卫星简介及MODIS数据的获取
卫星遥感数据的获取与处理技巧
卫星遥感数据的获取与处理技巧近年来，随着科技的发展和卫星技术的日益成熟，卫星遥感数据已经成为了各个领域重要的信息来源之一。
卫星遥感数据的获取和处理技巧对于科研工作者和应用人员来说都至关重要。
本文将探讨卫星遥感数据的获取过程和处理技巧。
一、卫星遥感数据的获取卫星遥感数据的获取过程主要分为数据源选择、数据获取和数据质量校正三个环节。
首先，根据研究或应用的目标，选择合适的卫星数据源。
常见的卫星数据有Landsat系列、Sentinel系列和MODIS等。
不同的卫星具有不同的分辨率、波段和时间覆盖等特点，需根据研究需求选择合适的卫星。
接着，进行数据获取。
目前，有许多途径可以获取卫星遥感数据，如美国地质勘探局（USGS）的地球资源观测系统（EROS）数据中心、欧空局（ESA）的Sentinel数据中心和一些商业遥感数据提供商等。
用户可以通过官方网站或相关软件平台申请获取数据。
最后，数据获取回来后，还需要进行数据质量校正。
由于卫星数据的获取受到大气、云覆盖等因素的影响，所以需要进行大气校正、云去除等处理，以提高数据的质量。
用户可以使用一些常见的遥感图像处理软件，如ENVI、ERDAS等进行校正。
二、卫星遥感数据的处理技巧卫星遥感数据获取到手后，还需要进行一系列的数据处理才能得到所需的结果。
以下是几个常见的卫星遥感数据处理技巧。
1. 遥感图像预处理遥感图像预处理是数据处理的关键步骤，包括图像配准、图像融合和图像裁剪等。
图像配准是将不同卫星或同一卫星不同时间的图像进行几何校正，以保证数据的空间准确性。
图像融合可以将多个波段的图像融合成一个多光谱图像，以提高图像的分辨率和信息含量。
图像裁剪可按需求将图像裁剪到研究区域内，并去除无关区域，以减小后续处理的数据量。
2. 遥感图像分类遥感图像分类是遥感数据处理中的关键环节，通过将图像像元根据其光谱特征归类为不同的类别，实现地表覆盖类型的提取。
常见的分类方法有无监督分类和有监督分类两种。
简介MODIS提供的AOD数据
在MODIS中，考虑到业务产品的时效性，采用如下算法 对陆地：暗像元法 对海洋：多通道反射率法
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陆地AOD算法
1、基本原理 2、确定地表反照率 3、确定气溶胶模式 4、查找表 5、动态气溶胶模式输入 6、气溶胶光学厚度查算
投影到该网格上来进行匹配，在地理定标的同时消除bowtie现象。 International MODIS/AIRS Processing Package (IMAPP)和NASA GSFC MODIS Level 1均使用的这种方法。 Terra卫星的星历表由TDRSS 星上导航系统（TDRSS Onboard Navigation System， TONS）生成，随着科学数据流的第二类工程组包广播到地面站。 Aqua卫星没有星上导航系统，故星历表需要通过地面控制站上传到卫星然后再 下传给其他地面站，或者使用估计的星历表（精确的星历表在几个小时的延 迟之后才可能获得）。
地表反照率很大时，取决于第二项。
陆地气溶胶光学厚度遥感，首先需要确定地表反射率和气溶胶模型 这两个问题。
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地表反射率确定
陆地上的稠密植被，湿土壤以及水体覆盖区在可见光波段反射率很低，在卫 星图像上称为暗像元。
观测和模拟的研究结果均表明，在晴空无云的暗像元上空，卫星观测反射率 随大气气溶胶光学厚度单调增加，利用这种关系反演AOD的算法，称为暗像 元法。
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动态气溶胶模式输入
①气溶胶光学厚度初次估算 首先利用大陆模式从红蓝通道的ρ*λi 和ρ*λj 推算气溶胶光学厚度，在反演过程
中，利用有大陆模式生成的查算表计算气溶胶光学厚度，该查找表在地表朗 伯反射率和作为光学厚度，观测和照射几何函数的观测辐射之间建立关系。 在10*10km的网格区域上的气溶胶反演中使用ρ*λi 和ρ*λj 值是选定的暗像元中 最低的10-40%部分的平均值
modis 按波段提取
modis 按波段提取摘要：一、MODIS简介二、波段提取方法1.数据下载2.波段选择3.数据处理与分析4.结果展示与评估三、实例演示四、注意事项五、总结与展望正文：一、MODIS简介MODIS（Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer，中分辨率成像光谱仪）是美国NASA发射的卫星传感器，搭载在Terra和Aqua两颗卫星上。
MODIS具有36个光谱波段，覆盖可见光、近红外和短波红外区域，为地球观测提供了丰富的信息。
