常用遥感大数据和波段用途.docx

一）NOAA/AVHRRNOAA/AVHRR （National Oceanic and Atomospheric Administration）是低 空间分辨率遥感卫星它是美国国家海洋大气局的实用气象观测卫星，从 1970 年12 月发射的第一颗到 2002 年 6 月 24号发射的 NOAA-M，30 多年来共发射了 17颗NOAA卫星的轨道为太阳同步近极地圆形轨道，以确保同一时间、同一地 方的上午、下午成像轨道平均高度分别为833km和870km,轨道倾角98.7°和 98.9° ;是目前业务化运行最成熟的一种遥感卫星NOAA卫星采用双星系统， 即NOAA12和NOAA14在服役，它的总体参数：总重量：1421公斤；负载量：194 公斤;保留余量： 36.4公斤;卫星尺寸： 3.71 米（长） *1.88米（直径）星载 传感器有：①极精密高分辨率辐射计（AVHRR）以5个频道同时扫描大气，可获 得可见光云图和红外云图，作为天气分析与预报之用此外，红外频道的数据可 用来决定若干云参数及海面温度②泰洛斯业务垂直探测器（TOVS）,这组仪器 包括三个辐射计，各有不同的功能：A.高分辨率红外辐射探测器（HIRS/2）是具 有 20 个可见光和红外频道的扫描辐射计，可以探测对流层内气温和水汽垂直分 布以及臭氧总含量。

B.平流层探测单元（SSU）以3个红外频道观测平流层中的 气温垂直分布C.微波探测单元（MSU）以4个微波频道观测波长0.5厘米的氧 吸收带，可以穿透云层探测云下的气温垂直分布③太空环境监测器（SEM）负 责侦测太空中太阳质子、a粒子及电子通量等资料④地球辐射收支试验（ERBE） 以狭角视场和广角视场观测地球大气，可以监测太阳常数、行星反照率以及射出 长波辐射等参数TIROS-N系列卫星具有数据汇集系统（DCS）,可以接收来自两 千多个固定及移动观测台的资料，加以处理储存，最后再传送到地面接收站AVHRR为TIROS-N系列卫星最主要的仪器，它由一个8英寸口径的卡塞格伦 望远镜对准地面，用一个旋转镜对地面左右扫描，望远镜的瞬时视场角为 1.3*1.3平方毫弧度，相当于星下点1.1 平方公里，扫描每分钟360行，扫描角 为正负 55 度，相当于地面 2800 公里它的成像方式是光学机械扫描成像，成像 幅宽为16.5km*16.5km，空间分辨率在星下点处是1100m，在远离星下点处是 4000mo AVHRR具有五个探测波段，每个波段特性见下表1 :表 1 波段特性通道波长(微米)类型主要用途10.58-0.68可见光探测反射率20.752-1.0近红外探测反射率33.55-3.93中红外探测热辐率410.3-11.3远红夕卜探测热辐率511.4-12.4远红夕卜探测热辐率NOAA 卫星地面接收站每天两次在固定时间里接收某一轨道的卫星云图，几条轨 道的图像拼接成区域云图，成为预报员制作预报的重要参考资料。

二）TERRA/MODISMODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer)于 1999 年 12 月 18 日在美国加洲的 verndenberg 空军基地发射成功，承载的卫星是 Terra(EOS AM1),它是中空间分辨率遥感卫星，于2000年2月24日正式接收数据MODIS 采用与太阳同步的，近极地圆形轨道，轨道高705km，测绘带宽2330km*10km 具有36个光谱通道，分布在0.4-14um的电磁波谱范围内MODIS仪器的空间分 辨率分别为250m、500m、1000m，在对地观测过程中，每秒可同时获得6.1兆比 特的来自大气、海洋和陆地表面信息，每日或每两日可获得一次全球观测数据MODIS是被动式成像分光辐射计，携带490个探测器，分布在36个光谱波段， 覆盖从可见光到红外波段由穿轨迹扫描反射镜、收集辐射的光具和带有光谱滤 光片的线列阵探测器组件等部件构成探测器组件共四组，分布在四个焦平面处MODIS 仪器内设置多种定标硬件，供空间操作时使用包括：太阳漫射器、 太阳漫射稳定度监视仪、分光辐射度定标组件、板状黑体、和天空视窗。

