MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題ppt課件

1、MODIS數(shù)據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)問題- 以植被指數(shù)為例王正興2019年11月2日,蘭州 前言：標(biāo)準(zhǔn)問題的提出，影響植被指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的一般因素1、一般植被指數(shù)原理：Red, NIR 差別2、單日植被指數(shù)：多樣性以及 MODIS-VI的選擇- 基本輸入數(shù)據(jù)可能的多種選擇- 單日植被指數(shù)定義：NDVI,EVI3、多日植被指數(shù)：合成過程中的多種可能與選擇-時(shí)間分辨率：合成周期的選擇及其影響，16-30day-空間分辨率：輸入數(shù)據(jù) / 250m-500m-1Km-25Km-合成原理：從多維時(shí)間、空間到一維，采用什么規(guī)則4、植被指數(shù)產(chǎn)品的質(zhì)量信息-文件層次：V003, V004-象元層次：16-bit 前沿：標(biāo)準(zhǔn)問題的

2、提出無論是定性研究還是定量研究，都需要統(tǒng)一的定義。各學(xué)科都有這種需求，但過去的AVHRR-NDVI等有多種產(chǎn)品。制定標(biāo)準(zhǔn)的原因是：有多種選擇，不同的選擇可能引起質(zhì)量問題，或只是學(xué)術(shù)交流通用語言問題。標(biāo)準(zhǔn)類型：國際 國家 行業(yè) 內(nèi)部.標(biāo)準(zhǔn)也在不斷改進(jìn)：算法與版本。標(biāo)準(zhǔn)與實(shí)施：有一定距離。BRDF合成還沒有實(shí)施。植被指數(shù)質(zhì)量：部分取決于前期產(chǎn)品。影響植被指數(shù)的常見因素：（1觀測平臺：如，NOAA系列衛(wèi)星軌道變化，傳感器衰減。（對長期環(huán)境變化右影響）（2傳感器： NIR和Red波段的中心位置和波幅，與大氣窗口的關(guān)系。（3云，云影：Cloud Mask（4大氣分子：大氣反演（5土壤背景: （6觀測時(shí)

3、“太陽 目的 傳感器的幾何位置：雙向反射（7觀測對象本身：植被樹冠特征，枝葉角度等。相同的植被指數(shù)可能有不同的生物學(xué)意義。（8植被指數(shù)本身。植被指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)：需要明確對其中部分因素的影響的處理，包括質(zhì)量標(biāo)記。 衛(wèi)星平臺可能漂移，影響長期系列數(shù)據(jù)一致性，但是這種問題通常由儀器定標(biāo)人員處理完成。下列圖：NOAA 3 顆衛(wèi)星某指標(biāo)漂移 波段中心和波幅：決定了噪音水平。MODIS 波段選擇，避免了幾個(gè)大氣分子left-Water Vapor /right - Oxygene的吸收高峰。 1、一般植被指數(shù)原理：影響植被指數(shù)的一般因素1.植被指數(shù)原理與影響因素（1典型植被光譜右圖）：利用植被在NIR高反射和在

4、Red (AVHRR為可見光)高吸收的特點(diǎn)，經(jīng)過某種變換，增強(qiáng)植被信號，削弱噪音。（2參數(shù)VI Index）:NDVI, RVI, DVI, SAVI,ARVI, EVI. MODIS 的選擇：NDVI, EVI基本輸入數(shù)據(jù)：地表反射率MOD09）,是MODIS 44種產(chǎn)品中的一種。 植被指數(shù)本身：NDVI是表現(xiàn)穩(wěn)定的植被參數(shù)，但是在高植被地區(qū)存在飽和問題。3.多日植被指數(shù)合成：（1時(shí)間序列：基本單元： 1/2 day. （am / pm）合成期選擇：8/10 day, 16day, 30day。合成標(biāo)準(zhǔn)：真樣才算最好 ？（2空間系列：基本單元：最大分辨率的一個(gè)pixel合成空間：幾個(gè)Pixe

