MODIS数据分级及数据格式

MODIS 数据格式MODIS数据分级分类标准规范MODIS数据产品分级、分类、流程参考规范（草）（中科院地理科学与资源研究所全球变化信息研究中心）（讨论和试用稿第一稿2004 年 9 月 15 日）前言说明：美国NASA 对 MODIS 数据分级、分类和数据处理流程给予了比较明确的标准规范。我国对地观测系统MODIS 共享平台建设主要参照了美国的标准，个别地方做了修改。 这是讨论和试用稿 （第一稿）。1 主题内容与适用范围1.1主题内容本标准规定了国家对地观测系统MODIS共享平台数据产品分类、分级和编码标准，用以规范我国 MODIS 数据产品在产生、归档、保藏、交换和应用中的一致性。1.2参考标准本标准制定主要参用了美国国家航空航天局（ NASA ）关于对地观测系统MODIS 数据分级、 分类和数据处理流程规范。1.3适用范围本规范适用于国家科技基础条件平台对地观测系统MODIS共享平台全部标准数据产品和过渡性数据产品。2 术语2.1 国家对地观测系统MODIS 共享平台数据产品：国家对地观测系统MODIS 共享平台数据产品包括标准数据产品和特殊数据产品。2.2 标准数据产品： 利用对地观测系统数据， 依据规范和数据分级标准对一定空间分辨率和时间频率进行连续开发的数据产品，定义为标准数据产品。2.3 特殊数据产品： 利用对地观测系统数据， 依据非规定的标准、 或非规定的空间分辨率、 或特定地区、或特定时间频率开发、或预处理过程的数据产品，称为特殊数据产品。2.4 数据产品分级：根据数据间相互依存关系划分的等级称为数据产品分级。2.5 数据产品分类：依据数据内容异同划分的数据类型称为数据产品分类。2.6 数据产品编码：用标识符或标识数字形式对数据产品进行一一确认的过程称为数据产品编码。3 MODIS数据产品分级3.1MODIS 数据产品分级系统：MODIS 标准数据产品分级系统由5 级数据构成，它们分别是：0 级、1 级、 2 级、 3 级和 4 级。3.20 级数据：卫星地面站直接接收到的、未经处理的、包括全部数据信息在内的原始数据为0 级数据。3.3 1 级数据：对 没有经过处理 的、完全分辨率的仪器数据进行重建，数据时间配准，使用辅助数据注解，计算和增补到 0 级数据之后为 1 级数据。3.42 级数据：在1 级数据基础上开发出的、具有相同空间分辨率和覆盖相同地理区域的数据为2 级数据。3.53 级数据： 3 级数据时以统一的时间-空间栅格表达的变量，通常具有一定的完整性和一致性。在3 级水平上，将可以集中进行科学研究，如：定点时间序列，来自单一技术的观测方程和通用模型等。第 1 页 共 21 页MODIS 数据格式3.64 级数据：通过分析模型和综合分析3 级以下数据得出的结果数据为4 级数据。4 MODIS数据产品分类4.1标准数据产品类型：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：MOD01 ：即MODIS1A数据产品。MOD02 ：即MODIS1B数据产品。MOD03 ：即 MODIS 数据地理定位文件。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。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。第 2 页 共 21 页MODIS 数据格式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。4.2特殊数据产品类型MOD45 ：在 MOD02 （ 1B）数据基础上，经过BOWTIE 处理后的数据产品。MOD46 ：在 MOD02 （ 1B）数据基础上，经过 BOWTIE 处理后，并经过除云后的数据产品。 （其他特殊数据产品待列） 。5 数据产品生产过程规范5.1 陆地数据处理过程规范第 3 页 共 21 页MODIS 数据格式MODIS 陆地产品处理流程仪器数据包0 级MOD01L1A1 级MOD02经辐射值校正的L1B栅格定位指针产品2/2G 级MOD02栅格定位指针，栅格角度数据MOD10MOD35MOD12云掩膜土地覆盖雪覆盖MOD09地表反射MOD29MOD11MOD04海冰最大地表温度与辐射范围热异常2G 级 （栅格化2 级产品）MOD11MOD33MOD10地面温度与辐射雪覆盖(日、旬、月 )雪覆盖(日、旬、月 )日、旬、月3 级MOD13MOD14植被指数(日、旬、月 )MOD12热异常(日、旬、月 )MOD43土地覆盖(季度、年 )双向反射分布函MOD15数/ 反照率叶面积指数、光和活性(日、旬、月 )分量 (日、旬、月 )MOD154 级叶面积指数、光和活性分量(日、旬、月 )MODIS 陆地产品流程图MOD03地理定位文件栅格角度数据产品MOD04陆地气溶胶产品 (轨道 )MOD05可降水量MOD35云掩膜MOD29海冰最大覆盖(日、旬、月 )MOD42海冰覆盖(日、旬、月 )MOD17植被生产力(日、旬、月 )第 4 页 共 21 页MODIS 数据格式5.2大气数据产品处理过程规范MODIS大气产品处理流程0 级仪器数据包MOD 031A 级1 级MOD 02MOD 03经过辐射校正的L1B 数据地理定位文件MOD 02MOD 03MOD 07大气廓线MOD 35臭氧总量2 级云掩膜稳定性指数温度与湿度廓线MOD02 MOD03 MOD07MOD35L2G 地表反射MOD11MOD04MOD05L2G 级地表温度气溶胶产品可降水产品MOD21光学厚度太阳算法L2G 级叶绿素含量红外算法MOD03 ， 2 级大气产品MOD083 级大气（联合）产品： （日、旬、月）气溶胶水汽3 级云稳定性参数臭氧MODIS 大气产品流程图MOD06云产品云顶性质（温度，高度，辐射）云粒相云比例云光学性质（光学厚第 5 页 共 21 页MODIS 数据格式5.3海洋数据产品处理过程规范MODIS海洋产品处理 流程0 级仪器数据包MOD011 级L1AMOD02经过校正的L1B 辐射值MOD02MOD05MOD35云掩膜2 级可降水量MOD28MOD04MOD28海洋表气溶胶产每周合成，面温度3 级数据（前期）海洋水色MOD28海洋表面温度3 级4 级MODIS 海洋产品处理流程图MOD03地理定位数据MOD03海洋水色MOD18归一化水面辐射量MOD19色素浓度MOD20叶绿素荧光性MOD21叶绿素浓度MOD22光合有效辐射MOD23固体悬浮物浓度MOD24有机物浓度MOD25地球石质浓度MOD26水体衰减系数MOD31藻红蛋白浓度MOD36总体吸收系数MOD37气溶胶性质MOD39清水的 海洋水色MOD27海洋生产力（年）第 6 页 共 21 页MODIS 数据格式第五章MODIS 数据格式第一 TERRA/AQUA MODIS下行数据格式MODIS 的下行数据 （ RawData）利用 CCSDS 行了封装， 使用 RS（ 255，223） 行 。 CCSDS中有一个非常重要的概念虚 通道（ VC ， Virtual Channel ），不同的 TERRA 数据通 虚 通道的 ID （ VC ID ） 行区分（ 1）。整个 CCSDS 包（包括同步 4 个字 ） 度 1024 字 。其中 Reed Solomon Coding 用来 整个 Coded VCDU 行 。 MODIS CCSDS 包的 Reed Solomon Coding 部分共有 32 4 128 字 ，采用RS（ 255， 223）。每个包可 164 64 个字 。 MODIS 描周期 1.477 秒。如 2，每条 描 沿 描方向有1354 点（ Pixels），沿 道方向有 10 个 IFOV （瞬 ）。在每个 IFOV 中， 1KM 分辨率波段有 1 个采 ， 500M 分辨率波段有 4 个采 ， 250M波段有16 个采 。白天 描每个点在两个MODIS 包中 ，第一个包 IFOV 1 5，第二个包 IFOV6 10。在每个包中，数据依照IFOV 序号的大小 次排放。在每个IFOV 中，数据按照波段号 次排放。在每个波段中，依照采 的序号 次排放。采 序号由Det 和 Sample 确定，例如 于 IFOV2 中的波段 1，其 Det 范 是 5 8，Sample 范 是 1 4，采 的排放 序是 （ Det5,Sample1 ）（、Det5,Sample2）、（ Det5,Sample3）、（ Det5,Sample4）、（Det6,Sample1 ）（ Det7,Sample1 ）（ Det8,Sample4）。 理解包PN 解 PDS 数据 品射频接收CCSDS 协 议0级产品与 0 级处理Terra 解 器图 1 TERRA/AQUAQ MODIS接收信号到 0 数据 品 理流程在上面的第二个 色的方框， 代表了裸数据。 裸数据是最原始的地面接收数据， 它含有 足 CCSDS 准（ CCSDS102.0-B-4 ）的数据包 (CADU)。它 格式化同步、去 、 RS 、格式 等相 的步 和程序， 理成 MODIS 0 数据 品（PDS文件）。