MODIS数据产品与应用

第三节 MODIS植被指数数据产品参考规范（草）（讨论和试用稿第一稿2004年9月15日）（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）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共享平台植被指数数据产品术语、类型、制作、和验证过程，用以规范我国MODIS植被指数数据产品在产生、保藏、交换和应用中的一致性。

1.2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共享平台植被指数数据产品及与之相关的数据产品在数据源、数据合成、数据质量检验和数据交换过程中的活动规范。

2植被指数类型MODIS植被指数分为归一化植被指数(NDVI)和增强型植被指数(Enhanced Vegetation Index, EVI)二种类型。

3术语3.1植被指数：通过地表覆盖物在可见光波谱段的吸收和在近红外波谱段的反射特性，建立的用于描述植被数量和质量的参数。

植被指数没有量纲。

3.2地表反射数据：指经过大气校正的MODIS 1-7 波段数据，即MOD09 产品。

3.3植被指数合成：在多日植被指数中，按照一定标准和规则，选择其中一个植被指数的过程。

3.4植被指数合成期：用于实施合成的时间段。

以天、旬、月度计算。

3.5BRDF合成：双向反射分布函数。

指把传感器视角的观测值，统一为星下点观测值；同时把不同太阳高度角统一为有代表性的一个角度。

4植被指数数据产品的生产标准4.1单日植被指数计算：4.1.1输入数据：输入去云并且经过大气校正的地面反射数据。

MODIS1-7 波段。

其中：1－2波段空间分辨率250m，3－7波段空间分辨率500m。

4.1.2植被指数定义及计算公式：NDVI ＝（B2-B1）/(B2+B1)EVI ＝2.5*（B2-B1）/（B2+6*B1–7.5*B3 + 1）其中：NDVI：归一化植被指数EVI：增强型植被指数B1：MODIS第1波段B2：MODIS第2波段B3：MODIS第3波段4.1.3输出数据：NDVI和EVI，日数据，空间分辨率250米。

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.hdfMOD09A1 –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。

4.Modis数据级别分类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L1A数据，己经被赋予定标参数；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。

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6aMODIS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。

modis应用案例MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）是美国国家航空航天局（NASA）和美国地球观测系统（EOS）项目的一部分，是一种用于地球观测的卫星传感器。

MODIS的应用非常广泛，涵盖了气候变化、大气环境、陆地生态、水文水资源、海洋生态等多个领域。

以下是十个基于MODIS的应用案例：1. 气候变化监测：MODIS传感器可以获取全球各地的大气温度、湿度、云量等数据，用于监测气候变化趋势，并为气象学家、气候学家提供重要的数据支持。

2. 火灾监测：MODIS传感器可以探测火灾热点，及时发现并监测火灾的发展情况，为森林防火、应急救援等部门提供重要的信息。

3. 遥感影像解译：MODIS传感器可以获取高分辨率的遥感影像，用于土地利用、城市规划、资源调查等领域的影像解译和信息提取。

4. 农作物监测：MODIS传感器可以监测农作物的生长情况、受灾情况和产量预测等信息，为农业生产提供决策支持。

5. 水资源管理：MODIS传感器可以监测水体的蓄水量、水质状况和水生态环境等信息，用于水资源管理和水环境保护。

6. 海洋生态监测：MODIS传感器可以监测海洋表面温度、叶绿素浓度和海洋生态系统的变化，为海洋生态环境保护和海洋资源管理提供数据支持。

7. 大气环境监测：MODIS传感器可以监测大气污染物的分布和浓度，包括颗粒物、臭氧等，为环境监测和空气质量评估提供数据支持。

8. 冰雪监测：MODIS传感器可以监测极地区域的冰雪覆盖情况和冰川变化趋势，用于气候变化研究和冰雪资源管理。

9. 自然灾害监测：MODIS传感器可以监测地震、火山喷发、飓风等自然灾害的影响范围和灾情评估，为灾害应急和救援提供数据支持。

10. 生态环境评估：MODIS传感器可以监测陆地和海洋生态系统的变化，包括植被覆盖、湿地退化、珊瑚礁白化等，用于生态环境评估和生态保护决策。

总结起来，MODIS应用非常广泛，涵盖了气候变化、大气环境、陆地生态、水文水资源、海洋生态等多个领域。

基于国际科学数据服务平台17种MODIS产品的功能解释MOD13A1：MOD13A1数据是MODIS的3级产品，内容为栅格归一化植被指数和增强型植被指数（NDVI/EVI），该产品在1B数据的基础上，对由遥感器成像过程产生的边缘畸变进行校正，提供每16天为周期将全年划分为23个时段的500m空间分辨率的3级正弦投影产品。

