1. MODIS简介
中分辨率成像光谱仪（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer，缩写MODIS）是美国宇航局研制大型空间遥感仪器，以了解全球气候的变化情况以及人类活动对气候的影响。
1999年2月18日，美国成功地发射了地球观测系统（EOS）的第一颗先进的极地轨道环境遥感卫星Terra。它的主要目标是实现从单系列极轨空间平台上对太阳辐射、大气、海洋和陆地进行综合观测，获取有关海洋、陆地、冰雪圈和太阳动力系统等信息，进行土地利用和土地覆盖研究、气候季节和年际变化研究、自然灾害监测和分析研究、长期气候变率的变化以及大气臭氧变化研究等，进而实现对大气和地球环境变化的长期观测和研究的总体（战略）目标。2002年5月4日成功发射Aqua星后，每天可以接收两颗星的资料。
搭载在Terra和Aqua两颗卫星上的中分辨率成像光谱仪（MODIS）是美国地球观测系统（EOS）计划中用于观测全球生物和物理过程的重要仪器。它具有36个中等分辨率水平（0.25um~1um）的光谱波段，每1-2天对地球表面观测一次。获取陆地和海洋温度、初级生产率、陆地表面覆盖、云、汽溶胶、水汽和火情等目标的图像。
MODIS相关产品介绍，可通过https://lpdaac.usgs.gov/搜索
2. MODIS数据主要有四个特点
1. 全球免费 NASA对MODIS数据实行全球免费接收的政策（TERRA卫星除MODIS外的其他传感器获取的数据均采取公开有偿接收和有偿使用的政策），这样的数据接收和使用政策对于目前我国大多数科学家来说是不可多得的、廉价并且实用的数据资源；
2. 光谱范围广 MODIS数据涉及波段范围广（共有36个波段，光谱范围从0.4um~14.4um），数据分辨率比NOAA-AVHRR有较大的进展（辐射分辨率达12bits，其中两个通道的空间分辨率达250m，5个通道为500m，另29个通道为1000m）。这些数据均对地球科学的综合研究和对陆地、大气和海洋进行分门别类的研究有较高的实用价值；
3. 数据接收简单 MODIS接收相对简单，它利用X波段向地面发送，并在数据发送上增加了大量的纠错能力，以保证用户用较小的天线（仅3m）就可以得到优质信号；
4. 更新频率 Terra和Aqua卫星都是太阳同步极轨卫星，Terra在地方时（10:30）上午过境，Aqua在地方时（1:30）下午过境。Terra与Aqua上的MODIS数据在时间更新频率上相配合，加上晚间过境数据，对于接收MODIS数据来说可以得到每天最少2次白天和2次黑夜更新数据。这样的数据更新频率，对实时地球观测和应急处理（例如森林和草原火灾监测和救灾）有较大的实用价值。
3. MODIS参数
| 参数 | 指标 |
|---|---|
| 轨道 | 705km，降轨上午10: 30过境，升轨下午1: 30过境，太阳同步，近极地圆轨道 |
| 扫描频率 | 每分钟20.3转，与轨道垂直 |
| 测绘宽带 | 2330km X 10km |
| 望远镜 | 直径17.78cm |
| 体积 | 1.0m X 1.6m X 1.0m |
| 重量 | 250g |
| 功耗 | 225w |
| 数据率 | 11Mbit/s |
| 量化 | 12bit |
| 星下点空间分辨率 | 250m,500m,1000m |
| 设计寿命 | 5年 |
4. MODIS产品分级
按数据产品特征划分：主要产品包括校正数据产品、陆地数据产品、海洋数据产品和大气数据产品。
若按处理级别划分，又可以分为以下6种：
- 0级产品：也称原始数据；
- 1级产品：指L1A数据，已经被赋予定标参数；
- 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。包含所有波段数据，可能是应用比较广泛的一类数据；
- 3级产品：在1B数据的基础上，对由遥感器成像过程产生的边缘畸变（Bowtie效应）进行校正，产生L3级产品；
- 4级产品：由参数文件提供的参数，对图像进行几何纠正，辐射校正，使图像的每一点都有精确的地理编码、反射率和辐射率。L4级产品的MODIS图像进行不同时相的匹配时，误差小于1个像元。该级产品是应用级产品不可缺少的基础；
- 5级及以上产品：根据各种应用模型开发L5级产品。
5. 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.hdf
| 名称 | 含义 |
|---|---|
| MOD09A1 | 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) |