CADU 的 VCDUVCDU同 步 字VCDU导头VCDU数据 元R S 编码（Sync ）（ CCSDS信息包）主 副 源数据第 7 页 共 21 页MODIS 数据格式MODIS数据头MODIS数据和检查CCSDS 信息包1.1虚拟信道数据单元（VCDU）下面是 VCDU的说明 , 其中下面的数字为各字段长度（用bit 表示）：VCDU标识VCDU 主导头VCDU导头差错版本虚拟信道数据信号字段号航天器 ID虚拟信道单元计数回放标志备用控制（可选）8ID（ 16）262417VCDU 字尾（可选）VCDU插入区（可VCDU数据单元操作控制字段（可选）VCDU误差控制字段（可选）选）变长变长（ 32）（ 16）虚拟信道数据单元（VCDU）格式第 8 页 共 21 页MODIS 数据格式图2 MODIS 扫描数据的排列次序1.2源信息包源信息包包含在VCDU中的数据单元中，它的定义如下（字段长度用bit 表示）：信息包主导头信息包数据字段版本号信息包标识信息包顺序控制信 息 包 数信息包副源数据第 9 页 共 21 页MODIS 数据格式类 型指副 导 头应 用 处 理顺序标记信息包序列据长度导 头 ( 可3示标记程序标识2计数选 )变长11111416变长CCSDS源信息包格式1.3MODIS下行数据中各字段说明起始字节字节比特项说明值备注CADU0432同步字VCDU主导头2版本号8航天器ID426虚拟信道ID6324虚拟信道数据单元计数911回放标记7备用886VCDU数据M_PDU数据头5备用102CCSDS 第一数11据头指针CCSDS 源信息包主导头1A CF FC 1D未经过 R-S 编码在 Aqua 上使用了 PN 编码01Terra 卫星： 2A ，Aqua 卫星： 9ATerra 卫星 : 2A 用于 MODIS, 29 用于 MISR, 3F 用于fill; Aqua卫星 : 1E用于 MODIS0 表示已满 , 或 1至 .0PN 随机化字节表示的偏移偏移量从该数据量，无数据头用头开始起算7FF 表示3版本号0+021类型0=常规 , 1=检验第 10 页 共21 页MODIS 数据格式+22+42+62+84+122+141+1531副导头标记11应用处理程序标识 APID2顺序标记14包计数16信息包长度CCSDS 副导头16时间：天32时间：毫秒16时间：微秒1快视标记3信息包类型3扫描计数1镜面标识CCSDS 数据MODIS数据头1数据源标识11数据标识10FPA/AEM 配置1科学数据状态科学数据是否1反常1MODIS: 64 to 12701=第一个 , 10=second, 11=only packet0 to 16383副导头长度 +数据长度 -1从 1958-01-01 开始起算一天中的ms 计时ms 中的微秒计时如果选择了快视，则为 1000=白天 ,001=夜间 , 010=eng1,100=eng20 to 70=side 1, 1=side 20= 地球观测 , 1= 定标数据0=eng., 1 至 1354用于采样计数对于不同探测器的设置0=试验 , 1=标准0=反常 ,1=正常白天有两个长数据包，晚上有一个短数据包第 11 页 共21 页MODIS 数据格式MODIS数据622.54980白天 / 工程数+18或或据，夜 数据256.520521.512 和 的 VCDU8961281024R-S 编码第二节PDS-MODIS 0 级数据格式（待补）第三 HDF MODIS 1 数据格式由于 L1A、L1B、Geolocation 数据均使用 HDF EOS格式，因此在介 L1A、L1B、 Geolocation 数据格式之前有必要 HDFEOS 行 要的 明。HDF-EOS是 NASA 遥感 用而 NCSA（ NationalCenter forSupercomputingApplications美国国家超 算中心）的HDF（ Hierarchical Data Format分 数据格式） 行的 充。HDF（ Hierarchical Data Format分 数据格式）是一种多 象的文件格式（ 3），以便在分布 境中共享科学数据。NCSA提出 HDF的目的是解决将工作于同一工程的科学家分散于不同地区（大学、研究所、公司）的 。一个大型的科学研究 目，常常由 多科学家及 多研究机构共同完成，他 各有分工。而 些科学家集中在一起工作常常是不可能的，他 之 必 存在一套良好的数据共享机制。HDF解决了存 科学数据的 多要求， 包括：支持科学家常用的数据 型。存 和 理大型数据的有效性。平台独立性。可 充性和 其他 准格式的适 性。自描述性。 HDF文件是自描述的， 是指文件中的每一个 HDF数据 构， 文件中都有关于数据的充分信息，以及它在文件中的位置。多种 型的数据可以包含在一个文件中。