MODIS简介
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MODIS土地覆盖分类1. 简介MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)是美国国家航空航天局(NASA)和美国地球观测卫星数据与信息中心(LP DAAC)联合研发的一种被动遥感传感器。
MODIS传感器可以获取全球范围内的高分辨率、高频次的多光谱遥感影像数据。
其中,MODIS土地覆盖分类是利用MODIS传感器获取的遥感影像数据进行土地类型分类和监测。
2. MODIS土地覆盖分类原理MODIS土地覆盖分类主要基于遥感影像数据的光谱信息和纹理特征进行分析和判别。
具体步骤如下:2.1 数据预处理首先,对获取的MODIS遥感影像数据进行预处理。
预处理包括辐射校正、大气校正、几何校正等,以消除不同时间、不同空间条件下影像的差异性。
2.2 特征提取接下来,从预处理后的遥感影像中提取特征。
常用的特征包括光谱特征和纹理特征。
•光谱特征:通过计算遥感影像中各个波段的反射率或辐射亮度,得到每个像元的光谱特征。
这些特征可以反映不同土地类型在不同波段上的表现差异。
•纹理特征:通过计算遥感影像中像元间的灰度差异、空间关系等信息,得到每个像元的纹理特征。
这些特征可以反映土地覆盖类型的空间分布和结构。
2.3 分类算法基于提取到的特征,使用分类算法对遥感影像进行分类。
常用的分类算法包括支持向量机(SVM)、随机森林(Random Forest)等。
这些算法可以根据已知土地类型的样本数据进行训练,并将训练得到的模型应用于未知土地类型的遥感影像数据。
2.4 精度评价最后,对分类结果进行精度评价。
通常采用混淆矩阵、Kappa系数等指标来评估分类结果与实际情况之间的一致性和准确性。
3. MODIS土地覆盖分类应用MODIS土地覆盖分类在环境监测、资源管理、城市规划等领域具有广泛应用。
3.1 环境监测MODIS土地覆盖分类可以用于监测和评估生态环境的变化。
通过对不同时间段的遥感影像数据进行分类,可以获得土地覆盖类型的时空变化信息。
MODIS简介一、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)。
modis 按波段提取摘要:一、MODIS简介二、波段提取方法1.数据下载2.波段选择3.数据处理与分析4.结果展示与评估三、实例演示四、注意事项五、总结与展望正文:一、MODIS简介MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer,中分辨率成像光谱仪)是美国NASA发射的卫星传感器,搭载在Terra和Aqua两颗卫星上。
MODIS具有36个光谱波段,覆盖可见光、近红外和短波红外区域,为地球观测提供了丰富的信息。
二、波段提取方法1.数据下载首先,访问MODIS数据官方网站(https:///),根据需求选择相应的数据产品。
常用的数据产品有MOD13A2、MOD13A3等。
下载时,需要注意数据的时间范围、空间范围和分辨率。
2.波段选择MODIS共有36个波段,根据研究目的和应用场景,选择所需波段。
例如,对于植被监测,可以选择波段1(蓝光)、波段2(绿光)、波段3(红光)和波段4(近红外)等。
3.数据处理与分析数据下载和波段选择后,利用遥感图像处理软件(如ENVI、ArcGIS等)对数据进行预处理,包括大气校正、辐射校正、地理校正等。
接下来,根据波段特性进行波段组合和数据处理,如计算植被指数、水汽含量等。
4.结果展示与评估将处理后的数据以图像或表格形式展示,以便于分析和评估。
可以使用遥感图像可视化软件(如IDL、RasterIO等)进行图像显示和分析。
此外,可以利用统计方法(如相关性、显著性等)对波段提取结果进行评估。
三、实例演示以下以植被监测为例,展示波段提取过程:1.下载MODIS MOD13A2数据;2.选择波段1、2、3和4;3.使用ENVI进行预处理;4.计算植被指数(如NDVI、EVI等);5.使用RasterIO展示植被指数图像。
四、注意事项1.确保数据质量和完整性;2.根据研究目的选择合适波段;3.合理预处理和数据处理;4.评估结果的准确性和实用性。
Modis产品介绍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IFOV 1~5,第二个包传输IFOV 6~10。
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-Solomon Coding用来对整个Coded VCDU进行纠错。
MODIS CCSDS包的Reed-Solomon Coding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IFOV 1~5,第二个包传输IFOV 6~10。
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MODIS 0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(Raw Data);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。