earth tile:
6. MODIS数据的波段分布特征
| 波段号 | 主要应用 | 分辨率(m) | 波段范围(μm) | 信噪比 |
|---|---|---|---|---|
| 1 | 植被叶绿素吸收 | 250 | 0.620-0.670 | 128 |
| 2 | 云和植被覆盖变换 | 250 | 0.841-0.876 | 201 |
| 3 | 土让植被差异 | 500 | 0.459-0.479 | 243 |
| 4 | 绿色植被 | 500 | 0.545-0.565 | 228 |
| 5 | 叶面/树冠差异 | 500 | 1.230-0-1.250 | 74 |
| 6 | 雪/云差异 | 500 | 1.628-1.652 | 275 |
| 7 | 陆地和云的性质 | 500 | 2.105-2.155 | 110 |
| 8 | 叶绿素 | 1000 | 0.405-0.420 | 880 |
| 9 | 叶绿素 | 1000 | 0.438-0.448 | 838 |
| 10 | 叶绿素 | 1000 | 0.483-0.493 | 802 |
| 11 | 叶绿素 | 1000 | 0.526-0.536 | 754 |
| 12 | 沉淀物 | 1000 | 0.546-0.556 | 750 |
| 13 | 沉淀物，大气层 | 1000 | 0.662-0.672 | 910 |
| 14 | 叶绿素荧光 | 1000 | 0.673-0.683 | 1087 |
| 15 | 气溶胶性质 | 1000 | 0.743-0.753 | 586 |
| 16 | 气溶胶/大气层性质 | 1000 | 0.862-0.877 | 516 |
| 17 | 云/大气层性质 | 1000 | 0.890-0.920 | 167 |
| 18 | 云/大气层性质 | 1000 | 0.931-0.941 | 57 |
| 19 | 云/大气层性质 | 1000 | 0.915-0.965 | 250 |
| 20 | 洋面温度 | 1000 | 3.660-3.840 | 0.05 |
| 21 | 森林火灾/火山 | 1000 | 3.929-3.989 | 2 |
| 22 | 云/地表温度 | 1000 | 3.929-3.989 | 0.07 |
| 23 | 云/地表温度 | 1000 | 4.020-4.080 | 0.07 |
| 24 | 对流层温度/云片 | 1000 | 4.433-4.498 | 0.25 |
| 25 | 对流层温度/云片 | 1000 | 4.482-4.549 | 0.25 |
| 26 | 红外云探测 | 1000 | 1.360-1.390 | 150 |
| 27 | 对流层中层湿度 | 1000 | 6.535-6.895 | 0.25 |
| 28 | 对流层中层湿度 | 1000 | 7.175-7.475 | 0.25 |
| 29 | 表面温度 | 1000 | 8.400-8.700 | 0.05 |
| 30 | 臭氧总量 | 1000 | 9.580-9.880 | 0.25 |
| 31 | 云/表面温度 | 1000 | 10.780-11.280 | 0.05 |
| 32 | 云高和表面温度 | 1000 | 11.770-12.270 | 0.05 |
| 33 | 云高和云片 | 1000 | 13.185-13.485 | 0.25 |
| 34 | 云高和云片 | 1000 | 13.485-13.785 | 0.25 |
| 35 | 云高和云片 | 1000 | 13.785-14.085 | 0.25 |
| 36 | 云高和云片 | 1000 | 14.085-14.385 | 0.35 |
7. MODIS数据时间分辨率与空间分辨率
1. 时间分辨率：
每日产品（daily）
8天合成产品（8-Day）
16天合成产品（16-Day）
月合成产品（Monthly）
2. 空间分辨率：
Bands 1–2 – 250米
Bands 3–7 – 500米
Bands 8–36 – 1000米
季度产品（Quarterly）
年产品（Yearly）
8. MODIS数据的获取方式
-
通过https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/网站直接搜索产品，进行下载
-
通过python下载，批量下载脚本
MODIS数据下载与分析待续…
