长、波段大小、数据类型及文件内插方式等多种信息。方便用户显示图像，并对各种属性及文本文件作各种分析。 本文选取2001年5月20日中国北部及蒙古地区（经纬度范围：°- °,°- °）的一景MODIS数据进行分析，主要从读取数据、分析经纬度波段信息、第一、四、三波段融合显示、影像地理校正几方面对该景数据进行了分析，具体步骤如下： （1）数据读取：打开ENVI，在主菜单中选择File\Open External File\Generic Formats\HDF，选择文件“”,表示是该景MODIS数据的250米数据文件，从下图中可以看到，该文件中除两个影像波段外，还包含经度波段、纬度波段、热红外探测器的噪声信息、反射率变化参数等信息。
MODIS产品介绍及下载流程 1.数据获取 1）MODIS 发射背景及综述 为了加强对地球大气、海洋和陆地的综合观测研究，美国国家宇航局（NASA）于1991年发起了一个综合性项目，称为地球科学事业（ESE），其主要目的是通过卫星及其它工具对地球进行更深入的研究。ESE包括三个主要部分：一是地球观测卫星系列（EOS）；二是先进的数据系统（EOSDIS）；三是进行资料分析研究的科学队伍。重点观测研究领域包括水与能量循环、海洋、大气化学、陆地表层系统、水和生态系统过程、冰川和极地冰盖以及固体地球。EOS将在近地轨道提供至少18年系统连续的卫星观测数据用于定量研究地球系统的变化。 Terra作为EOS观测计划中的第一颗卫星，在美国（国家宇航局）、日本（国际贸易与工业厅）、加拿大（空间局、多伦多大学）的共同合作下于1999年12月18日成功发射，Terra的字源是拉丁语“地球、土地”，由于Terra卫星每天上午从北向南通过赤道，因此又被称为地球观测第一颗上午星（EOS-AM1）。NASA的EOS第二颗星命名为Aqua,是美国、巴西和日本共同合作研制的，其拉丁语意为“水”，于2002年5月4日发射成功，为了与Terra卫星在数据采集时间上相互配合，Aqua卫星每天下午从南向北通过赤道，因此被称为地球观测第一颗下午星（EOS-PM1）。 两颗星均为太阳同步极轨卫星。此外，美国对地观测系统计划还将陆续发射用于不同观测内容的卫星系列，如以观测大气化学成分为主的AULA卫星（EOS-CHEM）、以观测冰雪、云层和地面高程为主的ICESAT卫星、以观测太阳辐射及其对气候影响为主的SORCE卫星和以观测陆地为主的LANDSAT-7卫星（1999年已发射成功）等。 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
MODIS指数简介 1.MODIS数据介绍 1.1简介 MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer，中等分辨率成像光谱仪）分别搭载在TERRA和AQUA两颗卫星上，数据可分别从TERRA和AQUA两颗卫星获取。TERRA和AQUA 卫星都是太阳同步极轨卫星，TERRA在地方时上午过境，AQUA将在地方时下午过境。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、应急处理（例如森林和草原火灾监测和救灾）和日内频率的地球系统的研究有非常重要的实用价值。关于TERRA和AQUA卫星介绍，可参看1.3 Terra卫星和Aqua卫星。 MODIS扫描周期为1.477秒，每条扫描线沿扫描方向有1354个Pixels，沿卫星轨道方向有10个1KMD的IFOV。 MODIS共36个波段，其中250m分辨率有2个波段，500m分辨率有5个波段，1000m分辨率有29个波段。36个波段中波段值分辐射值和反射值两种。MODIS各波段的信息如表1所示。 表1 MODIS波段信息
1.2MODIS结构与数据级别 MODIS数据产品分级系统：MODIS标准数据产品分级系统由5级数据构成，它们分别是：0级、1级、2级、3级和4级。 表2 MODIS数据产品分级
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2－4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产品类型，总计分解为44种标准数据产品类型。 MOD01：即MODIS1A数据产品。 MOD02：即MODIS1B数据产品。 MOD03：即MODIS数据地理定位文件。 其余类型产品略。 MODIS 1B采用分等级的数据格式（层次结构，树结构）HDF和HDF-EOS。其中HDF-EOS 是对地观测系统（EOS）对HDF的扩展。 MODIS 1B 产品命名如下： 表3 MODIS 1B产品概要 1.3Terra卫星与Aqua卫星 TERRA卫星每日地方时上午10：30时过境，因此也把它称作地球观测第一颗上午星（EOS-AM1）。AQUA卫星保留了TERRA卫星上已经有了的CERES和MODIS传感器，并在数据采集时间上与TERRA形成补充。它也是太阳同步极轨卫星，每日地方时下午过境，因此称作地球观测第一颗下午星（EOS-PM1）
MCD45A1 Combined Tile
500m Monthly
Burned Area
MOD09GA
Terra
Tile 500/1000m
Daily
Surface Reflectance Bands 1–7
表面反射
MYD09GA MOD09GQ MYD09GQ MOD09CMG MYD09CMG MOD09A1 MYD09A1 MOD09Q1 MYD09Q1 MOD13A1
Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra
Tile 500/1000m
Daily
Surface Reflectance Bands 1–7
Surface Reflectance
Tile
250m
Daily
Bands 1–2
Surface Reflectance
Tile
250m
Daily
Bands 1–2
CMG 5600m CMG 5600m
Daily Daily
Surface Reflectance 陆地 2 级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率 250m
Bands 1–7
日数据。
Surface Reflectance Bands 1–7
Surface Reflectance
Tile
500m
8 Day
Bands 1–7
Surface Reflectance
Tile
500m
8 Day
Bands 1–7
Surface Reflectance
Tile
250m
8 Day
Bands 1–2
Surface Reflectance
Tile
250m
8 Day
Bands 1–2
Vegetation Indices
Tile
500m 16 Day 植被指数
MYD13A1 MOD13A2 MYD13A2 MOD13Q1 MYD13Q1 MOD13A3 MYD13A3 MOD13C1 MYD13C1 MOD13C2 MYD13C2
MOD44W
Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua
Terra
Tile Tile Tile Tile Tile Tile Tile CMG Tile CMG CMG
Tile
500m 16 Day Vegetation Indices
1000m 16 Day Vegetation Indices
1000m 16 Day Vegetation Indices
250m 250m 1000m
16 Day 16 Day
Vegetation Indices
陆地 3 级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强
Vegetation Indices
数（ NDVI/EVI ），空间分辨率 250m 。
Monthly Vegetation Indices
1000m Monthly Vegetation Indices
5600m 16 Day Vegetation Indices
5600m 16 Day Vegetation Indices
5600m Monthly Vegetation Indices
5600m Monthly Vegetation Indices
250m
none
Land Water Mask Derived
第1页
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Aqua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（0.25um~1um）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;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
TERRA\AQUA\AURA卫星简介及MODIS数据的获取 1.TERRA\AQUA\AURA卫星简介 近几年来，科学界对全球变化研究、以及全球变化对人类生存环境的影响研究逐步走向深入。为了加强对地球表层陆地、海洋、大气和他们之间相互关系的综合性的科学研究，美国国家航空航天局（NASA）自1991年起开始了对地观测系统（EOS）计划。这个计划分三个阶段：第一阶段－准备工作阶段（1991－1998年）；第二阶段－全面的对地观测阶段（1999－2003）；第三阶段－新一代更为细致的对地观测阶段（2003年以后十年）。NASA新一代的对地观测系统计划主要包括三方面内容：1）发射一系列新一代对地观测卫星；2）以NASA数据中心群（DAAC）为核心管理和散发卫星所获得的数据；3）组织科学家队伍开展对地球多要素的综合研究。重点观测和研究领域包括：水与能量循环，海洋，大气化学，陆地表面，水和生态系统过程，冰川和极地冰盖以及固体地球。 作为这一系列对地观测卫星中有三颗卫星成为系列特别引起遥感应用界的瞩目。它们是：TERRA、AQUA和AURA。它们分别于1999年12月18日、2002年5月4日和2004年7月15日发射成功，目前均处于正常运转中。 图1 TERRA卫星（来自NASA） TERRA卫星名字的由来 1991年美国开始了地球观测系统计划。这个计划被认为是人类历史上第一次对这个具有45亿年历史的地球进行全面调查和综合诊断的具有重要历史意义的大型行动计划。在这个计划中，发射卫星是其中最主要的任务之一。在计
