蓝紫

 2009年7月2日 21:23:26

转自http://blog.sina.com.cn/s/blog_4a1c6f7f010006ev.html

自己看书一直没有这么明白这个定义，这个博客解释的确是很不错，收藏了。

物体表面对电磁波的反射有三种形式：

    "   镜面反射(mirror reflection)

         反射能量集中在一个方向，反射角=入射角

    "   漫反射(diffuse reflection)

         整个表面都均匀地向各向反射入射光称为漫反射

    "   方向反射(directional reflection)

         介于漫反射和镜面反射之间，各向都有反射，

          但各向反射强度不均一。

实际上多数自然表面对辐射的波长而言都是粗糙表面。当目标物的表面足够粗糙，以致于它对太阳短波辐射的反射辐射亮度在以目标物的中心的2π空间中呈常数，即反射辐射亮度不随观测角度而变，我们称该物体为漫反射体，亦称朗伯体。漫反射又称朗伯(Lambert)反射，也称各向同性反射。

介于漫反射和镜面反射之间反射称为方向反射，也称非朗伯反射。产生方向反射的物体在自然界中占绝大多数，即它们对太阳短波辐射的散射具有各向异性性质。当遥感应用进入定量分析阶段，我们必须抛弃“目标是朗伯体”的假设。

目前大部分应用还都采用朗伯近似。

描述方向反射不能简单用反射率表述，因为各方向的反射率都不一样。

对非朗伯体而言，它对太阳短波辐射的反射、散射能力不仅随波长而变，同时亦随空间方向而变。

所谓地物的波谱特征是指该地物对太阳辐射的反射、散射能力随波长而变的规律。地物波谱特征与地物的组成成份，物体内部的结构关系密切，通俗讲地物波谱特征也就是地物的颜色特征。

而地物的方向特征是用来描述地物对太阳辐射反射、散射能力在方向空间变化的，这种空间变化特征主要决定于两种因素，其一是物体的表面粗糙度，它不仅取决于表面平均粗糙高度值与电磁波波长之间的比例关系，而且还与视角关系密切。

设波长为λ，空间具有δ分布函数的入射辐射，从 (θ0，φ0) 方向，以辐射亮度L0 (θ0，φ0，λ)投射向点目标，造成该点目标的辐照度增量为dE (θ0，φ0，λ) = L0 (θ0，φ0，λ) cosθ0 dΩ。传感器从方向(θ，φ)观察目标物，接收到来自目标物对外来辐射dE的反射辐射，其亮度值为dL (θ，φ，λ)。

则定义双向反射率分布函数 ：

 

 

 双向反射率分布函数（BRDF）的物理意义是：来自方向地表辐照度的微增量与其所引起的方向上反射辐射亮度增量之间的比值。

这样定义的BRDF为什么可以恰当地表达地物的非朗伯体特性呢？

众所周知，在现实世界中投射到地物表面上的辐射能量往往有两部份组成，即来自太阳的直射辐射与天空散射辐射，而传感器在方向上测得的辐射亮度是空间入射辐射场的综合效应，它不仅与该点地物的反射特性有关，而且与辐射环境（即入射辐射亮度的空间分布函数）有关。

为了摆脱辐射环境的影响，我们采取两个措施：其一，设定入射辐射场为δ分布函数，其二，采用比值形式。

这样定义的 f 有如下三个特点：

"  与辐射环境无关，它仅与该地物的反射辐射特性有关，并且具有的 (Sr)-1 因次。

"    它是θ0，φ0， θ，φ，λ 五个自变量的函数，在2π空间中无论是入射还是反射均有无穷多个方向。（从概念上说要完整地表达一个物体的非朗伯体特性需要有无穷多个测量数据，而且这组无穷多个测量数据仅与一个具体对象相联系，例如对某一棵树的BRDF测 量结果一般不同于对另一棵树的测量结果。实际上它使得对物体的非朗伯体的描述几乎成为不可能。所以重要的问题是能否对一类地物建立一种模型，从无穷多个测 量数据集中找到一组个数有限的子集，它足以表征这类地物共同的对入射辐射的反射、散射特性，并且它与这类地物的空间结构特征有着稳定的函数关系，我们把这 样的特殊子集称之为这类地物的方向谱。 ）

"    这样定义的BRDF，虽然从理论上能较好地表征地物的非朗伯体特性，但在实际测量上困难较大，精确测量dE (θ0，φ0，λ)很困难。

 

双向反射率因子(Bi-directional Reflectance Factor,   BRF)

定义：在相同的辐照度条件下，地物向(θ，φ)方向的反射辐射亮度与一个理想的漫反射体在该方向上的反射辐射亮度之比值，称为双向反射率因子R：

 