例如，通 利用相 的 HDF数据 构，可以将 号数据、数 数据、 像数据放在同一个HDF文件中。目前国 上已 出 多 理、 、管理HDF及 HDF EOS的共享 件。国外MODIS 品都是基于 HDFEOS格式的。 NASA正在 建的 EOSDIS的数据也是基于 HDF EOS的。国内开 MODIS接收 / 处理系 不可避免的也 使用HDF EOS格式。HDF文件包括文件 、一个以上的数据描述 和若干数据 （可能 0 个）（ 2）。其中，文件 用来 HDF文件。数据描述 中包含若干的数据描述。每个数据描述和相 的数据元共同 成一个数据 象（ Data Object ）。数据 象包括数据描述和数据元。数据元包含 的数据。而数据描述 名思 出了数据元的 型、大小、位置信息。 HDF文件的 种 方式使得 HDF文件具有自定 性。HDF的文件 构尽管如此复 ，但是用 大可不必 此担心。因 HDF提供了丰富的API，使得用 根本不必理会低 理。HDF程序 要做的只是在适当的 候 用相 的HDFAPI ，而可以完全忽略低 ，剩下的工作由HDF函数完成。HDFAPI 提供了所有HDF支持的数据 型的相关API。 些数据 型包括：8 比特光 （ 8 bitraster images）、 24 比特光 （24 bit raster images）、 色板(Palettes)、科学数据数 第 12 页 共21 页MODIS 数据格式(Scientific Arrays)、元数据 ( 注解 )(MetaData/Annotation)、多变量数据（Multivariate Data）。HDF EOS API 库提供了HDF EOS支持的所有数据类型的相关API。HDFEOS相对于 HDF增加了三种数据对象：网格（ Grid ）、点（ Point ）、线（ Swath）并提供了相应的 API。点（ Point ）图 4 一个简单的 点数据序列点数据序列是不同时间间隔、不同地理位置的一系列数据。图3 所示为一个简单的point数据序列。左图中的每个方块代表一个站（Reporting Station）。在点数据序列的每条记录中包含了每个站的位置（经纬度）信息和温度。线 (Swath)HDF-EOS线数据的概念是基于典型的卫星扫描线的。在这种情况下，卫星沿着轨道运行的过程中，摄取一系列垂直于轨迹（ Cross Track ）的扫描线。线数据非常适用于的另一种类型的数据是垂直剖面第 13 页 共21 页MODIS 数据格式（ Vertical Profiles）。在这种情况下，卫星传感器获取的不是垂直于轨迹的扫描线，而是沿着轨迹的垂直剖面。将这两种数据组合，线数据可以用于记录一系列垂直于轨迹（Cross Track ）的垂直剖面（ Vertical Profiles ），这是一种三维数据。网格（ Grid ）网格数据和线数据有些类似，它们都包含了一系列二维以上的数据域。二者的主要不同在于他们的地理定位信息。线数据将包含的数据点看成是一系列孤立的点来对待，由此给出定位信息。而网格数据的定位信息则紧凑的多。网格数据包含了一系列投影方程及其相关参数，二者组合起来给出了网格中所有点的定位信息。随着遥感事业的发展，数据共享及充分利用已经越来越成为急需解决的问题。HDF为统一数据格式提供了基础，必将获得越来越广泛的应用。3.1 MODIS L1A(MOD01)数据格式本文对 L1A 格式的描述分为6 个部分：全局元数据 (GlobalMetadata) 、扫描级元数据 (Scan-LevelMetadata) 、像元质量数据 (PixelQualityData) 、扫描数据 (Scan Data) 、丢弃的包 (DiscardedPackets)和工程数据 (Engineering Data)。全局元数据 (Global Metadata)全局元数据用来对MODIS数据进行搜索、归类、提取。全局元数据包括 ECS亚元数据和 MODIS L1A亚元数据。 ECS亚元数据包括ECS清单元数据和ECS文档元数据。 ECS清单元数据中包含数据名称、时间范围、白天/ 黑夜标识、轨道数、穿越赤道经度、穿越赤道时间、边界经纬度等信息。ECS文档元数据中当前尚不包含任何信息。MODIS L1A亚元数据包含扫描数、白天方式扫描数、黑夜方式扫描数、最大帧、最大Earth 帧、最大 SD帧、最大 SRCA帧、最大 BB帧、最大 SV帧、扫描类型、不完全扫描、丢失包数、CRC错误包数、丢弃包数等信息。扫描级元数据(Scan-Level Metadata)这部分数据提供MODIS每条扫描线的相关信息。