摘 要：MODIS 1B數(shù)據(jù)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(yīng)用工作質(zhì)量越高。通過(guò)對(duì)利用角度和向量關(guān)系迭代算法，不斷修正MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)的地理經(jīng)緯度的一種新的MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)地理定位方法進(jìn)行研究，最終得到比使用傳統(tǒng)方法更精確的地理定位信息。

關(guān)鍵詞：MODIS數(shù)據(jù)；地理定位；0級(jí)數(shù)據(jù)；迭代算法

中圖分類(lèi)號(hào)：TP75，TP301.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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(guó)宇航局EOS系列衛(wèi)星上的主要探測(cè)儀器。他是惟一進(jìn)行直接廣播的對(duì)地觀測(cè)儀器。其掃描寬度為2 330 km，具有36個(gè)離散相互配準(zhǔn)的光譜波段，空間分辨率分為250/500/1 000 m三級(jí)。在對(duì)地觀測(cè)中，MODIS每1～2天觀測(cè)地球表面1次，這些數(shù)據(jù)在地球科學(xué)的綜合研究和海洋、陸地、大氣的專(zhuān)門(mén)研究中發(fā)揮了重要作用。

由于MODIS在數(shù)據(jù)質(zhì)量和數(shù)據(jù)政策方面的特殊性，使之成為遙感工作者不可多得的國(guó)際科學(xué)數(shù)據(jù)資源。然而在遙感成像時(shí)，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(zhì)量和應(yīng)用。這就需要對(duì)獲取的原始影像進(jìn)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(shù)據(jù)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(zhì)量密切相關(guān)。本文中使用MODIS０級(jí)數(shù)據(jù)，利用一種新的地理定位方法得到比傳統(tǒng)方法更加精確的地理定位信息。

2 新的MODIS數(shù)據(jù)地理定位方法

在進(jìn)行MODIS數(shù)據(jù)地理定位時(shí)，需要先求得目標(biāo)觀測(cè)矢量的地理經(jīng)緯度。這里使用地球橢球體截面法求得觀測(cè)矢量在ECR坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值P0(X0，Y0，Z0);在考慮由于地形因素產(chǎn)生的視差而求得的地理定位信息時(shí)，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(guān)系求得(如圖1所示)［1，2］，這樣得到的精確度不高；現(xiàn)在使用的迭代法是利用角度和向量關(guān)系，通過(guò)迭代不斷修正MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)的地理經(jīng)緯度，具體實(shí)現(xiàn)算法如下［3］：

3 實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果分析

文中提出將一種利用角度和向量關(guān)系的迭代法通過(guò)不斷修正因?yàn)榈匦纹鸱蛩卦斐傻牡乩砦灰普`差，得到比使用單純利用向量比例關(guān)系方法更精確的地理定位信息。

這里用Visual C++實(shí)現(xiàn)該MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)的地理定位算法。MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)是從http://picasso.coas.oregonstate.edu/ORSOO/MODIS/DB/網(wǎng)站獲取，其文件是PDS(Product Data Set)格式(http://www.nfiieos.cn/index.asp)，同時(shí)還附帶相應(yīng)的星歷數(shù)據(jù)、衛(wèi)星姿態(tài)文件。

使用上述迭代算法對(duì)MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行地理定位后，生成MODIS 1A級(jí)數(shù)據(jù)，即表示已被賦予定標(biāo)參數(shù)，再經(jīng)過(guò)輻射校正后得到MODIS 1B級(jí)數(shù)據(jù)，此時(shí)得到的結(jié)果是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)而進(jìn)行后續(xù)的MODIS數(shù)據(jù)應(yīng)用。在其后的研究中發(fā)現(xiàn)使用經(jīng)過(guò)本文中的地理定位算法得到的1A級(jí)數(shù)據(jù)，其效果好于使用傳統(tǒng)算法得到的1A級(jí)數(shù)據(jù)。

4 結(jié) 語(yǔ)

使用本文中的迭代法對(duì)MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)進(jìn)行地理定位后，在后續(xù)對(duì)MODIS 1B級(jí)數(shù)據(jù)使用中得到的結(jié)果確實(shí)比原來(lái)使用的算法效果更好，但是在處理速度上，傳統(tǒng)算法快于本文使用的算法。然而，每個(gè)MODIS 0級(jí)數(shù)據(jù)的輸入文件只包括2個(gè)小時(shí)的數(shù)據(jù)[7]，所以還是能滿(mǎn)足處理要求。

參 考 文 獻(xiàn)

［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(xué)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(guān)性遙感影像輻射度的地形校正算法[J].測(cè)繪學(xué)報(bào)，2006，35(3):285-290.

［5］李柳霞.MODIS影像數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)研究[D].北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)，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(nèi)容請(qǐng)以PDF格式閱讀原文。