Sensor MODIS: descrição e produtos

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1 Sensoriamento Remoto do Clima - SER-311 Sensor MODIS: descrição e produtos Egidio Arai egidio@dsr.inpe.br 28 de agosto de 2014

2 Terra / Aqua Satélite Terra: Dez. 18, 1999 Satélite Aqua: Maio 04, 2002

3 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)

4 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, m & m Quantização: 12 bits Passagem no equador - Plataforma Terra: as 10:30 - Plataforma Aqua: as 13:30 Plataforma Lançamento 1 a Imagem Terra 18/12/1999 Fev Aqua 04/05/2002 Jun. 2002

5 LARGURA DA FAIXA

6 MODIS: Características Espaciais 250m 500m 1km Produtos com 50 m de precisão na geolocalização no nadir nas bandas de 250m

7 Alta qualidade geométrica

8 MODIS: Resoluções Espectrais & Espaciais Faixa Espectral NOAA / AVHRR Landsat ETM+ MODIS Azul Verde Vermelho Infravermelho Proximo xm Infravermelho Medio Infravermelho Medio Infravermelho Medio Resolucao Espacial 30, 15m 250, 500, 1000m Resolucao Temporal 12 horas 16 dias 1-2 dias

9 Como ter imagem do globo todo?

10 Cobertura Global

11 Earth Observing System Data and Information System (EOSDIS)

12 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 Oceano MOD 18 - Normalized Water-leaving Radiance MOD 19 - Pigment Concentration MOD 20 - Chlorophyll Fluorescence MOD 21 - Chlorophyll_a Pigment Concentration MOD 22 - Photosynthetically Available Radiation (PAR) MOD 23 - Suspended-Solids Concentration MOD 24 - Organic Matter Concentration MOD 25 - Coccolith Concentration MOD 26 - Ocean Water Attenuation Coefficient MOD 27 - Ocean Primary Productivity MOD 28 - Sea Surface Temperature MOD 31 - Phycoerythrin Concentration MOD 36 - Total Absorption Coefficient MOD 37 - Ocean Aerosol Properties MOD 39 - Clear Water Epsilon

13 Níveis de Processamento Nível de Processamento Nível 0 Nível 1 Nível 2 Nível 3 Nível 4 Definição Dados brutos reconstruídos na resolução total, todas as informações de comunicação removidas (sem formato específico-12bits). Dados de nível 0 são referenciados pela hora e adicionados informações subsidiarias, incluindo coeficientes de calibração geométrica e radiométrica, e informação de geolocalização (HDF). Variáveis geofísicas derivadas na mesma resolução e localização dos dados de nível 1. Variáveis mapeadas em grades de espaçamento uniforme, normalmente completa e consistente. Saídas de modelo ou resultados de análises dos dados de níveis mais baixos.

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15 Refletância de superfície MODIS LAND MOD09 Terra Aqua Surface Reflectance Daily L2G Global 1km and 500m Surface Reflectance Daily L2G Global 250m Surface Reflectance Daily L3 Global 0.05Deg CMG Surface Reflectance 8-Day L3 Global 500m Surface Reflectance 8-Day L3 Global 250m Surface Reflectance Daily L2G Global 500m Surface Reflectance Daily L2G Global 250m Surface Reflectance Quality Daily L2G Global 1km MOD09GA C5 MOD09GQ C5 MOD09CMG C5 MOD09A1 C5 MOD09Q1 C5 MOD09GHK C5 MOD09GQK C5 MOD09GST C5 MYD09GA C5 MYD09GQ C5 MYD09CMG C5 MYD09A1 C5 MYD09Q1 C5 MYD09GHK C5 MYD09GQK C5 MYD09GST C5 * Todos os produtos no formato HDF-EOS

16 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

17 HDF Possíveis estruturas

18 HDF - Portabilidade Possui bibliotecas para as seguintes plataformas Sun SunOS, Solaris SGI Irix HP HPUX DEC VAX OpenVMS PC Solaris86, Linux,Windows Apple P. Macintosh MacOS

19 HDF - Exemplo

20 1200km Projeção Sinusoidal h11v km 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

21 Tiles - MODIS

22 Tiles x Granule

23 MODIS Tiles granules x Granule x tiles Produtos para: Ecossistemas terrestres (MODIS LAND) Oceano (MODIS OCEAN) Atmosfera (MODIS ATMOSPHERE)

24 Como obter produtos MODIS?

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26 Acesso direto

27 Como processar produtos MODIS/Land?

28 Processamento MODIS Pedido de imagens Download de imagens Reprojeção - MRT Conversão para 8 bits Importação no Spring

29 MRT 4.1 : Disponibilidade Download 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)

30 MRT 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

31 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

32 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

33 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

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35 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

36 Lambert Conformal Conic

37 Universal Transverse Mercator

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39 Universal Transverse Mercator FUSO 20 FUSO 21 FUSO 22

40 Geographic

41 Geographic zoom

42 ConvGeoTiff

43 ConvGeoTiff Imagens de entrada com 16 bits Restaura o valor do pixel (reflectância e Índices de Vegetação) pixel = pixel * Converte as reflectâncias em nível de cinza (8 bits) utilizando o intervalo a 1.0 Converte os Índices de Vegetação em nível de cinza utilizando o intervalo -1.0 a 1.0

44 Limites da conversão das imagens de refletância

45 Exemplos Produtos MODIS Land

46 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 d MOD17 Fotossíntese Líquida e Produtividade Primária d MCD43 BRDF/Albedo 500, 1000, d MOD44 Campos contínuos de vegetação 500 Anual MCD45 Área Queimada 500 M

47 MOD09 Refletância da superfície Imagem do dia 05/08/2010

48 MOD09 Refletância da superfície Mosaico dos dias 05 a 12/08/2010

49 MOD09 Refletância da superfície 06/08/ /08/ /08/ /08/ /08/ a 12/08/ /08/ /08/ /08/2013

50 MOD09 MOD09GQ MOD09GA MOD09Q1 MOD09A1 Global 0.05 graus Resolução 250m 500m 250m 500m 0.05 o Data Inicial ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 ~24 fev 2000 Tamanho ~78M ~85M ~72M ~68M ~980M Dimensão Número de SDS 4800 x x x x x (9) 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

51 MOD10 - Cobertura de neve

52 MOD11 - Temperatura da superfície

53 MCD12 - Tipo de cobertura da Terra

54 MOD14 - Anomalias Termais e Fogo

55 MOD14 + MOD09

56 MOD15LAI

57 Programas para processar HDF

58 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)

59 HDFView NCSA

60 HDF Explorer

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62 HDFLook

63 HDFLook Laboratoire d'optique Atmosphérique Université des Sciences et Technologies de Lille

64 Sites com informações MODIS

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68 index_mod021km.html

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73 Estação de Recepção - INPE

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80 MOD09A1

81 MOD09A1 h12v10

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