一種新的ＭＯＤＩＳ ０級數據地理定位方法
2008-04-12 00:00:00曾麗萍王振松
現代電子技術 2008年2期
摘 要：MODIS 1B數據文件中包含有象素的地理定位信息，該地理定位信息的精確度越高，后期的處理及應用工作質量越高。通過對利用角度和向量關系迭代算法，不斷修正MODIS 0級數據的地理經緯度的一種新的MODIS 0級數據地理定位方法進行研究，最終得到比使用傳統方法更精確的地理定位信息。
關鍵詞：MODIS數據；地理定位；0級數據；迭代算法
中圖分類號：TP75，TP301.6 文獻標識碼：B 文章編號：1004-373X(2008)02-173-02
A New MODIS 0 Level Earth Location Algorithm
ZENG Liping，WANG Zhensong
(School of Automatization Engineering，University of Electronic Science and Technology of China，Chengdu，610054，China)
Abstract：MODIS 1B data file includes earth location information about pixels.The more precise of earth location information，it will get the more improved coming work.This article studies a new MODIS 0 level earth location algorithm which takes advantage of the relation between angle and vector，modifies the geodetic longitude and latitude of MODIS Level 0 data，the results are more precise than the traditional way.
Keywords：MODIS data;earth location;level 0 data;iterative algorithm
1 引 言
中分辨率成像光譜儀(Moderate Resolution Imaging Spectra radiometer，MODIS)是美國宇航局EOS系列衛星上的主要探測儀器。他是惟一進行直接廣播的對地觀測儀器。其掃描寬度為2 330 km，具有36個離散相互配準的光譜波段，空間分辨率分為250/500/1 000 m三級。在對地觀測中，MODIS每1～2天觀測地球表面1次，這些數據在地球科學的綜合研究和海洋、陸地、大氣的專門研究中發揮了重要作用。
由于MODIS在數據質量和數據政策方面的特殊性，使之成為遙感工作者不可多得的國際科學數據資源。然而在遙感成像時，由于各種因素的影響，使得遙感圖像存在一定的幾何畸變(即幾何誤差)。這些幾何畸變影響了圖像的質量和應用。這就需要對獲取的原始影像進行高精度的幾何校正。在幾何校正中，需要使用到圖像象素的地理定位信息，MODIS 1B數據文件本身帶有可以直接使用的圖像地理定位信息，所以該地理定位信息的精確度直接與遙感工作者后期工作質量密切相關。本文中使用MODIS０級數據，利用一種新的地理定位方法得到比傳統方法更加精確的地理定位信息。
2 新的MODIS數據地理定位方法
在進行MODIS數據地理定位時，需要先求得目標觀測矢量的地理經緯度。這里使用地球橢球體截面法求得觀測矢量在ECR坐標系中的坐標值P0(X0，Y0，Z0);在考慮由于地形因素產生的視差而求得的地理定位信息時，本文使用了不同于以前的迭代方法。以前的迭代方法是利用向量間的比例關系求得(如圖1所示)［1，2］，這樣得到的精確度不高；現在使用的迭代法是利用角度和向量關系，通過迭代不斷修正MODIS 0級數據的地理經緯度，具體實現算法如下［3］：
3 實驗過程和結果分析
文中提出將一種利用角度和向量關系的迭代法通過不斷修正因為地形起伏因素造成的地理位移誤差，得到比使用單純利用向量比例關系方法更精確的地理定位信息。
這里用Visual C++實現該MODIS 0級數據的地理定位算法。MODIS 0級數據是從http://picasso.coas.oregonstate.edu/ORSOO/MODIS/DB/網站獲取，其文件是PDS(Product Data Set)格式(http://www.nfiieos.cn/index.asp)，同時還附帶相應的星歷數據、衛星姿態文件。
使用上述迭代算法對MODIS 0級數據進行地理定位后，生成MODIS 1A級數據，即表示已被賦予定標參數，再經過輻射校正后得到MODIS 1B級數據，此時得到的結果是國際標準的HDF-EOS格式文件。該文件可被商用軟件包(ENVI，PCI， ERDAS等)直接讀取處理，進而進行后續的MODIS數據應用。在其后的研究中發現使用經過本文中的地理定位算法得到的1A級數據，其效果好于使用傳統算法得到的1A級數據。
4 結 語
使用本文中的迭代法對MODIS 0級數據進行地理定位后，在后續對MODIS 1B級數據使用中得到的結果確實比原來使用的算法效果更好，但是在處理速度上，傳統算法快于本文使用的算法。然而，每個MODIS 0級數據的輸入文件只包括2個小時的數據[7]，所以還是能滿足處理要求。
參 考 文 獻
［1］Mash Nishihama，Robert Wolfe.MODIS Level 1A Earth Location:Algorithm Theoretical Basis Document Version 3.0，26，1997.
［2］劉玉潔，楊忠.MODIS遙感信息處理原理與算法[M].北京:科學出版社，2001.
［3］Mahmut O Karslioglu，Jurgen Friedrich.A New Differential Geometric Method to Rectify Digital Images of the Earth′s Surface Using Isothermal Coordinates.IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing，2005.
［4］黃微，張良培，李平湘.一種顧及空間相關性遙感影像輻射度的地形校正算法[J].測繪學報，2006，35(3):285-290.
［5］李柳霞.MODIS影像數據預處理技術研究[D].北京:中國農業大學，2004.
[6]http://www.nima.mil/GandG/wgsegm.
[7]http://modis.gsfc.nasa.gov/.
注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內容請以PDF格式閱讀原文。
