modis

modis的全稱為中解析度成像光譜儀（moderate-resolution imaging spectroradiometer）。

EOS（Earth Observation System）衛星是美國地球觀測系統計劃中一系列 衛星的簡稱。經過長達8年的製造和前期預研究準備工作，第一顆EOS的上午軌道衛星於1999年12月18日發射升空，發射成功的衛星命名為TERRA（拉丁語“地球”的意思），主要目的是觀測地球表面。

它是一個用一系列低軌道衛星對地球進行連續綜合觀測的計劃。

它的主要目的是：實現從單系列極軌空間平台上對太陽輻射、大氣、海洋和陸地進行綜合觀測，獲取有關海洋、陸地、冰雪圈和太陽動力系統等信息；進行土地利用和土地覆蓋研究、氣候的季節和年際變化研究、自然災害監測和分析研究、長期氣候變率和變化以及大氣臭氧變化研究等；進而實現對大氣和地球環境變化的長期觀測和研究的總體（戰略）目標。

EOS衛星軌道高度為距地球705公里，目前的第一顆上午軌道衛星（Terra）過境時間為地方時10:30am左右，一天最多可以獲得4條過境軌道資料。

EOS系列衛星上的最主要的儀器是中解析度成像光譜儀（MODIS），其最大空間解析度可達250米。

MODIS是當前世界上新一代“圖譜合一”的光學遙感儀器，有36個離散光譜波段，光譜範圍寬，從0.4微米（可見光）到14.4微米（熱紅外）全光譜覆蓋。

MODIS的多波段數據可以同時提供反映陸地表面狀況、雲邊界、雲特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化學、大氣中水汽、氣溶膠、地表溫度、雲頂溫度、大氣溫度、臭氧和雲頂高度等特徵的信息。

可用於對地表、生物圈、固態地球、大氣和海洋進行長期全球觀測。

中解析度成像光譜儀（MODIS）最大空間解析度可達250米，掃描寬度2330公里。

MODIS是CZCS、AVHRR、HIRS和TM等儀器的繼續。

MODIS是被動式成像分光輻射計。共有490個探測器，分佈在36個光譜波段，從0.4微米（可見光）到14.4微米（熱紅外）全光譜覆蓋。

MODIS儀器的對地觀測：

MODIS儀器的地面解析度為250m、500m和1000m，掃描寬度為2330km。

在對地觀測過程中，每秒可同時獲得11兆比特的來自大氣、海洋和陸地表面信息，日或每兩日可獲取一次全球觀測數據。

MODIS儀器的多波段數據：

多波段數據可以同時提供反應陸地、雲邊界、雲特性、海洋水色、浮游植物、生物地理、化學、大氣中水汽、地表溫度、雲頂溫度、大氣溫度、臭氧和雲頂高度等特徵的信息，用於對陸表、生物圈、固態地球、大氣和海洋進行長期全球觀測。

MODIS儀器與NOAA衛星和陸地衛星相比，有以下特點和優勢：

1．空間解析度大幅提高。空間解析度提高了一個量級，由NOAA的千米級提高到了MODIS的百米級。

2．時間解析度有優勢。一天可過境4次，對各種突發性、快速變化的自然災害有更強的實時監測能力。

3．光譜解析度大大提高。有36個波段，這種多通道觀測大大增強了對地球複雜系統的觀測能力和對地表類型的識別能力。

MODIS掃描周期為1.477秒，每條掃描線沿掃描方向有1354個Pixels，沿衛星軌道方向有10個1KMD的IFOV。在每個IFOV中，1KM解析度波段有1個採樣，500M解析度波段有4個採樣，250M波段有16個採樣。白天掃描每個點在兩個MODIS包中傳輸，第一個包傳輸IFOV 1～5，第二個包傳輸IFOV 6～10利用CCSDS進行了封裝，使用RS（255，223）進行糾錯。整個CCSDS包（包括同步碼4個位元組）長度為1024位元組。其中Reed－Solomon Coding用來對整個Coded VCDU進行糾錯。MODIS CCSDS包的Reed－Solomon Coding部分共有32×4=128位元組，採用RS（255，223）。每個包可糾16×4=64個位元組錯誤。裸數據是最原始的地面接收數據，它含有滿足CCSDS標準（CCSDS 102.0-B-4）的數據包(CADU）。它經過格式化同步、去擾、RS糾錯、格式轉變等相應的步驟和程序，處理成為MODIS 0級數據產品。

0級產品：指由進機板進入計算機的數據包，也稱原始數據（Raw Data）；

1級產品：指1A數據，己經被賦予定標參數；

2級產品：指1B級數據，經過定標定位后數據，本系統產品是國際標準的EOS-HDF格式。可用商用軟體

包（如ENⅥ）直接讀取；

3級產品：在1B數據的基礎上，對由遙感器成像過程產生的邊緣畸變（Bowtie）進行校正，產生3級產品；

4級產品：由參數文件提供的參數，對圖像進行幾何糾正，輻射校正，使圖像的每一點都有精確的地理編碼、反射率和輻射率。4級產品的MODIS圖像進行不同時相的匹配時，誤差小於1個像元。該級

