завершено на 25%

Некоторые данные прибора MODIS

Материал из Викиучебника — открытых книг для открытого мира
Перейти к навигации Перейти к поиску

Об учебнике[править]

Несмотря на существенный возраст приборов MODIS, установленных на платформах Terra (EOS AM-1; запущена 18 декабря 1999 г.) и Aqua (EOS PM-1; запущена 4 мая 2002 г.), их данные не теряют актуальность и в настоящее время, а может быть даже и приобретают ее, ввиду наличия находящегося в общественном достоянии архива собранных данных, покрывающего более чем десять лет работы данных приборов.

Однако, использование этих данных совместно с распространенным программным обеспечением связано с рядом сложностей (отчасти связанных с дефектами метаданных, отчасти — с несколько необычной структурой используемого в программе EOS формата данных HDF-EOS.) Цель данного учебника — познакомить с некоторыми из типов результатов обработки данных MODIS, на примере взаимодействия с ними с использованием программного пакета QGIS.

Номенклатура данных уровня 3[править]

Для публикуемых NASA результатов обработки данных MODIS до уровня 3 («физические величины на регулярной сетке») используется определенная номенклатура, которую рассмотрим на следующих двух примерах.

  • MCD12C1.A2001001.051.2012264184830.hdf
    MCD
    результаты совместной обработки данных MODIS/Terra и MODIS/Aqua.
    12C1
    код продукта MODIS — типы подстилающей поверхности.
    A2001001
    дата начала обрабатываемого временного ряда — 1-й день 2001 года (1 января 2001.)
    051
    версия обрабатывающего кода 5.1.
    2012264184830
    дата и время выполнения обработки — 264-й день 2012 года (20 сентября), 18:48:30 UTC.
  • MYD13A1.A2013249.h22v03.005.2013266052613.hdf
    MYD
    результаты обработки данных MODIS/Aqua.
    MOD
    результаты обработки данных MODIS/Terra.
    13A1
    код продукта MODIS — вегетационные индексы.
    A2013249
    дата начала обрабатываемого временного ряда — 249-й день 2013 года (9 сентября 2013.)
    h22v03
    ячейка (22, 3) синусоидальной сетки MODIS.[1]
    005
    версия обрабатывающего кода 5.
    2013266052613
    дата и время выполнения обработки — 266-й день 2013 года (23 сентября), 05:26:13 UTC.

Данные на сетке 0.05°[править]

Чтобы получить общее представление о данных MODIS уровня 3, рассмотрим данные в системе координат «широта, долгота» на сетке 0.05°. (Данная сетка ориентирована на использование в задачах моделирования климата и, поэтому, также известна как CMG — англ. climate modelling grid.)

«Надирные» коэффициенты спектральной яркости (MCD43C4)[править]

Загрузим (Qgis mActionAddRasterLayer.svg) в QGIS, к примеру, растр Nadir_Reflectance_Band1 (коэффициенты спектральной яркости, приведенные к стандартной геометрии освещения—наблюдения; канал MODIS 1 — «красный») сетки MCD_CMG_BRDF_0.05Deg файла MCD43C4.A2013169.005.2013191204312.hdf.

MCD43C4 A2013169 005 2013191204312 band-1.jpeg

Установим текущую область по границам слоя, а также изменим стиль на одноканальное псевдоцветное и загрузим цветовую карту reflectance-colors-10000.txt. Результат должен получиться похожим на изображение справа.

Здесь уместно упомянуть, что средствами QGIS невозможно объединить три отдельных растра для получения изображения «в истинных цветах» (каналы MODIS 1, 4, 3.) Кроме того, в описании системы координат данного набора допущена ошибка: несложно убедиться, что с точки зрения QGIS, охват слоя — 0.1° × 0.05°, а вовсе не ожидаемый 360° × 180°.

Исправить оба недостатка можно объединив отдельные растры в .vrt-файл, подобно:

 gdalbuildvrt -separate mcd43c4.a2013169.vrt \
      HDF4_EOS:EOS_GRID:"MCD43C4.A2013169.005.2013191204312.hdf":\
MCD_CMG_BRDF_0.05Deg:Nadir_Reflectance_Band{1,4,3} 

После чего в результирующем .vrt-файле исправляется поле <GeoTransform />:

<GeoTransform> -1.8e+02,  5.e-02,  0.e+00,  9.e+01,  0.e+00, -5.e-02</GeoTransform>

С другой стороны, применить цветовую карту reflectance-colors-10000.txt к каждому из результирующих каналов средствами QGIS окажется невозможным. Впрочем, соответствующая информации также может быть внесена в .vrt-файл.

Типы подстилающей поверхности (MCD12C1)[править]

Рассмотрим теперь растр Majority_Land_Cover_Type_1 (типы подстилающей поверхности, классификация №1) сетки MOD12C1 файла MCD12C1.A2012001.051.2013178154403.hdf.

MCD12C1 A2012001 051 2013178154403 LCT-1.png

Вновь установим текущую область по границам слоя, а также изменим стиль на одноканальное псевдоцветное и загрузим цветовую карту mcd12q1-lct1-colors.txt. Ожидаемый результат представлен на изображении справа.

Выбранная цветовая карта задает следующее соответствие цветов типам подстилающей поверхности.[2][3]

 0 — водные объекты;
 1 — вечнозеленые хвойные леса;
 2 — вечнозеленые лиственные леса;
 3 — мелколиственные леса;
 4 — широколиственные леса;
 5 — смешанные леса;
 6 — сомкнутые кустарники;
 7 — разреженные кустарники;
 9степи;
10луга;
11 — водно-болотные угодья;
12 — пашни;
13селитебные и промышленные земли;
14 — пашни и луга;
15 — снег и лед;
16пустыни и разряженная растительность;
254 — неклассифицировано.

Нормализованный разностный вегетационный индекс (M·D13C1)[править]

Наконец, рассмотрим растр CMG 0.05 Deg 16 days NDVI (нормализованный разностный вегетационный индекс; англ. NDVI) сетки MODIS_Grid_16Day_VI_CMG файла MYD13C1.A2013201.005.2013218212020.hdf.

MYD13C1 A2013201 005 2013218212020 NDVI.jpeg

Вновь установим текущую область по границам слоя, а также изменим стиль на одноканальное псевдоцветное и загрузим цветовую карту ndvi-colors-10000.txt. Ожидаемый результат представлен на изображении справа.

Данные в синусоидальной проекции MODIS[править]

Для данных MODIS более высокого разрешения (номинально — около 927 м, 463 м и 232 м) используется синусоидальная проекция MODIS[1]

На данном этапе предлагается изучить следующие файлы данных MODIS.

Примечания[править]