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项目中使用的MODIS数据产品

本研究项目所使用的MISR数据是Level2级地表的数据产品:LAI,Albedo数据。时间覆盖范围是:2000~2010年。
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra+Aqua卫星MODIS传感器每年合成的土地覆盖变化(Land Cover)三级产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra+Aqua卫星MODIS传感器每8天合成的叶面积指数(LAI)数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra+Aqua卫星MODIS传感器每16天合成的反照率模型参数(Albedo Model Parameters)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra+Aqua卫星MODIS传感器每16天合成的反照率质量控制(Albedo Quality)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra+Aqua卫星MODIS传感器每16天合成的反照率(Albedo)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的Level 1B 产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的地理定位(Geolocation)产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的可降水量(Water Vapor)二级产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的可降水量(Water Vapor)三级产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每8天合成的地表反射率(Surface Reflectance)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的地表反射率(Surface Reflectance)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的地表温度和发射率(Emissivity)数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每8天合成的叶面积指数(LAI)数据集(2000-2002年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Terra卫星MODIS传感器每天的云量(Cloud Mask)二级产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的Level 1B 产品数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的地理定位(Geolocation)产品数据集(2000-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的可降水量(Water Vapor)二级产品数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的可降水量(Water Vapor)三级产品数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每8天合成的地表反射率(Surface Reflectance)数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的地表反射率(Surface Reflectance)数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的地表温度和发射率(Emissivity)数据集(2002-2010年)
全球陆表特征参量产品生成与应用研究:全球区域Aqua卫星MODIS传感器每天的云量(Cloud Mask)二级产品数据集(2002-2010年)

Terra/Aqua卫星简介

此图片来源于美国Terra官方网站
Terra卫星概况

EOS(Earth Observation System)卫星是美国地球观测系统计划中一系列卫星的简称。经过长达8年的制造和前期预研究准备工作,第一颗EOS的上午轨道卫星于1999年12月18日发射升空,发射成功的卫星命名为Terra(拉丁语"地球"的意思),主要目的是观测地球表面。Terra卫星上共有五种传感器,能同时采集地球大气、陆地、海洋和太阳能量平衡等信息: 云与地球辐射能量系统CERES、中分辨率成像光谱仪MODIS、多角度成像光谱仪MISR、先进星载热辐射与反射辐射计ASTER和对流层污染测量仪MOPITT。 Terra是美国、日本和加拿大联合进行的项目。美国提供了卫星和三种仪器:CERES、MISR和MODIS,日本的国际贸易和工业部门提供了ASTER装置,加拿大的多伦多大学(机构)提供了MOPITT装置。 它是一个用一系列低轨道卫星对地球进行连续综合观测的计划。其主要目的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、气候的季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率和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。

此图片来源于美国Aqua官方网站
Aqua卫星概况

Aqua卫星是美国宇航局发射的第二颗EOS(Earth Observation System)系列卫星之一。这一系统旨在对地球进行全面观测。该卫星重点搜集地球大气臭氧层数据。 这颗卫星主要使命是研究地球水循环,它的观测结果有望增进科学家对全球气候变化的了解,并可用来进行更准确的天气预报。Aqua卫星上共有六种传感器: AIRS(the Atmospheric Infrared Sounder)、AMSU-A(the Advanced Microwave Sounding Unit)、 HSB(the Humidity Sounder for Brazil)、AMSR-E(the Advanced Microwave Scanning Radiometer for EOS)、 MODIS(the Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer)和CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)。 按计划,卫星上的6个科学仪器将对地球海洋、大气层、陆地、冰雪覆盖区域以及植被等展开综合观测,搜集全球降雨、水蒸发、云层形成、洋流等水循环活动数据。 利用这些数据,科学家们可以更深入地研究地球水循环和生态系统的变化规律,从而加深对地球生态系统与环境变化之间相互作用关系的理解。 该卫星还可以对地球大气层温度和湿度、海洋表面温度、土壤湿度等变化进行更精确的测量,有关测量结果在天气预报上据认为有重要价值。