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)。
目录1.MODIS概述 (1)2.如何使用MODIS (1)2.1.编译M ODIS的方法 (1)2.2.配置M ODIS的编译项........................................................................... 错误!未定义书签。
2.3.使用文件系统 (2)2.4.使用S OCKET (2)2.5.使用虚拟串口 (3)2.6.使用C ATCHER (3)2.7.使用SIM卡 (3)2.8.文字直接输入 (3)2.9.F ORMA T NVRAM (3)Modis使用简介1.Modis概述Modis(Mobile Development Integrated System)是MTK新一代的模拟器,运行于VC 环境下,提供与真实手机相似的虚拟硬件环境,在模拟器上运行的代码与手机上运行的代码完全一致。
它支持完整的文件系统、UART设备、SIM卡、Socket、Wap\MMS等运用,还可以使用Catcher工具获取debug log,是一个非常有用调试工具。
2.如何使用Modis2.1.编译Modis的方法1)第一步,编译resource文件,在文件夹mcu,使用make new命令成功编译一遍程序,如make SIMC25_06B GPRS new;2)第二步,创建modis的工程文件,在文件夹mcu,使用命令make gen_modis,如makeSIMC25_06B GPRS gen_modis;3)第三步,创建modis的database文件,在文件夹mcu使用命令make codegen_modis,如make SIMC25_06B GPRS codegen_modis;4)第四步,编译原文件,打开目录mcu\MoDIS中的VC工程文件MoDIS.dsw编译。
5)编译原文件的另外一种方法,在文件夹mcu,使用命令make remake_modis,如make-debug SIMC25_06B gprs remake_modis;6)第二、三、四步可以合起来使用一个命令make new_modis进行编译,如make -releaseSIMC25_06B gprs new_modis。
MODIS数据介绍MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)是一种装载在NASA的 Terra(地球)卫星和 Aqua(水)卫星上的遥感传感器。
该传感器由美国宇航局(NASA)和美国国家航空航天局(NOAA)合作开发,于1999年发射并投入使用。
MODIS传感器可以提供高分辨率、全球覆盖的观测数据,主要用于监测地球表面的气候变化、自然灾害、陆地和海洋生态系统的变化等。
MODIS传感器能够测量可见光、红外线和热红外辐射等波段的反射率和辐射率。
它的观测分辨率为250米至1000米,覆盖范围达到每天全球地表的99%。
传感器每天可以收集约2TB的数据,包括植被指数、云量、海洋表面温度、悬浮物浓度、地表温度等多个地球要素。
MODIS数据在许多领域中得到广泛应用。
在气候研究方面,MODIS数据可以用于监测全球气候变化趋势,分析气候模型的准确性,并预测未来的气候趋势。
MODIS数据还可用于监测和预警地表干旱、降雨分布、雪被和冰盖变化等气候异常,为农业、水资源管理和灾害预防提供科学依据。
在生态学研究中,MODIS数据可以评估陆地和水域的植被状况、植被生长和物种分布等。
这些数据对于监测森林覆盖的退化、评估陆地利用变化的影响以及推动生态保护和恢复具有重要意义。
MODIS传感器还可以测量海洋表面温度和悬浮物浓度,用于海洋生态系统的监测和资源管理。
除了气候和生态研究,MODIS数据在应对自然灾害和环境管理方面也起到了重要作用。
传感器可以检测火灾烟雾、火山喷发、沙尘暴等自然灾害,提供灾害监测和风险预警。
此外,MODIS数据还能够监测大气污染物和空气质量,并为环境管理提供支持。
为了方便用户使用和处理MODIS数据,NASA和其他机构提供了一系列的开放数据和工具。
例如,MODIS数据可以通过NASA的Land Processes Distributed Active Archive Center(LP DAAC)和NASA的Worldview等在线平台免费获取和浏览。
17种MODIS产品的功能解释1.MODIS-地表温度产品:显示地表的温度分布,有助于研究气候变化和环境监测。
2.MODIS-云相态产品:识别和分类云的类型和性质,用于天气预报和气候模型研究。
3.MODIS-云降水产品:估算云的降水量,有助于水资源管理和灾害预警。
4.MODIS-大气成分产品:提供大气中的气体和颗粒物的浓度分布信息,用于空气质量评估和大气污染监测。
5.MODIS-植被指数产品:提供植被生长和活动的信息,用于农业生产和生态环境评估。
6.MODIS-海洋色彩产品:显示海洋的溶解有机物和悬浮物的浓度分布,有助于海洋生态系统的研究和渔业管理。
7.MODIS-大气比辐射产品:提供大气辐射传输的信息,用于气候变化、太阳能资源评估和大气辐射模拟。
