风云卫星数据和产品应用手册讲解
风云卫星和MODIS数据及产品说明
本文档共三大部分,分别为:一、modis数据和产品说明二、风云卫星FY-3数据说明三、FY-3A MERSI L1数据产品使用指南一、modis数据和产品说明1.MODIS数据的技术指标2.MODIS数据的波段分布特征3.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.hdfMOD09A1 –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)Terra卫星数据产品MODIS土地覆盖类型产品包括从每年Terra星数据中提取的土地覆盖特征不同分类方案的数据分类产品。
基本的土地覆盖分为有IGBP（国际地圈生物圈计划）定义的17类，包括11类自然植被分类，3类土地利用和土地镶嵌，3类无植生土地分类。
Modis Terra数据lKM土地覆盖类型年合成栅格数据产品包含5中不同的土地覆盖分类体系。
数据分类来自监督决策树分类方法。
第一类土地覆盖：国际地圈生物圈计划（IGBP）全球植被分类方案；第二类土地覆盖：马里兰大学（UMD）植被分类方案；第三类土地覆盖：MODIS提取叶面积指数/光合有效辐射分量（LAI/fPAR）方案；第四类土地覆盖：MODIS提取净第一生产力（NPP）方案；第五类土地覆盖：植被功能型（PFT）分类方案；本网站提供的为MYD12Q1 V4（第四版本）的分片数据（tile），除提供五类全球土地覆盖分类体系外还提供了陆地覆盖分类评估和质量控制信息。
4.Modis数据级别分类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L1A数据，己经被赋予定标参数；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。
风云气象卫星光学遥感数据的智能处理与典型应用综述
风云气象卫星光学遥感数据的智能处理与典型应用综述1. 风云气象卫星光学遥感数据处理技术综述风云气象卫星光学遥感数据作为气象监测与预报的核心数据源，其处理技术的先进性直接关系到气象服务的准确性和可靠性。
随着计算机科学、图像处理和数据分析技术的飞速发展，风云气象卫星光学遥感数据处理技术也在不断革新。
在预处理方面，通过采用先进的辐射定标技术，可以有效消除卫星观测中的仪器误差、大气散射和太阳耀斑等影响，从而提高数据的准确性。
基于机器学习算法的图像增强技术也被应用于光学遥感影像的处理中，能够有效提升影像的对比度和细节信息，使得天气现象的识别与分类更为准确。
在特征提取与分类方面，借助深度学习、模式识别等先进技术，可以从光学遥感影像中高效地提取出对天气预报有关键作用的特征信息。
通过训练神经网络模型，可以实现对不同天气状况下的地表温度、湿度、风速等气象要素的自动识别与定量计量。
在定量应用方面，风云气象卫星光学遥感数据已经广泛应用于气候监测、环境监测、灾害预警等多个领域。
通过长时间序列的光学遥感数据分析，可以研究气候变化的趋势和规律；同时，结合地理信息系统（GIS）等技术，可以为城市规划、农业种植等提供科学依据。
风云气象卫星光学遥感数据处理技术在不断发展与创新中，为气象预报、气候研究以及社会经济发展提供了强有力的支持。
1.1 光学遥感数据预处理数据获取与存储：首先，需要从卫星或其他遥感平台获取光学遥感数据。
这些数据通常以图像形式存储，包括多波段、多时相的数据。
图像校正：由于遥感平台在飞行过程中可能受到多种因素的影响，如大气扰动、太阳高度角变化等，因此需要对原始图像进行校正。
这包括几何校正（确保图像中的地物位置准确无误）和辐射校正（消除图像中的辐射畸变，使不同波段的图像具有相同的辐射尺度）。
图像增强：为了提高图像的可读性和对比度，可以对图像进行增强处理。
这包括对图像进行平滑、锐化、去噪等操作，以突出图像中的细节信息。
FY-2C 卫星9210图像产品格式以及原理介绍
short int iPixelNumberOfImageTopLeft; //图像左上角象元号
short int iSampleRatio;
//抽样率
short int iLatitudeOfNorth; //地理范围（北纬）
short int iLatitudeOfSouth; //地理范围（南纬）
一级文件头记录结构： 序号 字节序号 字节数
1
1－12
12
类型 Char×12
描述字 SAT96 文件名
-4-
国家卫星气象中心（NSMC）
2
13－14
2
3