二、波段提取方法1.数据下载首先，访问MODIS数据官方网站（https:///），根据需求选择相应的数据产品。
常用的数据产品有MOD13A2、MOD13A3等。
下载时，需要注意数据的时间范围、空间范围和分辨率。
2.波段选择MODIS共有36个波段，根据研究目的和应用场景，选择所需波段。
例如，对于植被监测，可以选择波段1（蓝光）、波段2（绿光）、波段3（红光）和波段4（近红外）等。
3.数据处理与分析数据下载和波段选择后，利用遥感图像处理软件（如ENVI、ArcGIS等）对数据进行预处理，包括大气校正、辐射校正、地理校正等。
接下来，根据波段特性进行波段组合和数据处理，如计算植被指数、水汽含量等。
4.结果展示与评估将处理后的数据以图像或表格形式展示，以便于分析和评估。
可以使用遥感图像可视化软件（如IDL、RasterIO等）进行图像显示和分析。
此外，可以利用统计方法（如相关性、显著性等）对波段提取结果进行评估。
三、实例演示以下以植被监测为例，展示波段提取过程：1.下载MODIS MOD13A2数据；2.选择波段1、2、3和4；3.使用ENVI进行预处理；4.计算植被指数（如NDVI、EVI等）；5.使用RasterIO展示植被指数图像。
四、注意事项1.确保数据质量和完整性；2.根据研究目的选择合适波段；3.合理预处理和数据处理；4.评估结果的准确性和实用性。
获取卫星数据的方法
获取卫星数据的方法
卫星数据是当今世界重要的信息来源之一，这些数据可以用来实现各种复杂的任务，比如科学研究、气候分析、自然资源管理以及人类活动的监测等。
获取卫星数据的方法有很多，本文将为读者介绍其中的一些常见方法。
首先，我们可以使用卫星通信系统来获取卫星数据。
这种方法需要建立一个通信链路，即从地球上的地面站发送和接收卫星的信号和数据。
这样的地面站并不多，但是大多数国家都拥有这样的设施，所以地面站是获取卫星数据的可行途径。
第二种方法是使用微波观测站来获取卫星数据。
这种方法比使用通信链路要简单得多，因为微波观测站是只接收信号的设备，所以不需要建立任何通信链路。
但是这种方法也有局限性，因为它只能接收低功率的信号，所以获取的信息量比较少。
第三种是利用全球导航卫星系统（GNSS）获取卫星数据。
这种方法跟地面站不同，它不需要建立任何通信链路，只需要接收卫星发射的信号。
这种方式只能获取较低精度的卫星数据，但是它能够覆盖全球，所以可以获得大量的数据。
此外，还有一种方法叫做架空观测（KOM），它使用高空飞行器来接收卫星数据。
它的优势是可以接收到一定范围内的卫星信号，从而可以获取更详细的数据。
总之，获取卫星数据的方法有很多，它们每种方式都有自身的优势和劣势。
我们可以根据实际需要来选择适合自己的方式，实现卫星
数据的获取。
MODIS数据介绍、下载及处理
MODIS产品介绍及下载流程1.数据获取1）MODIS 发射背景及综述为了加强对地球大气、海洋和陆地的综合观测研究，美国国家宇航局（NASA）于1991年发起了一个综合性项目，称为地球科学事业（ESE），其主要目的是通过卫星及其它工具对地球进行更深入的研究。
ESE包括三个主要部分：一是地球观测卫星系列（EOS）；二是先进的数据系统（EOSDIS）；三是进行资料分析研究的科学队伍。
重点观测研究领域包括水与能量循环、海洋、大气化学、陆地表层系统、水和生态系统过程、冰川和极地冰盖以及固体地球。
EOS将在近地轨道提供至少18年系统连续的卫星观测数据用于定量研究地球系统的变化。
Terra作为EOS观测计划中的第一颗卫星，在美国（国家宇航局）、日本（国际贸易与工业厅）、加拿大（空间局、多伦多大学）的共同合作下于1999年12月18日成功发射，Terra的字源是拉丁语“地球、土地”，由于Terra卫星每天上午从北向南通过赤道，因此又被称为地球观测第一颗上午星（EOS-AM1）。
NASA的EOS第二颗星命名为Aqua,是美国、巴西和日本共同合作研制的，其拉丁语意为“水”，于2002年5月4日发射成功，为了与Terra卫星在数据采集时间上相互配合，Aqua卫星每天下午从南向北通过赤道，因此被称为地球观测第一颗下午星（EOS-PM1）。
两颗星均为太阳同步极轨卫星。
此外，美国对地观测系统计划还将陆续发射用于不同观测内容的卫星系列，如以观测大气化学成分为主的AULA卫星（EOS-CHEM）、以观测冰雪、云层和地面高程为主的ICESAT卫星、以观测太阳辐射及其对气候影响为主的SORCE卫星和以观测陆地为主的LANDSAT-7卫星（1999年已发射成功）等。