划发射的一系列卫星中，第一颗卫星将作为地球观测系统的旌旗（EOS－FLAG）。由于该星是每天地方时上午过境，因此暂定为EOS－AM1，即地球观测系统第一颗上午星。1998年春天，在EOS－AM1发射的前一年，由美国航空航天局（NASA）和美国地球物理联合会（American Geophysical Union － AGU）共同发起对EOS －AM1命名的征集工作。征集的范围限制在全世界8－12年级（初中二年级至高中三年级）的学生，要求用不超过300字的短文说明对EOS－AM1的命名和命名的原由。 在征集通知发出去后的几个月内，评选委员会收到了来自世界各国1，100多篇命名稿件。经过第一轮筛选，评选出了十个不同的候选名字和短文。在这十个候选的名字和短文中，密苏里州圣路易斯市高中三年级学生 Sasha Jones 用她在字句里充满了对地球母亲无限的感激、满腔的热爱和高度的责任感的短文最终感动了评选委员会的全体评委。正象Sasha在她短文中自信的那样，TERRA （取拉丁语义）的名字最终将印在地球观测系统的旌旗上。Sasha及其父母因此获得了1999年12月18日到加里佛尼亚卫星发射基地观看卫星发射过程的全部资助，Sasha所在的学校也因此获得了一台计算机和可以获取TERRA卫星影象数据的全套软件。 这位中学生的短小精炼、充满激情和爱心的TERRA卫星命名篇全文如下： Terra The woman I believe this satellite should be named after is the most beautiful woman ever. Without her production of food we would not eat. Without her production of fluids we would not drink. Without her tedious care for vegetation we would not be able to build houses, cure the sick, and even breathe. Without her fury we would not be taught lessons, be brought closer together, and learn how to survive against all odds. She is our history, all of it. She is our present, she allows us to be. She is our future, and we must care for her, as she is the most caring and beautiful woman in the universe. She will be the mission of this EOS AM-1, and we should name it after her, in honor of her. She is Terra: Mother Earth. Terra 我相信这颗卫星以后会以此命名，她是一位仙女，一位从未有过的最漂亮的仙女。没有她提供的食物，我们就没有吃的。没有她提供的液体，我们就没有喝的。没有她对植被的悉心照料，我们就不能建造房屋，我们也不能抵御疾病，甚至我们不能呼吸。没有她的激昂，我们就不能上课，也不能聚集在一起，更不能学到怎样在奇异变化的环境中生存。她是我们的历史，是历史的全部。她是我们的现在，因为有了她才有了我们的今天。她是我们的未来，我们必须照护好她，因为她是宇宙中最赋有同情心，最美的仙女。我们应该把这个名字授予她，把这份荣耀归功于她，她将完成地球观测系统第一颗上午星的历史使命。她就是Terra：地球母亲。
MODIS数据裁剪说明 陕西省全省影像的坐标： UL_CORNER_XY = (3545252.530556027 2480220.977166623) 单位：米LR_CORNER_XY = (4064162.773113727 1594367.063085978) 单位：米陕西省全省影像的行列数： Start Row=1468 END Row=2424 共957行 Start Col=2844 END Col=3404 共561列 关中地区左上角和右下角坐标： Upper X = 3631150.00 m Lower X = 4006433.30 m 4006433.3004 Upper Y = 2020850.00 m Lower Y = 1843864.54 m 1843864.5423 MODIS影像分辨率：PIXEL_SIZE = (926.625433138750 926.625433138750) 操作流程： 1、打开2012年第51天的2 tiles： 2、选择LST_Day_1km和LST_Night_1km： 若为地表反射率则为:
3、Spatial Subset选择Output Projection X/Y：： 4、Output File Type 选择RAW BINARY； Resample Type选择nearest neighbor； Output Projection Type选择Lambert Azimuthal； Edit Project ion Parameters …中输入以下参数值： Output file命名格式为MOD11A1.2012XXX.hdr。 5、Output Pixel Size Type输入926.625433138750； 6、运行。生成MOD11A1.A2012XXX.LST_Day_1km.dat和 MOD11A1.A2012051.LST_Night_1km.dat文件，即为裁剪后关中平原地区LST 影像。 7、裁剪结果：