15－16
2
4
17－18
2
5
19－20
2
6
21－22
2
7
23－24
2825－262927－28
2
10 29－30
2
11 31－38
8
12 39－40
l
=
a
sin
θ
1
⎜⎛ ⎜
k ⎜⎜⎝
tg θ 2
tg θ1 2
⎟⎞ ⎟k ⎟⎟⎠
其中θ1 为标准余纬，K=0.7156。
X = (L * sin(θ ) + X0) Y = (L * cos(θ ) + Y0)
其中： X0, Y0 是制图坐标系中极点的位置 标准纬度是：30N 和 60N
1.2.3.2 Mercator 投影图
SPIN 在 YZ 平面上的投影和 Z 轴之间的夹角。
δr
卫星姿态的赤纬。指 J2000.0 平天球坐标系中卫星自旋矢量
SPIN 和 YZ 平面之间的夹角。
-2-
风云三号卫星解析
主要任务
卫星的主要任务是： 1 天气预报 特别是中期数值天气预报，提供全球的温、
湿、云辐射等气象参数 2 监测 监测大范围自然灾害和生态环境。 3 研究全球环境变化 探索全球气候变化规律，并为气候诊断和
预测提供所需的地球物理参数
4 为军事气象和航空，航海等专业气象服 务
它可以提供全球及地区的气象信息。
35个，是国内卫星活动部件最多的。
气象卫星观测功能第一：它的遥感仪器观测谱段从
真空紫外线、紫外线、可见光线、红外线一直到微波频段
样样齐全，既有光学遥感，又有微波遥感，能实现全天候、
全天时、多光谱、三维、定量探测，与欧美新一代气象卫
星处于同一发展水平。
报道说，风云三号卫星发射成功后，最长3周后就可完全 投入使用，它不仅为北京奥运会提供更加精细化的气象服 务，还将使中国的中期数字化气象预报成为可能。
实现全球高分辨率观测
对全球气候和自然灾害监测有重要价值。风云三号
卫星有很强的的星上存储能力，可以存储全球观测到的数
据。同时，中国气象局已经和瑞典进行合作，在北极地区
建立了数据接收业务，可以获取全球观测资料，并传输到
北京。
实现了全天候和全天时工作
风云三号卫星不受白天和黑夜的限制，也不受各种
天气状况的影响，可以在各种条件下工作，提供24小时的
氧垂直探测仪、臭氧总量探测仪、太阳辐照度监测仪、4
通道微波温度探测辐射计、5通道微波湿度计、微波成像
仪、地球辐射探测仪和空间环境监测器。
“风云三号”配置的有效载荷多，研制起点高，技术难度 大，卫星总体性能将接近或达到欧洲正在研制的METOP 和美国即将研制的NPP极轨气象卫星水平。“风云三号” 卫星研制成功将使中国在极轨气象卫星领域更进一步缩小 与美国、欧洲等发达国家的差距，接近或赶上其发展水平， 增强中国参与国际合作和国际竞争的能力。它实现了我国 气象卫星从单一遥感成像到地球环境综合探测、从光学遥 感到微波遥感、从千米级分辨率到百米级分辨率、时间周 期为每天，从国内接收到极地接收等卫星技术的“四大突 破”。风云三号卫星主要用于有关大雾、冰凌、积雪覆盖、 水情、火情等方面的监测服务
风云三号卫星有效载荷及数据产品介绍
风云三号卫星有效载荷 及数据产品介绍
国家卫星气象中心
风云卫星遥感数据下载流程(附下载网站和工具链接)
气象数据下载流程
1、用户注册
在风云卫星遥感数据服务官网注册个人信息，填写实名信息：
/PortalSite/sup/user/TrueNameRegUser.aspx
2、数据下载
进入以下下载界面：
/PortalSite/Data/DataView.aspx?SatelliteType=1&SatelliteCode=FY2F 依次选择产品为：FY-2F-》1级产品和大气产品-》云分类、云总量、云顶温度、降水估计、降水指数、对流程中上部水汽含量，见下图：
然后设置开始时间和结束时间，点击“搜索”，可以看到所有查询到的文件列表。
然后选择需要下载的数据，进入购物车，然后就提交订单。
等待邮件，邮件里会有ftp下载的地址，然后用ftp工具下载即可。
推荐用下面的ftp工具：
https:///download.php?type=client。
科力达风云K9TX RTK产品手册
附录 ......................................................................................................... 45
2
风云 K9TX 产品手册
第一章
§1.1
风云 K9TX GPS 概述
关于风云 K9TX GPS 介绍
§3.2 GDL25 电台外型说明 .............................................................23