中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) -MODIS是Terra和Aqua卫星上搭载的主要传感器之一，两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面，得到36个波段的观测数据，这些数据将有助于我们深入理解全球陆地、海洋和低层大气内的动态变化过程，因此，MODIS在发展有效的、全球性的用于预测全球变化的地球系统相互作用模型中起着重要的作用，其精确的预测将有助于决策者制定与环境保护相关的重大决策。
MODIS指数介绍
MODIS指数简介1.MODIS数据介绍1.1简介MODIS（MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer，中等分辨率成像光谱仪）分别搭载在TERRA和AQUA两颗卫星上，数据可分别从TERRA和AQUA两颗卫星获取。
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，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、应急处理（例如森林和草原火灾监测和救灾）和日内频率的地球系统的研究有非常重要的实用价值。
关于TERRA和AQUA卫星介绍，可参看1.3 Terra卫星和Aqua卫星。
MODIS扫描周期为1.477秒，每条扫描线沿扫描方向有1354个Pixels，沿卫星轨道方向有10个1KMD的IFOV。
MODIS共36个波段，其中250m分辨率有2个波段，500m分辨率有5个波段，1000m分辨率有29个波段。
36个波段中波段值分辐射值和反射值两种。
MODIS各波段的信息如表1所示。
表1 MODIS波段信息1.2MODIS结构与数据级别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。
表2 MODIS数据产品分级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。
MOD01：即MODIS1A数据产品。
MOD02：即MODIS1B数据产品。
MOD03：即MODIS数据地理定位文件。
其余类型产品略。
MODIS 1B采用分等级的数据格式（层次结构，树结构）HDF和HDF-EOS。
MODIS数据介绍
MODIS数据介绍(2014-02-24 17:22:02)转载▼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。
本网站提供的MODIS陆地标准产品来自NASA的陆地过程分布式数据档案中心（The Land Processes Distributed Active Archive Center,LP DAAC/NASA）。
包括：基于Terra星和Aqua星数据的地表反射率（250m,daily;500m,daily;250m,8days;500m,8day）、地表温度（1000m,daily;1000m,8days;5600m,daily）、地表覆盖（500m,96days;1000m,yearly）、植被指数NDVI&EVI（250m,16daily;500m,16days;1000m,16days;1000m,monthly;、温度异常/火产品（1000m,daily;1000m,8days）、叶面积指数LAI/光合有效辐射分量FPAR（1000m,8days）、总初级生产力GPP（1000m,8days）。
MODIS数据介绍
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。
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－ 用于气候变化分析，提供大气层顶部连续的、包括辐射通量在内的地球辐射收支实验数据
图1 TERRA卫星（来自NASA）
TERRA卫星名字的由来
1991年美国开始了地球观测系统计划。这个计划被认为是人类历史上第一次对这个具有45亿年历史的地球 行全面调查和综合诊断的具有重要历史意义的大型行动计划。在这个计划中，发射卫星是其中最主要的任务 。在计划发射的一系列卫星中，第一颗卫星将作为地球观测系统的旌旗（EOS－FLAG）。由于该星是每天地方 上午过境，因此暂定为EOS－AM1，即地球观测系统第一颗上午星。1998年春天，在EOS－AM1发射的前一年，由美 航空航天局（NASA）和美国地球物理联合会（American Geophysical Union － AGU）共同发起对EOS－AM1命名的 征集工作。征集的范围限制在全世界8－12年级（初中二年级至高中三年级）的学生，要求用不超过300字的短文
表2 TERRA-MODIS技术指标表
项目
轨道
扫描频率 测绘带宽 望远镜 体积 重量 功耗 数据率 量化 空间分辨率 设计寿命
指标 705公里，降轨上午10:30过境，升轨下午1:30过境，太阳同步，近极地园 轨道 每分钟20.3转，与轨道垂直 2330公里×10公里 直径17.78厘米 1.0米×1.6米×1.0米 250公斤 225瓦 11兆比特/秒 12比特 250米、500米、1000米 5年
－ AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS)。 云与地球辐射能量系统测量仪 － CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System) 云与地球辐射能量系统测量仪（CERES）获取数据的目的主要包括：
（详见网址： ）
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先 进 星 载 热 辐 射 与 反 射 测 量 仪 ASTER (Advanced Spaceborn Thermal Emission and reflection
Radiometer)
光谱范围 测绘带宽 探测仪类型 数据率 量化
98.8分钟 下午1：30 16天 3，000公斤 2.7米×2.28米×6.91米 4个
HIRDLS、MLS、 OMI、TES
S波段 X波段（MHz） 4,600瓦 6年
页码，4
TERRA卫星搭载的传感器
TERRA卫星是美国（国家航空航天局）、日本（国际贸易与工业厅）和加拿大（空间局、多伦多大学）共同合
（详见网址）
对流层污染测量仪－MOPITT (Measurements Of Pollution In The Troposphere)
1们分别是：云与地球辐射能量系统测量仪 － CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)、中分辨率成象光谱仪－MODIS(Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer )
2013-5
视角 测绘带宽 光谱波段 探测仪 辐射精度 功耗 数据率 探测仪温度 主要仪器温度 设计寿命
0、26.1、45.6、60.0、70.5度 360公里 4个（蓝、绿、红和近红外） CCDs 3% 最大117瓦、平均75瓦 平均3.3兆比特/秒，最大9兆比特/秒 -5±0.1°C 5°C 6年
98.8分钟 上午10：30 16天 5,190公斤 3.5米×3.5米×6.8米 5个 MODIS、MISR、 CERES、 MOPITT、ASTER S波段 X波段（8212.5MHz) 3,000瓦 5年
98.8分钟 下午1：30 16天 2，934公斤 2.68米×2.49米×6.49米 6个 AIRS、AMSU－A、 CERES、MODIS、HSB、 AMSR-E S波段 X波段（8160MHz） 4,860瓦 6年
图3 AURA卫星外形（来自）
表1 TERRA、AQUA、AURA卫星技术指标
TERRA
AQUA
发射时间 运载火箭 轨道高度
1999年12月18日 ATLAS IIAS 太阳同步，705公里
2002年5月4日 DELTA CLASS 太阳同步，705公里
这位中学生的短小精炼、充满激情和爱心的TERRA卫星命名篇全文如下：
Terra The woman I believe this satellite should be named after is the most beautiful woman ever. Without her production of food we would not eat. Without her production of fluids we would not drink. Without her tedious care for vegetation we would not be able to build houses, cure the sick, and even breathe. Without her fury we would not be taught lessons, be brought closer together, and learn how to survive against all odds. She is our history, all of it. She is our present, she allows us to be. She is our future, and we must care for her, as she is the most caring and beautiful woman in the universe. She will be the mission of this EOS AM-1, and we should name it after her, in honor of her. She is Terra: Mother Earth.