仪器操 作时定期地使用太阳漫射器、黑体和分光辐射度仪等三个定标装置进行定标MODIS 仪器操作，在轨日夜连续操作正常的获取科学数据，在白天，所有 波段均操作运行在轨道的夜间时段，只有热红外波段收集数据MODIS 数据的特点如下表：MODIS 波段分布和主要应用波段 号1主要应用植被叶绿素吸收分辨率*250波段宽度**0.620-0.670频谱强度***21.8要求的信噪 比1282云和植被覆盖变换2500.841-0.87624.72013土让植被差异5000.459-0.47935.32434绿色植被5000.545-0.56529.02285叶面/树冠差异5001.230-0-1.2505.4746雪/云差异5001.628-1.6527.32757陆地和云的性质5002.105-2.1551.01108叶绿素10000.405-0.42044.98809叶绿素10000.438-0.44841.983810叶绿素10000.483-0.49332.180211叶绿素10000.526-0.53627.975412沉淀物10000.546-0.55621.075013沉淀物，大气层10000.662-0.6729.591014叶绿素荧光10000.673-0.6838.7108715气溶胶性质 气溶胶/大气层性10000.743-0.75310.258616质10000.862-0.8776.251617云/大气层性质10000.890-0.92010.016718云/大气层性质10000.931-0.9413.65719云/大气层性质10000.915-0.96515.025020洋面温度10003.660-3.8400.450.0521森林火灾/火山10003.929-3.9892.382.0022云/地表温度10003.929-3.9890.670.0723云/地表温度10004.020-4.0800.790.0724对流层温度/云片10004.433-4.4980.170.2525对流层温度/云片10004.482-4.5490.590.2526红外云探测10001.360-1.3906.0015027对流层中层湿度10006.535-6.8951.160.2528对流层中层湿度10007.175-7.4752.180.2529表面温度10008.400-8.7009.580.0530臭氧总量10009.580-9.8803.690.2531云/表面温度100010.780-11.2809.550.0532云高和表面温度100011.770-12.2708.940.0533云高和云片100013.185-13.4854.520.2534云高和云片100013.485-13.7853.760.2535云高和云片100013.785-14.0853.110.2536云高和云片100018.085-14.3852.080.35表二 MODIS 数据特点波段序号空间分辨率波段数主要用途1-2250m2陆地与云的界限3-7500m5陆地与云的性质8-161000m9海洋颜色，水体表 尺物质17-191000m3大气水分20-231000m4地表/云温度24-251000m2大气温度261000m1卷云27-291000m3水分301000m1臭氧31-321000m2地表，云表温度33-361000m4云顶性质MODIS 数据的文件格式是 HDF 文件格式。

HDF 是美国国家高级计算应用中心 (National Center SupercomputingApplication)为了满足各种领域研究需求 而研究的一种能高效存储和分发科学数据的新型数据格式一个 HDF 文件中可以 包含多种类型的数据，如栅格图像数据，科学数据集，信息说明数据这种数据 结构方便了我们对信息的提取MODIS 观测数据的分析和研究将在以下几方面应用领域发挥重要作用：(1) 地表覆盖变化和全球生产力，包括区域性地表覆盖变化的趋势和模式、作物种类， 以及全球初级生产力 2)自然灾害监测，包括洪涝、干旱、森林草原火灾、雪 灾等 3)短期气候预测，季、年的气候预测，以便改进对短期气候异常发生时 间、地点的预报4)长期气候变化研究，帮助科学家识别长期气候变化及其趋 势的机制和因子，包括人类影响 5)大气臭氧监测，帮助科学家监测大气臭氧 的变化，分析变化产生的原因及对地球系统的影响三）Landsat/TM&ETMLandsat5 Landsat7Landsat （陆地卫星）是中空间分辨率卫星，它是由NASA （美国航空航天局） 发射的从 1972 年 7 月 23 日发射以来，已发射 7 颗（第 6 颗发射失败）。

目前 Landsat1-4 相继失效， Landsat5 仍在超期运行（从 1984 年 3 月 1 日至今） Landsat7于1999年4月15日发射升空Landsat 卫星采用与太阳同步的近极地圆形轨道，而且卫星以同一地方时、 同一方向通过同一地点，保证了遥感观测条件的基本一致，有利于图像的对比Landsat4,5轨道高度705km，轨道倾角98.2° 每16天重复覆盖一次，穿过赤道的地方时为9点45分，覆盖地球范围N81° -S81.5°Landsat5上装载了专题制图仪（TM）,其空间、光谱、辐射性能均比MSS有 明显提高，因而数据质量提高、数据量增加 Landsat7 在数据获取的地理范围 与分幅方法、空间分辨率、校正精度和光谱特性等方面足够一致， TM 用户可以 顺利过渡到ETM+Landsat7上装载了 ETM+，其在ETM的基础上，设置了太阳定 标器和内部灯定标，以改善辐射定标，且热红外谱段空间分辨率提高到 60mLandsat 数据的特点如下表：表三 Landsat 数据的特点波段类型波谱范围（um）空间分辨率（m）1blue0.45-0.5230/302gree n0.52-0.6030/303red0.63-0.6930/304NIR0.76-0.9030/305SW。