MODIS數據的簡介和下載（一）——MODIS數據簡介

借最近上課實習上機內容，來介紹MODIS數據相關方面內容。本部分主要包括了MODIS數據的簡介和下載的問題。本篇是第一部分，MODIS的簡介。主要分爲三個部分：1.MODIS傳感器簡介及參數；2.MODIS產品及命名規則；3.MODIS的典型應用。

1.MODIS傳感器簡介及參數 首先來糾正件很容易被誤解的事，MODIS是傳感器而不是衛星，儘管咱們日常稱呼的時候更習慣叫MODIS數據（以傳感器來稱呼），Landsat數據（以衛星來稱呼）。MODIS傳感器的全稱爲中分辨率成像光譜儀（moderate-resolution imaging spectroradiometer）,主要搭載在Terra和Aqua星上。

Terrra的簡介以下（摘自百度百科和遙感集市）： 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。通過長達8年的製造和前期預研究準備工做，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爲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臺上對太陽輻射、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、天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整體（戰略）目標。EOS衛星軌道高度爲距地球705千米，目前的第一顆上午軌道衛星（Terra）過境時間爲地方時10:30am左右，一天最多能夠得到4條過境軌道資料。 Terra衛星於1999年12月18日發射成功，Aqua衛星於2002年5月4日發射成功。Terra爲上午星，從北向南於地方時10:30左右經過赤道，Aqua爲下午星，從南向北於地方時13：30左右經過赤道。兩顆星相互配合每1-2天可重複觀測整個地球表面，獲得36個波段的觀測數據 EOS系列衛星上的最主要的儀器是中分辨率成像光譜儀（MODIS），其最大空間分辨率可達250米。

對應的MODIS傳感器的簡介以下（摘自百度百科和遙感集市）： 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的多波段數據能夠同時提供反映陸地表面情況、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。中分辨率成像光譜儀（MODIS）最大空間分辨率可達250米，掃描寬度2330千米。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儀器的地面分辨率爲250m、500m和1000m，掃描寬度爲2330km。 在對地觀測過程當中，每秒可同時得到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參數（摘自百度百科和遙感集市） 空間分辨率——250 m (1-2波段)；500 m (3-7波段)；1000 m (8-36波段) 掃描寬度——2330km 時間分辨率——1天 光譜波段——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 。 軌道——705KM，降軌上午10:30過境，升軌下午1:30過境；太陽同步；近極地圓軌道 設計壽命——5年

2.MODIS產品及命名規則 按處理級別劃分，能夠分爲如下5種： 0級產品：也稱原始數據; 1級產品：指L1A數據，已經被賦予定標參數; 2級產品：通過定標定位後數據，本系統產品是國際標準 的EOS-HDF格式。包含全部波段數據，是應用比較普遍的一類數據。; 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效應)進行校訂，產生L3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，輻射校訂，使圖像的每一點都有精確的地理編碼、反射率和輻射率。L4級產品的MODIS圖像進行不一樣時相的匹配時，偏差小於1個像元。該級產品是應用級產品不可缺乏的基礎; 5級及以上產品：根據各類應用模型開發L5級產品。

MODIS命名規則以下（摘自CSDN博客）： MOD04 是產品名稱，表示MODIS氣溶膠產品。 L2 表示 產品級別，Level2。 A2005224 表示產品時間2005年第224天（以每一年1月1日爲第一天）。 0205 表示衛星過境時間，換算成北京時間要加8小時。 005表示產品版本，Version005，以前是v004，相比以前版本有不少改進。 2006225195920 表示的是產品處理時間。

3.MODIS的典型應用 MODIS數據的簡介大部分是從網上找的資源，連接都附在後面了，已經有不少人作了不少詳細介紹，本篇就借花獻佛，主要作簡單地整理與引用，沒有過多贅述。筆者本身寫的核心內容主要是MODIS的一些典型應用和相關的一些研究進展。 因爲MODIS數據是免費獲取的，而且具備高時間分辨率，在生態學和地理學研究中有不少普遍的應用。從產品就能夠發現它能夠監測的相關內容。

植被動態監測以及植被生理生態的多種產品遙感反演 典型的是NDVI合成產品、NPP（淨初級生產力）、LAI（葉面積指數）、植被動態變化。這一部份內容主要應用生態環境監測中，尤爲是生態學相關研究。由於NDVI和LAI是宏觀尺度上能夠反映植物生理生態的兩個重要參數，目前演化出來的相關應用很是的多。在農學上，引入這兩個參數來進行區域的農做物估產。在林學上，估算森林生物量、NPP、GPP以及光合有效輻射等。經過NDVI和LAI來進行物候變化監測。經過遙感數據去驅動生態模型，生態系統對於全球變化的響應的相關研究上，MODIS的這一系列產品都起到了很大的做用。

地表溫度反演以及相關產品遙感反演 運用MODIS的熱紅外波段，經過劈窗算法（相似AVHRR）能夠反演地表溫度。包括溫度異常和林火產品。在林學上有普遍的應用。

光學氣溶膠厚度反演 這部分是近些年來關注的重點，因爲PM2.5或者說霧霾的形成的環境問題日益嚴重，如何從遙感監測PM2.5是一個研究熱點，如今比較廣泛的使用MODIS產品來進行光學氣溶膠（AOD)反演，而後反演PM2.5。

其餘應用 MODIS的應用還有很是多，好比像海表溫度反演——事實上這方面的溫度反演精度要高於地表溫度反演，主要是海水從性質上說屬於近似黑體；葉綠素濃度反演；離水輻射；冰雪覆蓋監測（以NDSI爲例）等。 最後的部分咱們用一個簡單的知網檢索結果、詞雲可視化以及列出了Web of Science上被引頻次最高的10篇文章（MODIS做爲keywords，可視化用HistCite）來看看目前MODIS研究的一些進展以及經典文獻。

遙感集市MODIS簡介：

http://bbs.rscloudmart.com/forum.php?mod=viewthread&tid=1761&highlight=MODIS

MODIS百度百科：

http://baike.baidu.com/link?url=IdbXlrWPCG8JX8fUQRmrRSPWjWx4Q7-r_reaPgNTsL88llgGTFPjk_eXrS-5S_bTJwqBCvHJlNIA3MZiV3mbgK

MODIS命名規則的CSDN博客：

http://blog.csdn.net/xiaoxiang22/article/details/8363469 http://blog.csdn.net/rumswell/article/details/9003215

MODIS數據處理相關博客——以ENVI爲主，ENVI/IDL官方博客：

http://blog.sina.com.cn/s/articlelist_1984634525_0_1.html