§3.2.1 GDL25 电台的面板 .........................................................23 §3.2.2 GDL25 电台的外型 .........................................................24
-7
风云 K9TX 产品手册 4、双接口（USB、串口）高速传输，4G 大内存。 除了一般仪器用的 COM 口外，风云 K9TX GPS 采用 USB 的串行口连接技术 方便大容量静态数据的传输。 内置 4G 内存， 可以满足静态连续一秒间隔采集 一个星期以上，若采集间隔增大，存贮时间还将成倍增加。
§6.2 §6.3 在线升级方法 ....................................................................... 40 K9TX 主机的注册 .................................................................. 42
§2.5 手簿与蓝牙连接 ......................................................................12
风云四号静止卫星数据产品介绍
风云四号数据产品根据风云四号省级利用站系统处理生产产品分为5类，分别为图像产品、天气产品、环境监测产品、云和大气产品、气候产品。
可为气象预报、气候预测、农业服务、生态环境、民航服务等多个领域提供卫星数据服务。
1、图像产品图像产品包括可见光云图（0.64um,500m）、水汽云图（7um,4000m）、红外云图（11.2um,4000m）和彩色云图。
1.1 可见光云图在可见光波段测地面和云对太阳光的反射形成的图像产品，特点：成像迅速、时空分辨率高，直观形成水平分布连续。
使用可见光云图需进行二次定量分析。
主要应用于监测台风和观测天气的发生、发展及移动变化方面。
1.2 水汽云图吸收谱段接收大气中水汽发射的辐射，水汽一面接收来自下面的辐射，又以自身较低的温度发射红外辐射，并以图像表示得到水汽图，在水汽图上，色调越白，辐射越小，水汽越多。
主要应用于监测大气上层水汽的空间分布。
1.3 红外云图10.5~12.5um波段测量地表和云面发射的红外辐射，以图像来表示红外云图，是一幅亮度温度分布图，可用于推算地表面的温度。
1.4 彩色云图彩色云图是白天时刻将三个太阳反射率波段值进行RGB叠加的一种合成图，在晚上时刻用两个红外通道进行叠加得到彩色云图。
其中三个可见光波段使用的是快速大气订正后的反射率值，夜晚叠加夜光地图。
2. 天气产品降水估计产品和对流初生（强度）产品。
2.1降水产品降水估计产品利用多微波降水产品和多通道扫描成像仪数据，通过多微波降水融合、微波与红外降水融合，生成多源降水融合产品，成像仪的观测结果能够有效地反映降水的空间分布。
应用于定量降水预报、强降水短临预警的基础，对山洪地质灾害和中小河流洪水精细化预报起重要支撑作用。
2.2 对流初生（强度）利用多通道扫描成像仪多个通道，采用多光谱判识技术。
分辨率4km，时间分辨率5分钟和15分钟产品。
3、环境监测产品气溶胶（陆地和海洋）、雾检测、沙尘检测和火点检测。
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风云卫星数据和产品应用手册第1章概述1.1 FY-3A卫星概况风云三号A气象卫星（简称FY-3A）是我国的第二代太阳同步极轨气象卫星。
风云三号气象卫星将实现全球、全天候、多光谱、三维、定量对地观测。
风云三号星发射总质量为2450kg，发射尺寸：4.38m×2m×2m，卫星长期功耗1130W。
卫星本体由服务舱、推进舱与有效载荷舱组成。
服务舱采用中心承力筒和隔板结构，主要安装电源、测控、数管及姿轨控分系统的部件和设备、推进舱采用中心承筒和隔板结构，主要安装推进系统设备以及蓄电池组和放电调节器。
有效载荷舱隔板和构架结构，主要安装探测仪器的探测头部，舱内主要安装探测仪器的电子设备等。
风云三号A卫星有十一台遥感探测仪器。
遥感数据通过两个实时传输信道（HRPT和MPT）和一个延时传输信道（DPT）进行传输。
风云三号A卫星设计寿命为3年。
