Introduccion al sensor MODIS y sus productos

M.C. Miguel Armando Lopez Beltranmiguel.armandolb@gmail.com

Universidad Autonoma de Sinaloa

17 de Septiembre 2014

MODIS Productos MODIS

MODIS

Radiometro Espectral para Imagenes de Resolucion ModeradaMODIS -MODerate Resolution Imaging Spectro-Radiometer

Figura : Fuente: https://wdc.dlr.de/sensors/modis/

MODIS Productos MODIS

MODIS

MODIS es una herramienta a bordo de los satelites TERRA y AQUA.

Importancia

Recopila datos acerca de informacion bio-geoquımica y de la energıade la tierra que observan la atmosfera, superficie terrestre yoceanos, la nieve y el hielo, y el balance energetico.

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MODIS

TERRA

Compuesto por 5 sensores. Cadasensor dispone de caracterısticasunicas:

ASTER: Rediometro espacialde emision y reflexion termicaavanzada

CERES: Sistema de energıairradiada por la tierra y nubes

MISR: Radiometro espectralcon imagenesmultiangulares.

MODIS.

MOPITT: Mediciones decontaminacion en latroposfera.

Figura : Satelite TERRA. Fuente:http://www.nasa.gov/mission pages/terra/spacecraft/index.html#.VASsqWCSwUQ

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MODIS

AQUA

Compuesto por 6 sensores. Cadasensor dispone de caracterısticasunicas:

AIRS: Sondeo atmosfericoinfrarrojo.

AMSU-A: Unidad de sondeoavanzado de microondas.

HSB: Sondeo de humedadpara Brasil.

AMSR-E: Radiometroavanzado de escaneo demicroondas-EOS.

MODIS.

CERES.

Figura : Satelite AQUA. Fuente:http://aqua.nasa.gov/about/instruments.php

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MODIS: Especificaciones del sensor

TERRA

Orbita:

Heliosincronica

Inclinacion:

98.2°

Altitud:

708 km

Resolucion temporal:

1-2 dıas dependiendo latitud

Resolucion radiometrica:

12 bits

Resolucion espectral:

36 bandas

AQUA

Orbita:

Cuasipolar

Inclinacion:

98°

Altitud:

705 km

Resolucion temporal:

Idem

Resolucion radiometrica:

Idem

Resolucion espectral:

Idem

Pregunta Tarea:

¿Cual es la resolucion temporal para el caso de Sinaloa?

MODIS Productos MODIS

MODIS: Especificaciones del sensor

TERRA

Orbita:

Heliosincronica

Inclinacion:

98.2°

Altitud:

708 km

Resolucion temporal:

1-2 dıas dependiendo latitud

Resolucion radiometrica:

12 bits

Resolucion espectral:

36 bandas

AQUA

Orbita:

Cuasipolar

Inclinacion:

98°

Altitud:

705 km

Resolucion temporal:

Idem

Resolucion radiometrica:

Idem

Resolucion espectral:

Idem

Pregunta Tarea:

¿Cual es la resolucion temporal para el caso de Sinaloa?

MODIS Productos MODIS

MODIS: Especificaciones del sensor

Resolucion espectral

2 bandas de 250 metros.

5 bandas de 500 metros.29 bandas de 1000 metros.

Figura : Fuente: [2].

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MODIS: Deformaciones relacionadas con el barrido(angulo de vision)

Efecto Bowrtie

Problema en el procedimiento de captura de datos de barrido enel campo instantaneo de vista del sensor aumenta en losextremos de la imagen llegando a tener una deformacion de 5veces el tamano del pıxel en el eje Y y 2 en el eje X.

Consiste en la presencia de lıneas repetidas cerca de los bordesde las imagenes.

Figura : Fuente: [4].

Correccion

Existe software quecorrige este problema.

Los pıxeles a losbordes de la imagendeben de sertrabajado con cautela.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS

A partir de los datos MODIS se elaboran productos especıficos.Estan sujetos a un proceso de validacion que incluyecomparaciones:

Con datos tomados in situ en sitios prueba.Con datos y productos de otros sensores como ASTER, AVHRR,Ikonos, MISR, TM/ETM+.Con datos de referencia obtenidos de manera independiente.

Los productos utilizan una red sinusoidal y estan organizadosen una retıcula de 1,200 x 1,200 km (10° x 10° al ecuador).

Extension del archivo *hdf (Herichical Data Format).

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS

Figura : Retıcula sinusoidal del sensor MODIS.

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Productos MODIS: niveles de procesamiento

La elaboracion de productos sigue una serie de procedimientos:

Nivel 0: datos en bruto con informacion de sincronizacion.

Nivel L1: datos de geolocalizacion (MOD03) (coordenadas delocalizacion, elevacion, mascara tierra/agua, angulo deelevacion, cenit, azimut del satelite y sol.

Nivel 1A: productos utilizados para la geolocalizacion, lacalibracion y el procedimiento, contiene niveles de radicancia(MOD01), de las 36 bandas espectrales.Nivel 1B: imagen radiometrica corregida y calibrada a unidadesfısicas, contiene las radiancias y geolocalizacion (MOD02) paralas bandas generadas en el nivel 1A.

Nivel L2: producto generados de los productos L1B aplicandocorrecciones atmosfericas.

Nivel L2G: producto generado con datos obtenidos durante unperiodo fijo (12-24 horas), posteriormente agrupados en unacuadricula 10° x 10°, conteniendo variables geofısicasproyectadas en una malla uniforme.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: niveles de procesamiento

Nivel L3: productos derivados de variables geofısicasmapeadas, con resoluciones temporales de 1, 8, 16 y 30 dıas.Algunos productos:

MOD09: reflectancia.MOD13: ındice de vegetacion.MOD11: Temperatura y emisividad de la superficie terrestre.MOD14: Puntos de calor de incendios.