MOD13A2：1KM分辨率植被指数16天合成产品。

MOD13Q1：250米分辨率植被指数16天合成产品。

MOD13A3：陆地3级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强型植被指数（NDVI/EVI），空间分辨率250m，1KM月植被指数L3产品。

MOD09GA：EOS Terra卫星中分辨率成像光谱仪MODIS每日地表反射率产品MOD09GA,500米地表反射率。

MOD09GQ：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。

MOD09Q1：250米地表反射率8天合成产品。

MOD09A1：MOD09是基于MODIS LEVEL1B得到的2级产品，反射率产品，经过定标定位，是国际标准的HDF-EOS格式，可直接用ENVI打开，1,2波段250m，3-7波段1000m，每日数据。

MOD11A1：1KM地表温度/反射率L3产品。

MOD11A2：陆地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。

MOD11B1：5KM地表温度/发射率8天合成L3产品。

MOD14A1：每日 1KM温度异常/火L3级产品，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。

MOD14A2：1KM温度异常/火8天合成产品。

MOD15A2：1KM叶面积指数（LAI）/光合有效辐射分量（FPAR）8天合成L4级产品，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。

modis数据格式及使用方法MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer）是美国国家航空航天局（NASA）和美国地质调查局（USGS）合作开发的一款卫星遥感仪器，用于获取地球表面的多光谱影像和辐射数据。

MODIS数据的格式和使用方法对于遥感研究和环境监测具有重要意义。

MODIS数据的格式主要有两种：HDF-EOS（Hierarchical Data Format-Earth Observing System）和GeoTIFF（Georeferenced Tagged Information File Format）。

HDF-EOS是一种用于大规模地球科学数据的格式，它将数据存储在层次结构中，并支持多种类型的数据。

MODIS数据以HDF-EOS格式存储，其中包含了各种地理、气象和环境数据，如表面温度、植被指数、云覆盖等。

使用HDF-EOS格式可以方便地提取、处理和分析MODIS数据。

另一种格式是GeoTIFF，它将遥感影像数据存储为带有地理信息的图像文件。

GeoTIFF文件包含了地理坐标信息、投影信息和其他元数据，使得数据可以在地理信息系统（GIS）软件中进行处理和展示。

可以通过将MODIS数据转换为GeoTIFF格式，实现与其他GIS数据的无缝集成和分析。

使用MODIS数据进行遥感研究和环境监测时，可以遵循以下步骤：1. 数据获取：MODIS数据可以从美国地质调查局（USGS）的官方网站或其他遥感数据分发机构获取。

根据研究需求选择需要的产品和时间范围。

2. 数据预处理：根据研究目的对MODIS数据进行预处理，包括数据格式转换、数据解压缩和数据重投影等。

这些预处理步骤可以使用专业的遥感软件（如ENVI、ArcGIS）或编程语言（如Python）实现。

3. 数据提取：根据研究需求，从MODIS数据中提取出感兴趣的地理、气象或环境参数，比如植被指数、着火点数据等。

MODISMOD13Q1植被产品介绍及快速预处理MODISMOD13Q1植被产品是由美国国家航空航天局（NASA）的地球观测系统（EOS）项目提供的一种遥感植被指数产品。

该产品基于植被指数（NDVI）算法，用于监测全球范围内的植被覆盖状况和变化。

MOD13Q1产品每16天提供一次覆盖全球地表的植被指数数据，覆盖期为2000年至今，空间分辨率为250米。

这些植被指数数据能够为生态环境、农业、水资源管理等领域提供重要的信息支持。

快速预处理MOD13Q1植被数据是进行遥感植被监测和分析的重要步骤，以下介绍一种常用的预处理流程：2.数据格式转换：MOD13Q1产品采用HDF格式存储，需要将其转换为常用的栅格格式，如TIFF。