產品是應用級產品不可缺少的基礎；

5級及以上產品：根據各種應用模型開發5級產品。

有時還有另外一種分類的方法和上面的有所不同。

0級數據：衛星地面站直接接收到的、未經處理的、包括全部數據信息在內的原始數據為0級數據。

1級數據：對沒有經過處理的、完全解析度的儀器數據進行重建，數據時間配准，使用輔助數據註解，

計算和增補到0級數據之後為1級數據。

2級數據：在1級數據基礎上開發出的、具有相同空間解析度和覆蓋相同地理區域的數據為2級數據。

3級數據：3級數據是以統一的時間-空間柵格表達的變數，通常具有一定的完整性和一致性。在3級

水平上，將可以集中進行科學研究，如：定點時間序列，來自單一技術的觀測方程和通用模型等。

4級數據：通過分析模型和綜合分析3級以下數據得出的結果數據為4級數據。

MODIS標準數據產品根據內容的不同分為0級、1級數據產品，在1B級數據產品之後，劃分2－4級數據產品，包括：陸地標準數據產品、大氣標準數據產品和海洋標準數據產品等三種主要標準數據產品類型，總計分解為44種標準數據產品類型。它們分別是：

MODIS L0數據：是對衛星下傳的數據報解除CADU外殼后，所生成的CCSDS格式的未經任何處理的原始數據集合，其中包含按照順序存放的掃描數據幀、時間碼、方位信息和遙測數據等。

L1A數據：是對L0數據中的CCSDS包進行解包所還原出來的掃描數據及其他相關數據的集合。

L1B數據：是對L1A數據進行定位和定標處理之後所生成，其中包含以sI(Scaled Integer）形式存放的反射率和輻射率的數據集。L1B代碼讀取LlA代碼解包產生的DN數據集（EV SD SRCA BB SV）以及定標查找表LUT(LookUp Table）作為輸入，分別對太陽反射波段RSB和熱輻射波段TEB進行定標處理。定標計算所使用的參數可以從MODIS支持組MCST所定期發布的LUT文件中得到。感測器DN數值按照BDSM(Band，Detector，Sub-frame，Mirror．side）索引。

L2～L4：是對LlB數據進行各種應用處理之後所生成的特定應用數據產品。

如果用戶得到的數據是L0級的PDS文件，在具體使用之前就必須首先進行預處理，通常並不需要自行開發預處理軟體，位於戈達德航天中心的MODIS科學組免費提供預處理和其他應用代碼，但是需要注意運行平台的差異。作為獨立運行版本，也可以選擇Wisconsin大學開發的IMAPP，該軟體最初為UNⅨ/LINUX平台開發，目前該軟體的Windows版本已經由俄羅斯ScanEx公司提供。國家衛星氣象中心開發了IMAPP軟體的Windows中文版本。需要注意的是，預處理軟體都要使用MODIS特性組不定期發布的LUT參數文件，LUT參數根據探測器的物理性能的變化而調整，為了得到精確的定標數據，必須及時更新所使用的LUT文件。

MOD01：即 MODIS1A數據產品。

1A級處理程序，把2個小時的0級文件重新組織成一系列基本處理單元，及數據塊（Granules），每個數據塊包含大約5分鐘的MODIS數據。因為MODIS鏡面的一次掃描需要1.4771秒，所以在5分鐘內1B級產品文件典型的有203次完全掃描，有時候完全掃描204次。每天5分鐘集合的掃描文件有288個。地理位置代碼計算地面單個象元的坐標，以及有關MODIS的太陽和月亮的位置信息。在GDAAC的操作中，1A級和地理位置代碼使用產品生成程序（PGE01）。同時，它們將輸入的MODIS數據放到1B級軟體中

MOD02：即 MODIS1B數據產品。

MOD03：即 MODIS數據地理定位文件。

MODISGeolocation(MOD03）數據產品包含有：MODIS每個1km EV（Earth View）中心的經緯度，每個1km EV太陽/衛星的方位，每個1km EV EOS陸地/海洋的閾值，每條掃描太陽和月亮相對於MODIS的位置，充分的儀器參數信息以支持特定波段和亞像元級定位。