1.2 主要技术指标1.2.1 卫星轨道⑴轨道类型：近极地太阳同步轨道⑵轨道标称高度：831公里⑶轨道倾角：98.81°⑷入轨精度：半长轴偏差： |Δa|≤5公里轨道倾角偏差：|Δi|≤0.1°轨道偏心率≤0.003⑸标称轨道回归周期为5.79天⑹轨道保持偏心率：≤0.00013⑺交点地方时漂移：2年小于15分钟⑻卫星发射窗口：降交点地方时10:051.2.2 卫星姿态⑴姿态稳定方式：三轴稳定⑵三轴指向精度：≤0.3°⑶三轴测量精度：≤0.05°⑷三轴姿态稳定度：≤4×10-3 °/s1.2.3 太阳帆板对日定向跟踪1.2.4 星上记时⑴记时方式：J2000日计数和日毫秒计数⑵记时单位：1毫秒⑶时间精度(星地总精度):小于20毫秒1.2.5 遥感探测仪器性能指标1.2.5.1 可见光红外扫描辐射计(VIRR)(1)通道数、各通道波段范围、灵敏度见表1-1。
(2)空间分辨率：星下点分辨率1.1Km(3)扫描范围：±55.4°(4)扫描器转速：6线/秒(5)每条扫描线采样点数：2048(6)MTF≥0.3(7)通道配准：飞行方向/扫描方向星下点配准精度<0.5个像元(8)扫描抖动：<0.8个IFOV(9)通道信号衰减：<15%/2年(10)量化等级：10比特(11)定标精度：可见光和近红外通道：CH1、2、7、8、9 7%(反射率)CH6、10 10%(反射率)红外通道：1k(270k)。
1.2.5.2 红外分光计（IRAS）(1)仪器通道光谱参数(2)仪器通道灵敏度(3)定标精度(4)探测像元地面分辨率(5)通道间配准(6)仪器通道动态范围(7)黑体温度(8)辐射校准周期、量化等级等性能指标(9)其他遥测特征参数(10)仪器性能参数稳定性分析(11)产品示例表1-2 红外分光计性能1.2.5.3 微波温度计（MWTS）（1）仪器通道中心频率（2）仪器通道频率宽度（3）仪器通道主波率效率（4）通道间配准精度（5）通道频率稳定度（6）通道灵敏度（7）动态范围（8）冷空计数值（9）黑体PRT温度变化分析（10）定标精度（11）与国外同类产品的相互比较微波温度计仪器参数和通道参数主要技术指标具体见表1-4和表1-5。
表1-4 仪器参数1.2.5.4 微波湿度计（MWHS）（1）对地扫描张角（2）扫描带宽度（3）对地观测（4）通道间配准精度（5）扫描周期（6）量化等级（7）定标精度（8）灵敏度（9）动态范围（10）星下点像元水平尺度（11）通道频率特性（12）黑体温度均匀性（13）天线扫描时序（14）定标观测数据特性（15）在轨频率干扰（16）产品应用示例微波湿度计仪器参数和通道参数主要技术指标具体见表1-6和表1-7。
表1-6 仪器参数表1-7 光谱通道技术指标1.2.5.5 中分辨率光谱成像仪（MERSI）（1）光谱通道选择和性能要求见表1-8（2）量化等级：12比特（3）扫描范围：±（55.1±0.05）度（4）扫描器转速：40转/分（5）扫描抖动：小于1 IFOV（1公里）（6）每条扫描线采样点数：2048(～1000米)，8192(～250米) （7）波长定位精度：优于光谱带宽的10%（8）通道间像元配准：<0.3个像元（9）饱和恢复：≤6个像元(1000米)≤24个像元(250米)（10）MTF：≥0.27(1000米)≥0.25(250米)（11）进行星上可见光、红外定标(可见光定标为试验)（12）定标精度：可见光和近红外通道：CH1-4，6-14：7%(反射率)CH15-20：10%(反射率)红外通道：1k(270k)（13）同一通道,不同像元响应的不均匀性：≤5-7%(通过遥控注数修正后的结果)1.2.5.6 微波成像仪（MWRI）微波成像仪通道特性列于表1-9。
表1-9 微波成像仪通道特性1.2.5.7 紫外臭氧垂直探测仪（SBUS）1.通道光谱参数2.通道信噪比3.仪器线性度4.慢反射板双向反射特性5.定标精度6.动态范围7.产品示例8.功能测试：包括通过命令注入的方式控制观测模式的运行以及改变观测模式的运行参数。
光谱波段及扫描方式如下所述:(1)大气模式在250～340nm间选定12个通道探测大气臭氧的垂直分布，其光谱特性见表1-10。
表1-10 大气模式的仪器光谱特性(2)太阳模式①在光谱波段160～400nm进行连续扫描，步长为0.07nm，观测太阳光谱辐照度。
②波长重复性：±0.02nm③波长精度：±0.03nm(臭氧特征线)±0.05nm(连续光谱)④动态范围：106(从最小量化信号到最大量化信号，量化等级16bit/档)⑤灵敏度：亮度：6×10-4μw/cm2·sr·nm(λ=252nm)时，S/N≥30(第一颗星)S/N≥5照度：0.5W/cm3(λ=160nm)时，S/N≥2⑥杂散光：4.5X10-6量级⑦辐亮、辐照度相对定标精度:3%(160～250nm)2%(250～400nm)⑧漫反射板定标精度：3%⑨星下点分辨率：约200Km⑩波长监测：星上用253.7nmHg线进行波长监测，在该谱线上的监测点数目视仪器的光谱响应形状确定，如为三角形，可取五点。