项目
表4 TERRA- ASTER技术指标表
指标 VNIR(0.52-0.86µm) SWIR(1.6-2.43µm) TIR(8.125-11.65µm) 60公里、60公里、60公里 Si、PtSi-Si、 HgCdTe 62兆比特/秒、23兆比特/秒、4.2兆比特/秒 8比特、8比特、12比特
进行全面检查和综合诊断的科学工具”。由于TERRA卫星每日地方时上午10：30时过境，因此也把它称作地球
第一颗上午星（EOS－AM1）。
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图2 AQUA卫星外形（来自NASA）
AQUA卫星保留了TERRA卫星上已经有了的CERES和MODIS传感器，并在数据采集时间上与TERRA形成补充。它也是 阳同步极轨卫星，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）。
发射的卫星。卫星上共载有五个对地观测传感器，它们分别是：
云与地球辐射能量系统测量仪-CERES(Clouds and the Earth's Radiant Energy System)
(2) 中分辨率成象光谱仪- MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer)
气红外 探 测 器 －AIRS (Atmospheric Infrared Sounder)、先进微波探测器－AMSU-A (Advanced Microwave Sounding Unit-A)、巴西湿度探测器 － HSB (Humidity Sounder for Brazil)、地球观测系统先进微波扫描辐
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2013-5
页码，2 对EOS－AM1的命名和命名的原由。
在征集通知发出去后的几个月内，评选委员会收到了来自世界各国1，100多篇命名稿件。经过第一轮筛 ，评选出了十个不同的候选名字和短文。在这十个候选的名字和短文中，密苏里州圣路易斯市高中三年级学 Sasha Jones用她在字句里充 满了对地球母亲无限的感激、满腔的热爱和高度的责任感的短文最终感动了评选委 的全体评委。正象Sasha在她短文中自信的那样，TERRA（取拉丁语义）的名字最终将印在地球观测系统的旌旗 。Sasha及其父母因此获得了1999年12月18日到加里佛尼亚卫星发射基地观看卫星发射过程的全部资助，Sasha 在的学校也因此获得了一台计算机和可以获取TERRA卫星影象数据的全套软件。
Terra 我相信这颗卫星以后会以此命名，她是一位仙女，一位从未有过的最漂亮的仙女。没有她提供的食物，
就没有吃的。没有她提供的液体，我们就没有喝的。没有她对植被的悉心照料，我们就不能建造房屋，我们也不 能抵御疾病，甚至我们不能呼吸。没有她的激昂，我们就不能上课，也不能聚集在一起，更不能学到怎样在奇异 化的环境中生存。她是我们的历史，是历史的全部。她是我们的现在，因为有了她才有了我们的今天。她是我们
（详见网址：）
(3) 多角度成像光谱仪 － MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer)
表3 TERRA- MISR技术指标表
项目 覆盖全球时间
9天，不同纬度2－9天
指标
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TERRA\AQUA\AURA卫星简介及MODIS数据的获取