8.MODIS-火灾产品:监测和识别地表火灾,有助于火灾控制和自然资源管理。
9.MODIS-地表反照率产品:显示地表反射太阳辐射的能力,用于土地利用和气候变化研究。
10.MODIS-雪冰覆盖产品:估算地表的雪和冰的分布,有助于水资源管理和气候模型研究。
11.MODIS-陆地表面温度产品:提供陆地表面温度的分布信息,用于土地利用和气候监测。
12.MODIS-水汽产品:提供大气中水汽的浓度分布,用于气象预报和气候模型研究。
13.MODIS-陆地地表植被覆盖产品:显示陆地表面的植被覆盖情况,用于生态环境评估和农业监测。
14.MODIS-夜间发光产品:显示地球表面的夜间灯光分布,用于城市发展和能源管理。
15.MODIS-水色产品:提供水体的透明度和色彩信息,用于水质监测和海洋生态研究。
16.MODIS-短波地表净辐射产品:提供地表向大气和空间发射的净辐射信息,用于气候模拟和能源评估。
17.MODIS-气溶胶光学厚度产品:显示大气中气溶胶的浓度分布,用于大气污染监测和人类健康评估。
MODIS介绍
MODIS的全称为中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer)。
MODIS传感器是当前世界上新一代“图谱合一”的光学遥感仪器,搭载于NASA的地球观测系统EOS的上午星TERRA和下午星AQUA上。
MODIS的多波段数据可以同时提供反映陆地表面状况、云边界、云特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化学、大气中水汽、气溶胶、地表温度、云顶温度、大气温度、臭氧和云顶高度等特征的信息。
可用于对陆表、生物圈、固态地球、大气和海洋进行长期全球观测。
MODIS传感器的主要技术指标[8]( /about/specifications.php)
项目指标
轨道705km,降轨,上午l0:30过境,升轨下午1:30过境,
太阳同步,近极地圆轨道
扫描频率20.3rad/min,与轨道垂直
测绘带宽2330km×10km
光谱范围0.4μm~14.4μm
通道数36
望远镜直径17.78cm
体积 1.0m×1.6m×1.0m
重量250kg
功耗225W
数据率11Gbps
量化12bp
空间分辨率250m、500m、1000m
设计寿命6a
MODIS是新一代的卫星遥感信息源,具有高时间、高光谱的分辨率及中等尺度的空间分辨率以及全球免费接收的优势,在生态学、环境监测、全球气候变化以及农业资源调查等诸多研究中具有广泛的应用前景。
它主要有三个特点。
[8]
其一,NASA对MODIS数据实行全世界免费接收的政策。
其二,MODIS数据涉及波段范围广(36个波段)、数据分辨率比NOAA—A VHRR有较大的进展(250m、500m和1000m)。
其三,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,可以得到每天最少两次白天和两次黑夜更新数据。
这样的数据更新频率,对实时地球观测和应急处理(如森林和草原火灾监测和救灾)有较大的实用价值。
MODIS产品介绍
MODIS标准数据产品分级系统由5级数据构成,分别是0级、1级、2级、3级与4级。
标准数据产品总计有44种,包括了陆地标准数据产品、大气标准数据产品与海洋标准数据产品。
[9]其中MOD04~08,35为大气产品[10]:
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:大气2级产品,数据内容为大气水汽产品,提供每日数据。
有1km和5km空间分辨率数据:近红外数据产品空间分辨率1km,只含白天数据;红外数据产品空间分辨率为5km,包括白天和晚上。
MOD06:大气2级标准数据产品,内容为云产品,提供每日数据。
近红外数据空间分辨率5公里,可见光波段数据空间分辨率1km。
MOD07:大气2级标准数据产品,内容为大气剖面数据,空间分辨率为5km,提供每日数据。
MOD08:大气3级标准数据产品,由以上2级数据产品派生得到。
产品内容包括陆地和海洋气溶胶(由MOD04派生得到);水汽(由MOD05派生得到);卷云、云顶特性、云的光学特性(由MOD06派生得到);大气廓线(由MOD07派生得到)。
为每日、每旬、每月合成数据,空间分辨率10km。
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。
以上为MODIS大气产品,其中MOD04为气溶胶产品。
当用于气溶胶遥感反演时,数据源则为MODIS L1B数据以及用于几何校正的地理定位数据集MOD03和MYD03。
[11] MODIS产品下载网址:/data/
参考文献
[1] 邱国玉等著. 气候变化与区域水分收支实测、遥感与模拟[G]. 北京: 科学出版社, 2011: 北京市:科学出版社.
[2] 任佳. 苏浙皖地区AOD特征的MODIS遥感研究[D]. 南京信息工程大学, 2010.
[3] 许秀玲. 基于MODIS产品的中国陆地气溶胶时空特征分析[D]. 南京师范大学, 2012.
[4] 王玲,田庆久,李姗姗. 利用MODIS 资料反演杭州市500 米分辨率气溶胶光学厚度[J]. 遥
感信息. 2010(003): 50-54.。