modish产品介绍-白红宇

modish产品介绍

阅读量：5142 次

发布时间：2019-06-13

本文共 10253 字，大约阅读时间需要 34 分钟。

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－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（CCSDS 102.0-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。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：

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。

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(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，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。

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- Ref1.640um)/( Ref0.555um Ref1.640um)

* 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) / (RefMODIS4 RefMODIS6)>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，1/4º，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

的发生和类型。

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。

二、MODIS数据特点及技术指标

１

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AQUA卫星都是太阳同步极轨卫星，TERRA在地方时（１０：３０）上午过境，AQUA在地方时（１:３０）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	250g
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)
1	620-670	128	陆地/云边界	250
2	841-876	201	陆地/云边界	250
3	459-479	243	陆地/云特性	500
4	545-565	228
5	1230-1250	74
6	1628-1652	275
7	2105-2155	110
8	405-420	880	海洋颜色/浮游植物/生物化学	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	大气水蒸气
18	931-941	57
19	915-965	250
20	3.660-3.840	0.05	地表/云温度
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	大气温度
25	4.482一549	0.25	大气温度
26	1360-1390	150	卷云
27	6.535-6.895	0.25	水蒸气
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/云温度
32	11.770-12.270	0.05	地表/云温度
33	13.185-13.485	0.25	云顶高度
34	13.485-13.785	0.25
35	13.785-14.085	0.25
36	14.085-14.385	0.35

5.MODIS数据产品分级

6.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：

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。

产品类型	产品ID	ESDT/数据集名称	数据级别
一级数据产品	MODO1	MODO1/原始辐射率	L1A
	MOD02	MOD02KM/1KM定标辐射	L1B
		MOD02HKM/5OOm定标辐射	L1B
		MOD02QKM/250定标辐射	L1B
		MOD02OBC/星载定标和工程数据	L1B
	MOD03	MOD03/1KM经纬度坐标数据	L1A
大气标准产品	MOD04	MOD04_L2/气溶胶	L2
	MODO5	MODO5_L2/可降水汽检测结果	L2
	MOD06	MOD06_L2/云产品	L2
	MOD07	MOD07_L2/温度和水汽轮廓产品	L2
	MOD08	MODO8_D3/海日气溶胶、水汽和云产品	L3(1d)
		MODO8_E3/气溶胶、水汽和云8天合成产品	L3(8d)
		MOD08_M3/全球气溶胶、水汽和云月合成产品	L3(1m)
	MOD035	MOD35_L2/250m和1KM云覆盖和光谱检测结果	L2
陆地标准产品	MOD09	MOD09GHK/全球5OOm地表反射率	L2G
		MOD09GQK/全球250m地表反射率	L2G
		MOD09GST/全球1KM地表反射率	L2G
		MOD09A1/全球5OOm地表反射率8天合成	L3(8d)
		MOD09Q1/全球250m地表反射率8天合成	L3(8d)
	MOD11	MOD11_L2/1KM地表温度/发射率产品	L2
		MOD11A1/全球1KM地表温度/发射率L3产品	L3(ld)
		MOD11B1/全球5KM地表温度/发射率8天合成L3产品	L3(8d)
		MOD11A2/全球1KM地表温度/发射率8天合成L3产品	L(8d)
	MOD12（地表覆盖变化）	MOD12Q1/全球lKM土地搜盖类型96天合成	L3
	MOD13	MOD13A1/全球5OOm分辨率植被指数16天合成	L3
		MOD13A2/全球1KM分辨率植被指数16天合成	L3
		MOD13Q1/全球250m分辨率植被指数16天合成	L3
	MOD14（温度异常/火）	MOD14/1KM分辨率温度异常/火L2级产品	L2
		MOD14A1/每日全球1KM温度异常/火L3级产品	L3
		MOD14A2/全球1KM温度异常/火8天合成产品	L3
		MOD14GD/每日全球1KM温度异常/火L2G级产品	L2G
		MOD14GN/黑夜全球lKM温度异常/火L2G级产品	L2G
	MOD15	MOD15A2/全球1KM叶面积指数/FPAR8天合成L4级产品	L4
	MOD17(NPP)	MOD17A2/全球1KM净光合作用8天合成产品	L4
	MOD43(BRDF&反照率)	MOD43B1/全球1KMBRDF/反照率16天合成	L4
		MOD43B3/全球1KM最小反照率16天合成	L4
		MOD43B4/全球1KM调整至天顶角反射率的BRDF16天合成产品	L4
	MOD44(植被覆盖变化	MOD44B/植被连续区域	L3
海洋标准产品	MOD18	Normalized Water-leaving Radiance	L2
			L3(1d)
			L3(8d)
	MOD19	色素浓度	L2
			L3(ld)
			L3(8d)
	MOD20	叶绿素荧光	L2
			L3(ld)
			L3(8d)
	MOD2l	叶绿素a色素浓度	L2
			L3(1d)
			L3(8d)

三．MODIS Tile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.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)

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 1–2 – 250米

Bands 3–7 – 500米

Bands 8–36 – 1000米

本网站提供的MODIS陆地标准数据产品分为4种不同的空间分辨率，分别如下：

250米

500米

1000米

5600米 (0.05度).

MODIS数据的获取方式

国家MODIS 共享平台设计了四个不同地理位置数据汇集系统，包括：北京、乌鲁木齐、拉萨和三亚。这样可以保障全国数据和我国邻接地区的数据的获取。

通过计算机网络获取MODIS数据

- 美国国家航空航天局为MODIS建立了一系列网站服务器和数据网络直接下载服务器。提供无偿网络共享的数据涵盖了全球每天的数据。在线数据保持10天，10天以前的数据通过订购，NASA 经过一定时间调取数据，然后传给数据要求者。其网址为 http://modis.gsfc.nasa.gov
- http://ladsweb.nascom.nasa.gov/data/search.html
- 中科院地理资源所全球变化信息研究中心MODIS 数据网，网址：http://www.nfiieos.cn，
- 中国农业科学院农业资源与农业区划研究所MODIS 数据网，网址：http://www.modis.net.cn/
- 武汉大学MODIS 数据网，网址：http://www.modis.whu.edu.cn/