5、ls 合并為 1 個(gè)？合成標(biāo)準(zhǔn)：平均數(shù)值 、中值？. 010203040506070-45-35-25-15-5515253545傳感器視角：度(View Angle: Degree)像元數(shù)（No. of Pixels）:x 10000MVCCV-MVCBRDF/CV-MVC最大值合成：不能保障最小視角，傾向前向反射 Pixel4.植被指數(shù)產(chǎn)品質(zhì)量信息的表達(dá) NODIS-VI 質(zhì)量驗(yàn)證：兩個(gè)層次1、像元層次 (Pixel)2、文件層次 (Tile)數(shù)據(jù)質(zhì)量定義和范圍數(shù)據(jù)質(zhì)量定義和范圍: :對沒有達(dá)到預(yù)期精度的產(chǎn)品對沒有達(dá)到預(yù)期精度的產(chǎn)品進(jìn)行業(yè)務(wù)化標(biāo)記并存儲，進(jìn)行業(yè)務(wù)化標(biāo)記并存儲，以供后期產(chǎn)品準(zhǔn)

6、確使用。以供后期產(chǎn)品準(zhǔn)確使用。 2個(gè)責(zé)任機(jī)構(gòu)：（1the TBRS-SCF (Terrestrial Biophysics and Remote Sensing - Science Computing Facility) and （2the LDOPE (Land Data OperationalProduct Evaluation) Facility at GSFC (Goddard Space Flight Center). （3分工 ：The LDOPE will focus mostly on day to day operational QA, while the SCF will

7、focus more on in-depth QA analysis and product validation related to science questions. 在像元水平科學(xué)數(shù)據(jù)集）檢查輸入、輸出數(shù)據(jù)：reflectance, VI, view-sun geometry and QA-flags。 程序中的科學(xué)決策；輸入、輸出數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)記的精度估計(jì)、系統(tǒng)噪音、算法定義 實(shí)際地面驗(yàn)證。 -0.2 =VI=1.0; VI values below -0.2 and above 1 (scale 10000) will bediscarded (These values are th

8、e current thresholds but might change in thefuture). 0=reflectance input=1.0; Reflectance values below zero or above 1 (scale10000) will be discarded The fill-value will be -3000 for VIs and -1000 for reflectance values; Pixels withclouds and shadow and bad data integrity will be discarded. VI_MVC-0

9、.3=VI_BRDF= VI_MVC+0.05; The BRDF derived VI values should not deviate further then indicated by these thresholds. These are set up to avoid outliers in the VI due to outliers fed to the BRDF model. Close correlation between MODIS spectral signatures with spectral libraries.Desert and dense vegetati

10、on spectral signatures change very little over time 時(shí)間連續(xù)性和動(dòng)態(tài)范圍Temporal continuity and dynamics for different vegetation covers 非線性特征： Non-linearity between VIs; If the two produced VIs are correlated non linearly,the information content of NDVI is likely to be different from the EVI空間連續(xù)性和動(dòng)態(tài)范圍Spatial

11、 continuity and dynamics (use land cover map); Patterns of landcover types, VI values and reflectance values should be correlated觀測角度The view angle distribution should peak at nadir view angles; this is indicative for the selection of the finest spatial resolution (a VI composite objective) and leas

12、t atmospheric pathway. 噪音Artefacts (VI response over e.g. antarctica or Sahara desert); VI values should be low and constant for these cases. 生物物理量的關(guān)系Correlation with biophysical properties (LAI, fAPAR, % green cover, biomass,NPP); The VI values should follow seasonal patterns similar to biophysical

13、 properties 0-1NDVI Quality(00) NDVI produced, good quality; (01) NDVI produced, but check QA(10 ) pixel not produced due to cloud effects(11) pixel not produced due to other reasons than clouds 2-5VI Usefulness (four bit range) (0) highest quality(13) no atmospheric correction performed(14) quality too low to be useful(15) not useful for any other reason 6-7Aerosol Quantity(00) climatology, (01) low, (10) average, (11) high 8Adjacency Correct