11星上应监测仪器的增益和漫反射板反射率的变化，并通过遥测发送到地面。
○1.2.5.8 紫外臭氧总量探测仪（TOU）(1)光谱波段：臭氧总量探测仪为一个六通道分光光度计，其通道的光谱特性见表1-1。
(2)动态范围：104，详见表1-12表1-12 动态范围(3)灵敏度：≤0.004μw/cm2·sr·nm(S/N=1)(4)扫描范围：垂直于卫星轨道的平面内作空间扫描，在天底方向两侧各取样15个点，天底一个点，共31个取样点。
(5)行扫描时间：8.16秒(6)相对定标精度：辐亮、辐照度2%；光谱0.03nm(7)漫反射板定标精度：3%(8)量化等级：12比特(放大器分3档)(9)杂散光：<10-3(10)星下点分辨率：优于55km(11)星上应作波长监测和漫反射板反射率监测，并通过遥测发送到地面。
1.2.5.9 太阳辐射监测仪（SIM）(1)辐照度测量范围：100～1400W/m2(2)光谱范围：0.2～50μm(3)测量灵敏度：0.2Wm-2(4)定标精度：0.5%(5)2年长期稳定度：＜0.02%(6)量化等级：16比特1.2.5.10 地球辐射探测仪（ERM）ERM在轨测试的主要项目及技术指标如下：(1)辐亮度范围短波通道：0-370Wm-2Sr-1，全波通道：0-500 Wm-2Sr-1。
(2)定标精度短波通道：1%；全波通道：0.8%(3)灵敏度短波通道：0.4 Wm-2Sr-1；全波通道：0.4 Wm-2Sr-1。
(4) 2年的长期稳定度小于1 %。
(5)产品示例选择ERM扫描视场、GERB的Level2（大气顶辐射通量）在同一区域、时间相近产品显示，比较，分析产品偏差。
(6)仪器指向误差1.2.5.11 空间环境监测仪（SEM）空间重离子成分和高能质子能谱。
(1)高能质子能道表1-13 高能质子能谱探测主要指标(2)重离子能道表1-14 重离子探测主要指标第2章术语和缩略语本文档中常用的缩略语如下表所示。
其中，产品的缩略语将用于相关软件成分的命名与标识。
表2-1 缩略语表——风云三号应用系统工程技术系统名称表2-2 缩略语表——风云三号遥感仪器名称表2-3 缩略语表——数据及产品名称表2- 4 缩略语表——数据及产品格式第3章HDF说明3.1 HDF简介HDF（Hierarchical Data Format）是用于存储和分发科学数据的一种自我描述、多对象文件格式。
HDF是由美国国家超级计算应用中心（NCSA）创建的，以满足不同群体的科学家在不同工程项目领域之需要。
HDF被设计为：✧自述性：对于一个HDF文件里的每一个数据对象，有关于该数据的综合信息（元数据）。
在没有任何外部信息的情况下，HDF允许应用程序解释HDF文件的结构和内容。
✧通用性：许多数据类型都可以被嵌入在一个HDF文件里。
例如，通过使用合适的HDF数据结构，符号、数字和图形数据可以同时存储在一个HDF文件里。
✧灵活性：HDF允许用户把相关的数据对象组合在一起，放到一个分层结构中，向数据对象添加描述和标签。
它还允许用户把科学数据放到多个HDF文件里。
✧扩展性：HDF极易容纳将来新增加的数据模式，容易与其他标准格式兼容。
✧跨平台性：HDF是一个与平台无关的文件格式。
HDF文件无需任何转换就可以在不同平台上使用。
HDF是存储科学数据的容器，能够存储图像、多维数组、表格等，强调存储和I/O效率。
HDF在国际科学界和产业界得到广泛支持。
HDF是一个开放式的数据格式，针对不断出现的新应用，HDF也在不断的升级。
HDF新的版本支持网络化环境下的资料服务应用需求，目前已经有大量基于Internet的HDF数据文件发布和应用程序（如JVH等）。
更重要的是，这种升级与应用软件的编制是无关的，保证了程序和数据的向上兼容性。
3.2 HDF库介绍NCSA 提供了各类UNIX平台、Windows平台的HDF库。
并且提供的语言接口有FORTRAN 和C语言，也有用于Java 程序员访问HDF文件的Java HDF接口程序。
3.3 HDF的6种基本数据类型HDF提供6种基本数据类型：光栅图像（Raster Image），调色板（Palette），科学数据集（Scientific Data Set），注解（Annotation），虚拟数据（Vdata）和虚拟组（Vgroup）。