1.水体指数 其中为近红外（841-875nm ）为短波红外（1628-1652nm ），该公示的原理是，植被在其中的近红外波段吸收率较低，而在短波红外波段的吸收率较高（在我们所下载的数据集中对应第2、6个波段）。有些文章中提到的是用7波段。 LSWI （Land Surface Water Index ，地表水分指数）。是指植被冠层中水分的含量。 参考文章：Mapping paddy rice agriculture in southern China using multi-temporal MODIS images 2.EVI2计算 根据EVI 的计算公式，我们需要包含了NIR1和RED 两个波段的8天250米MOD09Q1数据集。此时波段数据DN 值都在-3万多~3万之间，进行数值换算后再计算，除以1万。 3. EVI 计算 增强型植被指数（Enhanced Vegetation Index ，即EVI ）计算公式为： 2.5 6.07.51 NIR RED NIR RED BLUE EVI ρρρρρ-=?+-+ NIR ρ、RED ρ和BLUE ρ分别代表近红外波段、红光波段和蓝光波段的反射率。 3. NDVI 计算 归一化植被指数（Normalized Difference Vegetation Index ，即NDVI ）的计算公式为： NIR RED NIR RED NDVI ρρρρ-=+ 其中：NIR ρ和RED ρ分别代表近红外波段和红光波段的反射率NDVI 的值介于-1和1之间。
4.高光谱归一化植被指数（Hyp_NDVI ） 对于环境与灾害监测预报小卫星高光谱载荷，选取中心波长分别位于近红外和红光的谱段进行归一化植被指数计算： _____Hyp NIR Hyp RED Hyp NDVI Hyp NIR Hyp RED -=+ 4.其他植被指数 （1） 比值植被指数（Ratio Vegetation Index ——RVI ） NIR RED RVI ρρ= 该植被指数能够充分表现植被在红光和近红外波段反射率的差异，能增强植被与土壤背景之间的辐射差异。但是RVI 对大气状况很敏感，而且当植被覆盖小于50%时，它的分辨能力显著下降。 （2） 差值植被指数（Difference Vegetation Index ——DVI ） NIR RED DVI ρρ=- 该植被指数对土壤背景的变化极为敏感，有利于对植被生态环境的监测，因此又被称为环境植被指数（EVI ）。 （3） 土壤调整植被指数（Soil-Adjusted Vegetation Index ——SAVI ） (1)NIR RED NIR RED SAVI L L ρρρρ-=+++ 其中，L 是一个土壤调节系数，该系数与植被浓度有关，由实际区域条件确定，用来减小植被指数对不同土壤反射变化的敏感性。当L=0是，SAVI 就是NDVI ；对于中等植被覆盖区，L 的值一般接近于0.5。乘法因子（1+L ）主要是用来保证最后的SAVI 值介于-1和1之间。该指数能够降低土壤背景的影响，但可能丢失部分植被信号，使植被指数偏低。 （4） 修正土壤调整植被指数（Modified Soil-Adjusted Vegetation Index ——MSAVI ） MSAVI =关于植被指数更详细的介绍，可参见田庆久（1998）[1]。 （5） 土壤湿度指数
Modis数据下载与处理相关方法说 （一）modis数据的获取与下载 1 数据的获取 从英文网站上找到相关数据，常用的网站为： USGS网站https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,网站可以浏览并下载需要的MODIS数据 (WIST 搜索和下载MODIS产品https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,/wist-bin/api/ims.cgi/u228616 FTP下载方式的MODIS产品网站ftp://https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html, 其中MODIS产品的介绍可以从网站 https://https://www.doczj.com/doc/0b9369493.html,/lpdaac/products/modis_products_table了解。 2数据的下载 登陆网站后，明确所选区域大致范围，如经纬度，时间等进行筛选。得到Data Poor table 后，选择所需数据类型，如LAI，NPP，Land cover type 等进行下载。 注：（1）下载数据是会遇到三种不同平台类型数据，分别为terra，aqua和combined数据，依次为上午星，下午星及雷达获取数据。 （2）无论何种方式下载，都需要等待很长时间，与网速有很大关系，因为需要一景一景的下载，文件大小根据所选数据产品的类型有关。 二数据的处理 1MODIS产品数据的打开 数据下载后，在ENVI、ERDAS IMAGINE等遥感图像处理软件中都可以打开。如果下载的是HDF格式，在ENVI中直接使用 [File] ----> [Open Image File]命令打开，选择HDF格式就行。打开后，产品自动加载入“Available Band List”
MCD45A1
Combined
Tile
500m
Monthly
Burned Area
Surface Reflectance MOD09GA Terra Tile 500/1000m Daily Bands 1–7
表面反射