这些信息包括扫描数、扫描中的总帧数、 Earth 帧数、 SD帧数、 SRCA帧数、 BB帧数、 SV帧数、扫描类型、 SD开始时间、 SRCA开始时间、 BB开始时间、 SV开始时间、 EV开始时间、 SRCA定标模式等信息。像元质量信息(Pixel Quality Data)这部分数据提供IFOV的质量信息。扫描数据 (Scan Data) 这一部分顾名思义存储扫描数据。 丢失的数据填充为 -1 。Current/Prior S/C Ancill 和Command Parameters数据也保留在这个部分。丢弃的包 (Discarded Packets)对包进行 1A处理时，如果发现其CCSDS或 MODIS头信息与预期不符，这个包将被放入这个部分。工程数据 (Engineering Data)用于存储 MODIS工程数据。3.2 MODIS L1B(MOD02)数据格式MODISL1B 有 1 公里、 500 米和 250 米三种分辨率的数据产品，其格式基本相同，因此本文放在一起说明，只对其中不同的部分进行单独阐述。L1B的格式描述分为4个部分：全局元数据（GlobalMetadata ），设备和无常 SDS（ Instrument andUncertainty Science Data Sets），波段子集 SDS（ Band-Subsetting Science Data Sets），定位 SDS（ Geolocation Science Data Sets）。全局元数据（ Global Metadata）全局元数据包括：ECS标准核心亚元数据（ECS Standard Core Granule Metadata） , ECS 标准文档亚元数据（ECSStandard ArchiveGranule Metadata ）, MODISL1B产品亚元数据（ MODISLevel 1B ProductGranule Metadata ）， MODIS L1B QA亚元数据（ MODIS Level 1B QA Granule Metadata ） , L1B HDF EOS线元数据（ Level 1B HDF-EOS SWATH Metadata ）及 L1B线元数据（ Level 1B Swath Metadata ）。ECS标准核心亚元数据（ECS StandardCore GranuleMetadata ）这部分包含：产品时间、名称、第 14 页 共21 页MODIS 数据格式白天 / 黑夜标识、时间范围、后继处理标志、质量标识、穿越赤道时间、穿越赤道经度、轨道号、边界经纬度、卫星名称、传感器名称等信息。ECS 标准文档亚元数据（ECS Standard Archive Granule Metadata）这部分包含：算法包接受时间、名称、版本、东西南北边界等信息。MODIS L1B 产品亚元数据（MODIS Level 1B Product Granule Metadata）这部分包含：扫描数、白天扫描数、黑夜扫描数、不全扫描数、最大Earth View帧等信息。MODIS L1B QA亚元数据（ MODIS Level 1B QA Granule Metadata）这部分包含：发生错误的发射波段、发生错误的反射波段、平均黑体温度的噪声、各种 FPA温度噪声、各种热敏电阻噪声、仪器温度噪声、腔温度噪声、无效感应器、感应器质量等信息。L1B HDF-EOS线元数据 (Level 1B HDF-EOS SWATH Metadata) 对数据的维数、映射关系等信息进行说明。L1B线元数据 (Level 1B Swath Metadata) 这部分包含的信息有：扫描数、扫描类型、扫描完成标志、镜面、 EV部分开始时间、星下点帧数、星下点经纬度、星下点太阳高度角、星下点太阳方位角、QA标识等。3.3设备和无常SDS（ Instrument and Uncertainty Science Data Sets）此部分用来存储设备和无常SDS。3.3.1SDS的索引每一个 SDS是一个 5维空间的数组， 这 5个参数是： 波段（ band）、传感器（ detector）、扫描（ scan）、帧 (frame) 和抽样（ sample ）。但是，SDS在 L1B产品中表示为 3维数组（如下），以便写入 HDF EOS线（ swath ）结构。