MODIS传感器简介

MODIS传感器

MODIS传感器的全称为中分辨率成像光谱仪(moderate-resolution imaging spectroradiometer)。 搭载在Terra和Aqua卫星上的一个重要的传感器,是卫星上唯一将实时观测数据通过x波段向全世界直接广播, 并可以免费接收数据并无偿使用的星载仪器,全球许多国家和地区都在接收和使用MODIS数据。
        MODIS是被动式成像分光辐射计。共有490个探测器,分布在36个光谱波段,从0.4微米(可见光)到14.4微米(热红外)全光谱覆盖(如右表所示)。 MODIS仪器的地面分辨率为250米、500米和1000米,扫描宽度为2330公里。在对地观测过程中,每秒可同时获得6.1兆比特的来自大气、海洋和陆地表面信息,日或每两日可获取一次全球观测数据。 美国MODIS数据产品官方网站

MODIS数据产品分级

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。
        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级数据是以统一的时间-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数据产品分类
MODIS数据产品 数据产品类型
1B 9个CCD相机总的带宽是360 km
Albedo MOD021KM  MYD021KM  MOD03  MYD03
Emissivity MCD43B1  MCD43B2  MCD43B3
Land Cover MOD11L2  MYD11L2
LAI MCD12Q1
Reflectance MOD15A2  MCD15A2
MERIS传感器

MERIS传感器的全称为中等分辨率成像光谱仪(The Medium Resolution Imaging Spectrometer)。 搭载在ENVISAT卫星上,于2003年5月正式投入使用,空间分辨率为300m,带宽为575km,3天就能够覆盖全球。它的主要任务是测量海洋和沿海地区的海水颜色,并进一步的测量海水中植物的叶绿素浓度、 悬挂沉积物浓度(大气气溶胶),及有关生物-地质化学的特性。
        MERIS共有15个通道,波段覆盖范围可以从可见光到近红外(400nm-900nm),如左表所示。欧洲MERIS数据产品官方网站

MODIS传感器波段信息表
主要用途 通道序号 波谱宽度¹ 光谱辐射率² Required SNR³
陆地、云边界 1 620 - 670 21.8 128
2 841 - 876 24.7 201
陆地、云特征 3 459 - 479 35.3 243
4 545 - 565 29.0 228
5 1230 - 1250 5.4 74
6 1628 - 1652 7.3 275
7 2105 - 2155 1.0 110
海洋水色/浮游植物/
生物地理化学
8 405 - 420 44.9 880
9 438 - 448 41.9 838
10 483 - 493 32.1 802
11 526 - 536 27.9 754
12 546 - 556 21.0 750
13 662 - 672 9.5 910
14 673 - 683 8.7 1087
15 743 - 753 10.2 586
16 862 - 877 6.2 516
大气、水汽 17 890 - 920 10.0 167
18 931 - 941 3.6 57
19 915 - 965 15.0 250
主要用途 通道序号 波谱宽度¹ 光谱辐射率² Required NE[delta]T(K)⁴
地球表面/云顶温度 20 3.660 - 3.840 0.45(300K) 0.05
21 3.929 - 3.989 2.38(335K) 2.00
22 3.929 - 3.989 0.67(300K) 0.07
23 4.020 - 4.080 0.79(300K) 0.07
大气温度 24 4.433 - 4.498 0.17(250K) 0.25
25 4.482 - 4.549 0.59(275K) 0.25
卷云、水汽 26 1.360 - 1.390 6.00 150(SNR)
27 6.535 - 6.895 1.16(240K) 0.25
28 7.175 - 7.475 2.18(250K) 0.25
云属性 29 8.400 - 8.700 9.58(300K) 0.05
臭氧 30 9.580 - 9.880 3.69(250K) 0.25
地球表面/云顶温度 31 10.780 - 11.280 9.55(300K) 0.05
32 11.770 - 12.270 8.94(300K) 0.05
云顶高度 33 13.185 - 13.485 4.52(260K) 0.25
34 13.485 - 13.785 3.76(250K) 0.25
35 13.785 - 14.085 3.11(240K) 0.25
36 14.085 - 14.385 2.08(220K) 0.35
¹波段1~19单位为:nm; 波段20~36单位为:µm
²光谱辐射率单位为:(W/m2 -µm-sr)
³SNR = Signal-to-noise ratio
⁴NE(delta)T = Noise-equivalent temperature difference
此表格来源于http://modis.gsfc.nasa.gov/about/specifications.php网站