可以使用GDAL等工具进行格式转换，方便后续处理和分析。

4.云覆盖处理：MOD13Q1产品中可能存在云覆盖或其他异常值，需要进行云掩膜处理。

可以利用MODIS提供的云掩膜质量标志数据集，结合阈值处理或专业软件（如ENVI）进行云覆盖识别和去除。

5.数据重采样：对数据进行重采样操作，使其空间分辨率与其他遥感数据匹配。

根据具体分析需求，可以进行降采样（缩小像元尺寸）或升采样（放大像元尺寸）操作。

6.植被指数计算：利用MOD13Q1产品中的红光和近红外波段数据计算NDVI植被指数。

相关公式为：NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED)，其中NIR为近红外波段数据，RED为红光波段数据。

计算得到的NDVI值范围为-1到1，反映了植被覆盖的密度和健康状况。

7.数据分析与应用：最后利用处理好的MOD13Q1植被指数数据进行植被监测、变化分析等应用。

可以结合其他地学数据、模型分析等进行研究，为生态环境管理和决策提供科学依据。

MCD45A1 Combined Tile500m MonthlyBurned AreaMOD09GATerraTile 500/1000mDailySurface Reflectance Bands 1–7表面反射MYD09GA MOD09GQ MYD09GQ MOD09CMG MYD09CMG MOD09A1 MYD09A1 MOD09Q1 MYD09Q1 MOD13A1Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua TerraTile 500/1000mDailySurface Reflectance Bands 1–7Surface ReflectanceTile250mDailyBands 1–2Surface ReflectanceTile250mDailyBands 1–2CMG 5600m CMG 5600mDaily DailySurface Reflectance 陆地 2 级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率 250mBands 1–7日数据。

Surface Reflectance Bands 1–7Surface ReflectanceTile500m8 DayBands 1–7Surface ReflectanceTile500m8 DayBands 1–7Surface ReflectanceTile250m8 DayBands 1–2Surface ReflectanceTile250m8 DayBands 1–2Vegetation IndicesTile500m 16 Day 植被指数MYD13A1 MOD13A2 MYD13A2 MOD13Q1 MYD13Q1 MOD13A3 MYD13A3 MOD13C1 MYD13C1 MOD13C2 MYD13C2MOD44WAqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra Aqua Terra AquaTerraTile Tile Tile Tile Tile Tile Tile CMG Tile CMG CMGTile500m 16 Day Vegetation Indices1000m 16 Day Vegetation Indices1000m 16 Day Vegetation Indices250m 250m 1000m16 Day 16 DayVegetation 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 。

《MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM10监测方面的应用研究》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，空气质量问题日益突出，其中颗粒物（PM）污染是当前全球面临的重要环境问题之一。

作为衡量大气污染的重要指标，PM10（直径小于或等于10微米的颗粒物）对人类健康和环境的影响尤为重要。

准确监测PM10的浓度变化对于环境保护和公共卫生具有至关重要的意义。

目前，PM10的监测主要依赖地面观测站和移动监测车等传统手段，而遥感技术的发展为大气颗粒物监测提供了新的解决方案。

其中，MODIS（中分辨率成像光谱仪）气溶胶光学厚度产品在大气颗粒物监测中发挥了重要作用。

本文将重点探讨MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM10监测方面的应用研究。

二、MODIS气溶胶光学厚度产品概述MODIS是搭载在卫星上的遥感仪器，能够获取全球范围内的地表和大气信息。

MODIS气溶胶光学厚度产品是利用MODIS数据反演得到的气溶胶在垂直方向上的消光系数，反映了大气中颗粒物的分布和浓度信息。

该产品具有空间分辨率高、覆盖范围广、时间分辨率高等优点，为大气颗粒物监测提供了重要的数据支持。

三、MODIS气溶胶光学厚度产品在地面PM10监测中的应用1. 数据获取与处理首先，通过卫星遥感技术获取MODIS气溶胶光学厚度产品数据。

然后，对数据进行预处理，包括辐射定标、大气校正等步骤，以消除数据中的噪声和误差。

接着，根据地理信息系统（GIS）技术，将遥感数据与地面观测站的数据进行空间匹配和时间匹配，以获取更准确的PM10浓度信息。

2. 监测PM10浓度的空间分布利用MODIS气溶胶光学厚度产品数据，可以监测PM10浓度的空间分布情况。

通过分析不同地区的MODIS数据，可以了解PM10浓度的空间分布特征和变化趋势，为制定空气污染防治措施提供科学依据。

3. 预测PM10浓度的变化趋势基于MODIS气溶胶光学厚度产品数据，结合气象数据和地理信息数据，可以建立PM10浓度变化的预测模型。

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。