Sensor MODIS: descrição e produtos
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Sensor MODIS: descrição e produtos
Sensoriamento Remoto do Clima - SER-311 Sensor MODIS: descrição e produtos Egidio Arai [email protected] 28 de agosto de 2014 Terra / Aqua Satélite Terra: Dez. 18, 1999 Satélite Aqua: Maio 04, 2002 Sensores das plataformas TERRA e AQUA TERRA • Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) • Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) • Measurements of Pollution in the Troposphere (MOPITT) • Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) • Multi-angle Imaging Spectro-Radiometer (MISR) • Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS (AMSR-E) • Advanced Microwave Sounding Unit (AMSU) • Clouds and the Earth's Radiant Energy System (CERES) • Humidity Sounder for Brazil (HSB) • Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) Sensor MODIS: Características Sensor Whisk-broom. Orbita: polar, 705Km de altitude, período médio de 98.9 min., ciclo de 16 dias. Imageamento global a cada dois dias, cobertura diária acima de 30° de latitude. Largura da faixa: 2330 km 36 bandas espectrais: 29 - 1 km, 5 - 500 m & 2 - 250 m Quantização: 12 bits Passagem no equador - Plataforma Terra: as 10:30 - Plataforma Aqua: as 13:30 Plataforma Lançamento 1a Imagem Terra 18/12/1999 Fev. 2000 Aqua 04/05/2002 Jun. 2002 LAR GUR A DA FAIX A MODIS: Características Espaciais 250m 500m 1km Produtos com 50 m de precisão na geolocalização no nadir nas bandas de 250m Alta qualidade geométrica MODIS: Resoluções Espectrais & Espaciais Faixa Espectral NOAA / AVHRR Azul Verde Landsat ETM+ MODIS 0.450 - 0.515 0.459 - 0.479 0.525 - 0.605 0.545 - 0.565 0.550 - 0.680 Vermelho Infravermelho Proximo 0.630 - 0.690 0.725 - 1.1 xm 0.520 - 0.900 0.775 - 0.900 Infravermelho Medio 0.620 - 0.670 0.841 - 0.876 1.230 - 1.250 Infravermelho Medio 1.550 - 1.750 1.628 - 1.652 Infravermelho Medio 2.090 - 2.350 2.105 - 2.155 Resolucao Espacial 30, 15m 250, 500, 1000m 16 dias 1 - 2 dias Resolucao Temporal 12 horas Como ter imagem do globo todo? Cobertura Global Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS) Produtos MODIS Calibração MOD 01 - Level-1A Radiance Counts MOD 02 - Level-1B Calibrated Geolocated Radiances MOD 03 - Geolocation Data Set Atmosfera MOD 04 - Aerosol Product MOD 05 - Total Precipitable Water (Water Vapor) MOD 06 - Cloud Product MOD 07 - Atmospheric Profiles MOD 08 - Gridded Atmospheric Product MOD 35 - Cloud Mask Terra MOD 09 - Surface Reflectance MOD 11 - Land Surface Temperature & Emissivity MOD 12 - Land Cover/Land Cover Change MOD 13 - Gridded Vegetation Indices (NDVI&EVI) MOD 14 - Thermail Anomalies, Fires & Biomass Burning MOD 15 - Leaf Area Index & FPAR MOD 16 - Evapotranspiration MOD 17 - Net Photosynthesis and Primary Productivity MOD 43 - Bidirectional Reflectance Distribution Function and Albedo MOD 44 - Vegetation Cover Conversion Criosfera MOD 10 - Snow Cover MOD 29 - Sea Ice Cover MOD 18 MOD 19 MOD 20 MOD 21 MOD 22 (PAR) MOD 23 MOD 24 MOD 25 MOD 26 MOD 27 MOD 28 MOD 31 MOD 36 MOD 37 MOD 39 - Oceano Normalized Water-leaving Radiance Pigment Concentration Chlorophyll Fluorescence Chlorophyll_a Pigment Concentration Photosynthetically Available Radiation - Suspended-Solids Concentration Organic Matter Concentration Coccolith Concentration Ocean Water Attenuation Coefficient Ocean Primary Productivity Sea Surface Temperature Phycoerythrin Concentration Total Absorption Coefficient Ocean Aerosol Properties