MYD09GA Aqua Tile 500/1000m Daily Surface Reflectance Bands 1–7 Surface Reflectance Bands 1–2 Surface Reflectance Bands 1–2 Surface Reflectance Bands 1–7 Surface Reflectance Bands 1–7 Surface Reflectance Bands 1–7 Surface Reflectance Bands 1–7 Surface Reflectance Bands 1–2 Surface Reflectance Bands 1–2 Vegetation Indices MOD13A1 Terra Tile 500m 16 Day
MOD09GQ
Terra
Tile
250m
Daily
MYD09GQ
Aqua
Tile
250m
Daily
MOD09CMG
Terra
CMG
5600m
Daily
陆地 2 级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率 250m 日数据。
MYD09CMG
Aqua
CMG
5600m
Daily
MOD09A1
Terra
Tile
500m
8 Day
MYD09A1
Aqua
Tile
500m
8 Day
MOD09Q1
Terra
Tile
250m
8 Day
MYD09Q1
Aqua
Tile
250m
8 Day
植被指数
Vegetation Indices Vegetation Indices Vegetation Indices Vegetation Indices Vegetation Indices
MYD13A1 MOD13A2 MYD13A2 MOD13Q1 MYD13Q1 MOD13A3 MYD13A3 MOD13C1 MYD13C1 MOD13C2 MYD13C2
Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua
Tile Tile Tile Tile Tile Tile Tile CMG Tile CMG CMG
500m 1000m 1000m 250m 250m 1000m 1000m 5600m 5600m 5600m 5600m
16 Day 16 Day 16 Day 16 Day 16 Day
陆地 3 级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强 数（ NDVI/EVI ），空间分辨率 250m 。
Monthly Vegetation Indices Monthly Vegetation Indices 16 Day 16 Day Monthly Monthly Vegetation Indices Vegetation Indices Vegetation Indices Vegetation Indices Land Water Mask Derived
MOD44W
Terra
Tile
250m
none
第四章MODIS数据分级分类标准规范 MODIS数据产品分级、分类、流程参考规范（草） （中科院地理科学与资源研究所全球变化信息研究中心） （讨论和试用稿第一稿2004年9月15日） 前言说明：美国NASA对MODIS数据分级、分类和数据处理流程给予了比较明确的标准规范。我国对地观测系统MODIS共享平台建设主要参照了美国的标准，个别地方做了修改。这是讨论和试用稿（第一稿）。 1主题内容与适用范围 1.1主题内容 本标准规定了国家对地观测系统MODIS共享平台数据产品分类、分级和编码标准，用以规范我国MODIS数据产品在产生、归档、保藏、交换和应用中的一致性。 1.2参考标准 本标准制定主要参用了美国国家航空航天局（NASA）关于对地观测系统MODIS数据分级、分类和数据处理流程规范。 1.3适用范围 本规范适用于国家科技基础条件平台对地观测系统MODIS共享平台全部标准数据产品和过渡性数据产品。 2术语 2.1国家对地观测系统MODIS共享平台数据产品：国家对地观测系统MODIS共享平台数据产品包括标准数据产品和特殊数据产品。 2.2 标准数据产品：利用对地观测系统数据，依据规范和数据分级标准对一定空间分辨率和时间频率进行连续开发的数据产品，定义为标准数据产品。 2.3 特殊数据产品：利用对地观测系统数据，依据非规定的标准、或非规定的空间分辨率、或特定地区、或特定时间频率开发、或预处理过程的数据产品，称为特殊数据产品。 2.4 数据产品分级：根据数据间相互依存关系划分的等级称为数据产品分级。 2.5 数据产品分类：依据数据内容异同划分的数据类型称为数据产品分类。 2.6数据产品编码：用标识符或标识数字形式对数据产品进行一一确认的过程称为数据产品编码。 3 MODIS数据产品分级 3.1MODIS数据产品分级系统：MODIS标准数据产品分级系统由5级数据构成，它们分别是：0级、1级、2级、3级和4级。 3.20级数据：卫星地面站直接接收到的、未经处理的、包括全部数据信息在内的原始数据为0级数据。 3.31级数据：对没有经过处理的、完全分辨率的仪器数据进行重建，数据时间配准，使用辅助数据注解，计算和增补到0级数据之后为1级数据。 3.42级数据：在1级数据基础上开发出的、具有相同空间分辨率和覆盖相同地理区域的数据为2级数据。 3.53级数据：3级数据时以统一的时间-空间栅格表达的变量，通常具有一定的完整性和一致性。在3级水平上，将可以集中进行科学研究，如：定点时间序列，来自单一技术的观测方程和通用模型等。