格式描述分為4個部分：全局元數據、處理和幾何參數、掃描數據、組（Vgroups）

MOD04-08，35為大氣產品，9－17，33，40，43，44為陸地產品，18-32，36-39，42為海洋產品

MOD04：大氣2、3級標準數據產品，內容為氣溶膠產品，Lambert投影空間解析度1公里，地理坐

標30秒空間解析度，每日數據為2級數據產品，每旬、每月數據合成為3級數據產品。

MOD05：可降水量。2級大氣產品。

MOD06：大氣2、3級標準數據產品，內容為雲產品，Lambert投影空間解析度1公里，地理坐

標30秒空間解析度，每日數據為2級數據產品，每旬、每月數據合成為3級數據產品。

MOD07：大氣2、3級標準數據產品，內容為大氣剖面數據，Lambert投影空間解析度1公里，地理

坐標30秒空間解析度，每日數據為2級數據產品，每旬、每月數據合成為3級數據產品。

MOD08：大氣3級標準數據產品，內容為柵格大氣產品，1公里空間解析度。每日、每旬、每月

合成數據。

MOD09：陸地2級標準數據產品，內容為表面反射；空間解析度250m；白天每日數據。

MOD10：陸地2、3級標準數據產品，內容為雪覆蓋，每日數據為2級數據，空間解析度

500米，旬、月數據合成為3級數據，空間解析度500米。

歸一化雪被指數：歸一化雪被指數是觀測冰雪定量指標，

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

* Ref0.555um、Ref1.640um為入瞳反射率

位於陸地且同時滿足以下條件的像元，可以定義為“陸地冰雪”，簡稱“冰雪”：

NDSI=(RefMODIS4- RefMODIS6） / (RefMODIS4 RefMODIS6）>0.4；

RefMODIS2 > 0.11；

MOD11：陸地2、3級標準數據產品，內容為地表溫度和輻射率，Lambert投影，空間解析度1公里，

地理坐標為30秒，每日數據為2級數據，每旬、每月數據合成為3級數據。

MOD12：陸地3級標準數據產品，內容為土地覆蓋/土地覆蓋變化，1km，1/4º；，季節的，生物地球

化學循環，土地覆蓋變化，3級數據產品。

MOD13：陸地2級標準數據產品，內容為柵格的歸一化植被指數和增強型植被指數

（NDⅥ/EⅥ），空間解析度250m。

MOD14：陸地2級標準數據產品，內容為熱異常-火災和生物量燃燒，空間解析度1km，確定火災發

生的位置、火災等級以及暗火與燃燒比。

MOD15：陸地3級標準數據產品，內容為葉面積指數和光合有效輻射，空間解析度1km，每天的

及旬、月合成產品。

MOD16：陸地4級標準數據產品，內容為蒸騰作用，空間解析度1km，旬、月合成產品。

MOD17：陸地4級標準數據產品，內容為植被產品，NPP，空間解析度為250米，1公里，旬、

月度頻率。

MOD18：海洋2、3級標準數據產品，內容為標準的水面輻射，全球洋麵，空間解析度1km，

日、旬、月，海洋葉綠素。

MOD19：海洋2、3級標準數據產品，內容為色素濃度，全球洋麵，空間解析度1km，日、

旬、月度數據。

MOD20：海洋2、3級標準數據產品，內容為葉綠素熒光性，全球洋麵，空間解析度1km，葉綠

素水平大於2.0mg/m3，日、旬、月度數據。

MOD21：海洋2級標準數據產品，內容為葉綠素-色素濃度，空間解析度1km，日、旬、月度數據。

MOD22：海洋2、3級標準數據產品，內容為光合可利用輻射（PAR），全球洋麵，1km，

日、旬、月度數據。

MOD23：海洋3級標準數據產品，內容為懸浮物濃度。

MOD24：海洋3級標準數據產品，內容為有機質濃度。

MOD25：海洋2、3級標準數據產品，內容為球石濃度，全球洋麵，空間解析度1km、2

0km，日、旬、月度數據。

MOD26：海洋3級標準數據產品，內容為海洋水衰減係數。

MOD27：海洋2、3級標準數據產品，內容為海洋初級生產力，全球洋麵，空間解析度1km，

日、旬、月度數據。

MOD28：海洋2、3級標準數據產品，內容為海面溫度，全球洋麵，空間解析度1km，每天的，

每周的/晝夜的，能量和水平衡，氣候變化模型。

MOD29：海洋2級標準數據產品，內容為海冰覆蓋，海洋，1公里解析度，日、旬數據。

MOD30：（未定）

MOD31：海洋2、3級標準數據產品，內容為藻紅蛋白濃度， 1公里解析度，日、旬、月度數據。

MOD32：海洋2級標準數據產品，內容為處理框架和匹配的資料庫，1公里解析度，日、旬、

月度數據，用于海洋葉綠素、海洋生產力計算。

MOD33：陸地3級標準數據產品，內容為雪覆蓋，空間解析度500米，日、旬、月度數據。

MOD34：（未定）

MOD35：大氣2級標準數據產品，內容為雲掩膜，空間解析度為250m和1公里，日數據。

MOD36：海洋3級標準數據產品，內容為總吸收係數，空間解析度為1公里，日、旬、月度數據

MOD37：海洋2、3級標準數據產品，內容為海洋氣溶膠特性，空間解析度1km，日、旬、月度數據。

MOD38：（未定）

MOD39：海洋2、3級標準數據產品，內容為純水勢，空間解析度1km，日、旬、月度數據。

MOD40：陸地3級標準數據產品，內容為柵格的熱異常，空間解析度1公里，日、旬、月度數據。

MOD41：（未定）

MOD42：海洋3級標準數據產品，內容為海冰覆蓋，空間解析度1公里，日、旬、月度數據。

MOD43：陸地3級標準數據產品，內容為表面反射，BRDF/Albedo參數，空間解析度1公里，

日、旬、月度數據。

MOD44：陸地3級標準數據產品，內容為植被覆蓋轉換，250m，季度、年度，判定植被覆蓋轉換

的發生和類型。