 

 

 

     2009年7月2日 9:21:31

    中分辨率成像光谱仪(MODerate-resolution Imaging Spectroradiometer) -MODIS是Terra和Aqua卫星上搭载的主要传感器之一，两颗星相互配合每1-2天可重复观测整个地球表面，得到36个波段的观测数据，这些数据 将有助于我们深入理解全球陆地、海洋和低层大气内的动态变化过程，因此，MODIS在发展有效的、全球性的用于预测全球变化的地球系统相互作用模型中起着 重要的作用，其精确的预测将有助于决策者制定与环境保护相关的重大决策。

     MODIS自2000年4月开始正式发布数据，NASA对MODIS数据以广播X波段向全球免费发送，我国目前已建立了数个接收站并分别于2001年3月 前后开始接收数据。由于NASA对MODIS数据实行这种全球免费接收的政策，使得MODIS数据的获取十分廉价和方便。

一下这个是转自http://hi.baidu.com/wyf86/blog/item/b2b8ddfcb4c7fef5fc037fdf.html

     MODIS标准数据产品根据内容的不同分为0级、1级数据产品，在1B级数据产品之后，划分2－4级数据产品，包括：陆地标准数据产品、大气标准数据产品和海洋标准数据产品等三种主要标准数据产品类型，总计分解为44种标准数据产品类型。它们分别是：

1、MODIS L0数据是对卫星下传的数据报解除CADU外壳后，所生成的CCSDS格式的未经任何处理的原始数据集合，其中包含按照顺序存放的扫描数据帧、时间码、方位信息和遥测数据等。

2、LlA数据是对L0数据中的CCSDS包进行解包所还原出来的扫描数据及其他相关数据的集合

3、LlB数据是对LlA数据进行定位和定标处理之后所生成，其中包含以sI(Scaled Integer)形式存放的反射率和辐射率的数据集。LlB代码读取LlA代码解包产生的DN数据集(EV SD SRCA BB SV)以及定标查找表LUT(LookUp Table)作为输入，分别对太阳反射波段RSB和热辐射波段TEB进行定标处理。定标计算所使用的参数可以从MODIS支持组MCST所定期发布的LUT文件中得到。传感器DN数值按照BDSM(Band，Detector，Sub-frame，Mirror．side)索引。

4、L2～L4是对LlB数据进行各种应用处理之后所生成的特定应用数据产品。

MOD01：即 MODIS1A数据产品。

1A级处理程序，把2个小时的0级文件重新组织成一系列基本处理单元，及数据块（Granules），每个数据块包含大约5分钟的MODIS数据。因为MODIS镜面的一次扫描需要1.4771秒，所以在5分钟内1B级产品文件典型的有203次完全扫描，有时候完全扫描204次。每天5分钟集合的扫描文件有288个。地理位置代码计算地面单个象元的坐标，以及有关MODIS的太阳和月亮的位置信息。在GDAAC的操作中，1A级和地理位置代码使用产品生成程序（PGE01）。同时，它们将输入的MODIS数据放到1B级软件中

MOD02：即 MODIS1B数据产品。

MOD03：即 MODIS数据地理定位文件。

MODIS Geolocation(MOD03) 数据产品包含有：MODIS每个1km EV（Earth View）中心的经纬度，每个1km EV太阳/卫星的方位，每个1km EV EOS陆地/海洋的阈值，每条扫描太阳和月亮相对于MODIS的位置，充分的仪器参数信息以支持特定波段和亚像元级定位。格式描述分为4个部分：全局元数据、处理和几何参数、扫描数据、组（Vgroups）

MOD04-08，35为大气产品，9－17，33，40，43，44为陆地产品，18-32，36-39，42为海洋产品

MOD04：大气2、3级标准数据产品，内容为气溶胶产品，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐

标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3级数据产品。

MOD05：可降水量。2级大气产品。

MOD06：大气2、3级标准数据产品，内容为云产品，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3级数据产品。

MOD07：大气2、3级标准数据产品，内容为大气剖面数据，Lambert投影空间分辨率1公里，地理坐标30秒空间分辨率，每日数据为2级数据产品，每旬、每月数据合成为3级数据产品。

MOD08：大气3级标准数据产品，内容为栅格大气产品，1公里空间分辨率。每日、每旬、每月合成数据。

MOD09：陆地2级标准数据产品，内容为表面反射；空间分辨率250m；白天每日数据。

MOD10：陆地2、3级标准数据产品，内容为雪覆盖，每日数据为2级数据，空间分辨率500米，旬、月数据合成为3级数据，空间分辨率500米。

归一化雪被指数：归一化雪被指数是观测冰雪定量指标，

NDSI=（Ref_0.555um- Ref_1.640um)/( Ref_0.555um Ref_1.640um)

