Некоторые данные прибора MODIS
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 () 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.
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.
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;
8
— лесостепи;
9
— степи;
10
— луга;
11
— водно-болотные угодья;
12
— пашни;
13
— селитебные и промышленные земли;
14
— пашни и луга;
15
— снег и лед;
16
— пустыни и разреженная 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.
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.
- «Надирные» коэффициенты спектральной яркости (MCD43A4)
- Типы подстилающей поверхности (MCD12Q1)
- Нормализованный разностный вегетационный индекс (M·D13Q1)
Примечания
[править]