Clear Water Epsilon Níveis de Processamento Nível de Processamento Definição Nível 0 Dados brutos reconstruídos na resolução total, todas as informações de comunicação removidas (sem formato específico-12bits). Nível 1 Dados de nível 0 são referenciados pela hora e adicionados informações subsidiarias, incluindo coeficientes de calibração geométrica e radiométrica, e informação de geolocalização (HDF). Nível 2 Variáveis geofísicas derivadas na mesma resolução e localização dos dados de nível 1. Nível 3 Variáveis “mapeadas” em grades de espaçamento uniforme, normalmente completa e consistente. Nível 4 Saídas de modelo ou resultados de análises dos dados de níveis mais baixos. Refletância de superfície MODIS LAND – MOD09 Terra Aqua Surface Reflectance Daily L2G Global 1km and 500m MOD09GA C5 MYD09GA C5 Surface Reflectance Daily L2G Global 250m MOD09GQ C5 MYD09GQ C5 Surface Reflectance Daily L3 Global 0.05Deg CMG MOD09CMG C5 MYD09CMG C5 Surface Reflectance 8-Day L3 Global 500m MOD09A1 C5 MYD09A1 C5 Surface Reflectance 8-Day L3 Global 250m MOD09Q1 C5 MYD09Q1 C5 Surface Reflectance Daily L2G Global 500m MOD09GHK C5 MYD09GHK C5 Surface Reflectance Daily L2G Global 250m MOD09GQK C5 MYD09GQK C5 Surface Reflectance Quality Daily L2G Global 1km MOD09GST C5 MYD09GST C5 * Todos os produtos no formato HDF-EOS HDF (Hierarchical Data Format) Desenvolvido pelo NCSA (National Center for Supercomputing Applications) da Universidade de Illinois. Compartilhar dados em ambientes distribuídos Orientado para dados científicos - padrão? Reduzir tempo gasto na conversão de arquivos Bibliotecas disponíveis para várias plataformas Comporta diversos tipos de dados Possui metadado para cada dado HDF – Possíveis estruturas HDF - Portabilidade Possui bibliotecas para as seguintes plataformas Sun SGI HP DEC VAX PC Apple P. Macintosh SunOS, Solaris Irix HPUX OpenVMS Solaris86, Linux,Windows MacOS HDF - Exemplo Projeção Sinusoidal 1200km h11v10 1200km • Globo dividido em Tiles com 10 por 10 graus. • O sistema de coordenadas começa no tile (0,0) (horizontal, vertical) no canto superior esquerdo e termina no tile (35,17) no canto inferior direito Tiles - MODIS Tiles x Granule MODIS x tiles Tiles– granules x Granule Produtos para: • Ecossistemas terrestres (MODIS LAND) • Oceano (MODIS OCEAN) • Atmosfera (MODIS ATMOSPHERE) Como obter produtos MODIS? Acesso direto Como processar produtos MODIS/Land? Processamento MODIS Pedido de imagens “Download” de imagens Reprojeção - MRT Conversão para 8 bits Importação no Spring MRT 4.1 : Disponibilidade • Download https://lpdaac.usgs.gov/tools/ • Registrar como usuário • Download códigos de acordo com plataforma • Download Guia do Usuário e Release notes • Unzip arquivos • Execute script de instalação (instal.bat) (em PCs isso irá modificar ModisTool.bat) MRT 4.1 - Resumo • Importa dados MODIS em formato HDF • Suporta produtos MODIS ‘LAND’ na projeção sinusoidal (SIN) em nivel-2G, nivel-3 e nivel-4. • Suporta multi-dimensional Science Data Sets • Tipos de dados suportados inteiros de 8, 16, 32-bit reais de 32-bit os dados de saída são idênticos aos dados de entrada Funcionalidades do MRT 4.1 • Reprojeta e mosaica dados MODIS na projeção Sinusoidal usando o pacote de transformação cartográfica generalizado (GCTP) • Projeções de saída: • Albers Equal Area • Equirectangular • Geographic • Hammer • Integerized Sinusoidal • Interrupted Goode • Homolosine • Lambert Azimuthal • Lambert Conformal Conic • Mercator • Molleweide • Polar