* Ref_0.555um、Ref_1.640um为入瞳反射率位于陆地且同时满足以下条件的像元，可以定义为“陆地冰雪”，简称“冰雪”：

NDSI＝(Ref_MODIS4- Ref_MODIS6) / (Ref_MODIS4 Ref_MODIS6)>0.4；Ref_MODIS2 > 0.11；

MOD11：陆地2、3级标准数据产品，内容为地表温度和辐射率，Lambert投影，空间分辨率1公里，地理坐标为30秒，每日数据为2级数据，每旬、每月数据合成为3级数据。

MOD12：陆地3级标准数据产品，内容为土地覆盖/土地覆盖变化，1km，1/4º，季节的，生物地球化学循环，土地覆盖变化，3级数据产品。

MOD13：陆地2级标准数据产品，内容为栅格的归一化植被指数和增强型植被指数（NDVI/EVI），空间分辨率250m。

MOD14：陆地2级标准数据产品，内容为热异常-火灾和生物量燃烧，空间分辨率1km，确定火灾发生的位置、火灾等级以及暗火与燃烧比。

MOD15：陆地3级标准数据产品，内容为叶面积指数和光合有效辐射，空间分辨率1km，每天的及旬、月合成产品。

MOD16：陆地4级标准数据产品，内容为蒸腾作用，空间分辨率1km，旬、月合成产品。

MOD17：陆地4级标准数据产品，内容为植被产品，NPP，空间分辨率为250米，1公里，旬、月度频率。

MOD18：海洋2、3级标准数据产品，内容为标准的水面辐射，全球洋面，空间分辨率1km，日、旬、月，海洋叶绿素。

MOD19：海洋2、3级标准数据产品，内容为色素浓度，全球洋面，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。

MOD20：海洋2、3级标准数据产品，内容为叶绿素荧光性，全球洋面，空间分辨率1km，叶绿素水平大于2.0mg/m3，日、旬、月度数据。

MOD21：海洋2级标准数据产品，内容为叶绿素-色素浓度，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。

MOD22：海洋2、3级标准数据产品，内容为光合可利用辐射（PAR），全球洋面，1km，日、旬、月度数据。

MOD23：海洋3级标准数据产品，内容为悬浮物浓度。

MOD24：海洋3级标准数据产品，内容为有机质浓度。

MOD25：海洋2、3级标准数据产品，内容为球石浓度，全球洋面，空间分辨率1km、20km，日、旬、月度数据。

MOD26：海洋3级标准数据产品，内容为海洋水衰减系数。

MOD27：海洋2、3级标准数据产品，内容为海洋初级生产力，全球洋面，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。

MOD28：海洋2、3级标准数据产品，内容为海面温度，全球洋面，空间分辨率1km，每天的，每周的/昼夜的，能量和水平衡，气候变化模型。

MOD29：海洋2级标准数据产品，内容为海冰覆盖，海洋，1公里分辨率，日、旬数据。

MOD30：（未定）

MOD31：海洋2、3级标准数据产品，内容为藻红蛋白浓度， 1公里分辨率，日、旬、月度数据。

MOD32：海洋2级标准数据产品，内容为处理框架和匹配的数据库，1公里分辨率，日、旬、月度数据，用于海洋叶绿素、海洋生产力计算。

MOD33：陆地3级标准数据产品，内容为雪覆盖，空间分辨率500米，日、旬、月度数据。

MOD34：（未定）

MOD35：大气2级标准数据产品，内容为云掩膜，空间分辨率为250m和1公里，日数据。

MOD36：海洋3级标准数据产品，内容为总吸收系数，空间分辨率为1公里，日、旬、月度数据

MOD37：海洋2、3级标准数据产品，内容为海洋气溶胶特性，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。

MOD38：（未定）

MOD39：海洋2、3级标准数据产品，内容为纯水势，空间分辨率1km，日、旬、月度数据。

MOD40：陆地3级标准数据产品，内容为栅格的热异常，空间分辨率1公里，日、旬、月度数据。

MOD41：（未定）

MOD42：海洋3级标准数据产品，内容为海冰覆盖，空间分辨率1公里，日、旬、月度数据。

MOD43：陆地3级标准数据产品，内容为表面反射，BRDF/Albedo参数，空间分辨率1公里，日、旬、月度数据。

MOD44：陆地3级标准数据产品，内容为植被覆盖转换，250m，季度、年度，判定植被覆盖转换的发生和类型。