Nivel L4: productos generados por la incorporacion de datosMODIS en modelos para estimar variables geofısicas, soncreados a partir de datos de nivel L2 y datos auxiliares. Ejemplo:

Indice de area foliar/fraccion de radiacion activa fotosintetica(MOD15).Cobertura de suelo (MOD12).Produccion primaria (MOD17).

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Productos MODIS: clasificacion

MODIS

44 productos

Tierra CriosferaAtmósfera OceánoCalibración

MODIS

MOD Atmosphere MODLand MOcean

Variables relacionadas

con el balance energético

Variables biofísicas relacionadas

con la vegetación

Características de la

cobertura terrestre

Mas informacion y caracteristica de los productos

https://lpdaac.usgs.gov/products/modis products table

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: listado de productos

Fuente: Rodrıguez y Arredondo (2005)[5].

Calibracion:

MOD 01: Nivel 1A registros de radiacion.

MOD 02: Nivel 1B calibracion de radiaciones geolocalizadas.

MOD 03: Conjunto de datos de geolocalizacion.

Atmosfera:

MOD 04: Productos de aerosol.

MOD 05: Agua precipitable (vapor de agua).

MOD 06: Producto nubes.

MOD 07: Perfiles atmosfericos.

MOD 08: Productos atmosfericos en grillas.

MOD 35: Masas nubosas.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: listado de productos

Tierra:

MOD 09: Reflectancia de las nubes.

MOD 11: Temperatura y emisividad de la superficie terrestre.

MOD 12: Cobertura de la tierra y sus cambios.

MOD 13: Indice de vegetacion.

MOD 14: Anomalıas termales, fuegos y biomasas ardientes.

MOD 15: Indice de area foliar de hoja & FPAR (Fraccionalphotosynthetically Active).

MOD 16: Evapotranspiracion.

MOD 17: Fotosıntesis neta y productividad primaria.

MOD 43: Reflectancia de la superficie.

MOD 44: Conversion de la cobertura de vegetacion.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: listado de productos

Oceano:

MOD 18: Radiacion normalizada del agua.

MOD 19: Concentracion de pigmentos.

MOD 20: Clorofila fluorescente.

MOD 21: Concentracion de clorofila y pigmentos.

MOD 23: Concentracion de solidos suspendidos.

MOD 24: Concentracion de materia organica.

MOD 27: Productividad primaria del oceano.

MOD 28: Temperatura de superficie del oceano.

MOD 31: Concentracion de Phycoerythrin.

MOD 36: Coeficiente total de absorcion

MOD 39: Valor epsilon en el agua.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: listado de productos

Criosfera:

MOD 10: Cobertura de nieve.

MOD 19: Cubrimiento del hielo en el mar.

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS: Identificacion y/o Nomenclatura

Identificacion de tile :NOM.Aaaaaddd.hxxxvyyy.vvv.aaaadddhhmm.hdf

MOM: Referencia a la plataforma - MOD Terra; MYD Aqua y MCDdatos combinados terra/aqua.

Aaaaaddd: Despues de la letra A aparece la fecha deadquisicion (ano y dıa juliano), ejemplo A2012001, dıa juliano 1del ano 2012 (01 de enero de 2012).

hxxxvyyy: coordenadas del producto en la retıcula, paraSinaloa: h08v06.

vvv: Version del procesamiento o coleccion.

aaaadddhhmm: Fecha de procesamiento (ano, mes, dıa, hora,minuto, segundo).

MODIS Productos MODIS

Productos MODIS

Ejemplo de producto:

MOD17A2.A2013009.h08v06.005.2013 02 21 44 622.hdf

Descripcion

Fotosıntesis neta y productividad primaria.

Datos TERRA.

A2: Resolucion espacial de 1 km y resolucion temporal 8 dıas.

09 de Enero de 2013.

Tile que pertenece algunos Estados de Mexico (Sinaloa, Sonora,Durango, Nayarit, etc.).

Version de procesamiento 005.

Fecha de procesamiento 2 de Febrero de 2013 a las 14:46:22.

Ejercicio practico

EJERCICIO PRACTICO

Ejercicio practico

Objetivo: Determinar la variacion de ındices de vegetacion enecosistemas naturales y antropogenicas con imagenes de productosMODIS.

Ejercicio practico

Productos a utilizar:

MCD12Q2

MOD13A1

Area de estudio:

Estado de Sinaloa.

Bibliografıa

Terra.http://terra.nasa.gov/.Acceso: 01 de Septiembre de 2014.

INEGI.Ficha tecnica TERRA AQUA.http://www.inegi.org.mx/geo/contenidos/imgpercepcion/imgsatelite/doc/

aspectos_tecnicos_de_imagenes_modis.pdf.Acceso: 01 de Septiembre de 2014.

Miguel Armando Lopez Beltran.Integracion de imagenes del sensor modis y cartografıa tematica para la simulacion demodelos geoespaciales para obtener zonas propensas a desertificacion en el estado desinaloa.Tesis maestrıa, Universidad Autonoma de Sinaloa, 2014.

Jean-Francois Mas.Aplicaciones del sensor MODIS para el monitoreo del territorio.SEMARNAT, INE, UNAM, CIGA, 2011.

Oscar Eduardo Rodrıguez Chavez and Harold Alberto Arredondo Bautista.Manual para el manejo y procesamiento de imagenes satelitales obtenidas del sensorMODIS de la NASA, aplicado a ingenierıa civil.Trabajo de grado, Pontifica Universidad Javeriana, 2005.