Stereographic • Sinusoidal • Transverse Mercator • Universal Transverse Mercator Funcionalidades do MRT 4.1 • Sub-amostragem espectral qualquer dado SDSs pode ser selecionado • Sub-amostragem espacial Sub-amostragem por lat/long ou linha/coluna, ou coordenadas de saída… • Re-amostragem vizinho mais próximo interpolação bilinear convolução cúbica • Conversão de formatos • Conversão de datum Requisitos do MRT 4.1 • Plataformas e Sistemas Operacionais Windows Linux Linux 64 Sun/Solaris Macintosh OS X (Intel) • Interface por linhas de comando ou GUI • Requer Java 1.4 ou superior http://java.sun.com/j2se/ Adaptação dos produtos da NASA Utilização do MRT Definição da projeção Definição dos parâmetros do MRT Conversão das imagens de 16 para 8 bits utilizando ConvGeotiff Lambert Conformal Conic Universal Transverse Mercator Universal Transverse Mercator FUSO 20 FUSO 21 FUSO 22 Geographic Geographic zoom ConvGeoTiff ConvGeoTiff Imagens de entrada com 16 bits Restaura o valor do pixel (reflectância e Índices de Vegetação) pixel = pixel * 0.0001 Converte as reflectâncias em nível de cinza (8 bits) utilizando o intervalo -0.01 a 1.0 Converte os Índices de Vegetação em nível de cinza utilizando o intervalo -1.0 a 1.0 Limites da conversão das imagens de refletância Exemplos Produtos MODIS Land Produtos MODIS Land Produto Nome Resolução Espacial (m) Frequência MOD09/Y Refletância de superfície 250, 500, 1000 Diária, 8 d MOD10 Cobertura de neve 500, 5600 Diária, 8 d, M MOD11 Temperatura da superfície/Emissividade 1000, 5600, 6000 Diária, 8 d, M MOD12 Tipo/Dinâmica da cobertura da Terra 500, 1000, 5600 Anual MOD13/Y Índice de Vegetaçào 250, 500, 1000, 16 d, M MOD14/Y Anomalias Termais, Fogo e queima de Biomassa 1000 Diária, 8 d MOD15/CY Índice de Área Foliar/FPAR 1000 8d MOD17 Fotossíntese Líquida e Produtividade Primária 1000 8d MCD43 BRDF/Albedo 500, 1000, 5600 16 d MOD44 Campos contínuos de vegetação 500 Anual MCD45 Área Queimada 500 M MOD09 – Refletância da superfície Imagem do dia 05/08/2010 MOD09 – Refletância da superfície Mosaico dos dias 05 a 12/08/2010 MOD09 – Refletância da superfície 06/08/2013 05/08/2013 07/08/2013 12/08/2013 08/08/2013 05 a 12/08/2013 11/08/2013 09/08/2013 10/08/2013 MOD09 MOD09GQ MOD09GA MOD09Q1 MOD09A1 Global 0.05 graus Resolução 250m 500m 250m 500m 0.05o Data Inicial ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 Tamanho ~78M ~85M ~72M ~68M ~980M Dimensão 4800 x 4800 2400 x 2400 4800 x 4800 2400 x 2400 3600 x 7200 Número de SDS 5 12 (9) 3 13 21 Temporal Diário Diário 8 dias 8 dias Diário Área ~10 x 10 lat/long ~10 x 10 lat/long ~10 x 10 lat/long ~10 x 10 lat/long Global MOD10 - Cobertura de neve MOD11 - Temperatura da superfície MCD12 - Tipo de cobertura da Terra MOD14 - Anomalias Termais e Fogo MOD14 + MOD09 MOD15LAI Programas para processar HDF Ferramentas para processar • Modis Reprojection Tool (MRT ) • MRT-Swath - Swath-to-Grid Conversion • Convgeotiff • HDFView • HDF-EOS to GeoTIFF Conversion (HEG) • HDFLook • ENVI, PCI, ERDAS, Matlab, Idrisi (comerciais) HDFView 2.0 - NCSA HDF Explorer HDFLook HDFLook Laboratoire d'Optique Atmosphérique Université des Sciences et Technologies de Lille Sites com informações MODIS index_mod021km.html Estação de Recepção - INPE http://e4ftl01.cr.usgs.gov/MOLT/ MOD09A1 MOD09A1 h12v10 25/04/2009 Sensoriamento Remoto do Clima - SER-311 Sensor MODIS: descrição e produtos Egidio Arai [email protected] 28 de agosto de 2014
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