SDS_nameband_index,scan_and_detect_index, frame_and_sample_index其中：scan_and_detect_indexscan_index * num_detectors_at_resolution + detector_index对于 1公里产品， num_detectors_at_resolution 10对于 500米产品， num_detectors_at_resolution = 20对于 250米产品， num_detectors_at_resolution = 40frame_and_sample_index = frame_index * num_samples_at_resolution+ sample_index对于 1公里产品， num_samples_at_resolution = 1对于 500米产品， num_samples_at_resolution = 2对于 250米产品， num_samples_at_resolution = 43.3.2SDS对于 1000米产品有：EV_250_Aggr1km_RefSBEV_250_Aggr1km_RefSB_Uncert_IndexesEV_250_Aggr1km_RefSB_Samples_UsedEV_500_Aggr1km_RefSBEV_500_Aggr1km_RefSB_Uncert_IndexesEV_500_Aggr1km_RefSB_Samples_Used第 15 页 共21 页MODIS 数据格式EV_1KM_RefSBEV_1KM_RefSB_Uncert_IndexesEV_1KM_EmissiveEV_1KM_Emissive_Uncert_IndexesEV_Band26、 EV_Band26_Uncert_Indexes对于 500米产品EV_500_RefSBEV_500_RefSB_Uncert_IndexesEV_250_Aggr500_RefSBEV_250_Aggr500_RefSB_Uncert_IndexesEV_250_Aggr500_RefSB_Samples_Used对于 250米产品有EV_250_RefSBEV_250_RefSB_Uncert_Indexes3.3.3波段子集 SDS（ Band-Subsetting Science Data Sets）此部分包含用于实现波段子集信息的SDS。250米产品只有一个SDS： Band_250M SDS500米产品有两个 SDS：Band_250M SDS、 Band_500M SDS1000米产品有四个SDS：Band_250MSDS、Band_500MSDS、Band_1KM_RefSBSDS、Band_1KM_EmissiveSDS3.3.4定位 SDS（ Geolocation Science Data Sets）此部分包含用于显示的地理经纬度信息。3.4 MODIS Geolocation(MOD03)数据格式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 ）。3.4.1全局元数据全局元数据用于满足ECS组织、提取、分类、和搜索数据产品的要求。全局元数据分为ECS 亚核元数据、产品特定元数据、HDF-EOS结构元数据和MODIS定位特定元数据。ECS 亚核元数据 包括名称、版本、时间范围、白天 / 黑夜标识、轨道号、穿越赤道时间、经度、边界经纬度、丢失数据百分比、超越地球边界数据百分比等信息。产品特殊元数据包括输入数据名称、东西南北边界、ESDT描述版本。HDF-EOS结构元数据对数据的维数、映射关系等信息进行说明。MODIS定位特定元数据包含扫描数、各种帧的最大值、不全帧数、丢失包、CRC错误包、丢弃包、地球 / 姿态源、参数版本、GEO_EST_RMS_ERROR、极运动等信息。3.4.2处理和几何参数包括焦距、波段位置（Scan IFOV Offsets of band trailingedgeswithrespecttotheOptical Center）、传感器空间（Nominal detector spacing in the cross-scan direction）、传感第 16 页 共21 页MODIS 数据格式器地址（ Offsetsof detectorpositionsfrom nominallocationson the focalplane ）、T 地址（ Offsetsof the first sample for aband to time of 1km frame ）、抽样数（ Number of samples per framefor each band）。3.4.3扫描数据3.4.3.1扫描级元数据这部分包含 EV帧数、 SD帧数、 SV帧数、 EV开始时间、 SD开始时间、 SV开始时间、 SD太阳高度、SD太阳方位、月亮矢量、扫描镜面、 L1A 扫描质量、 Geo扫描质量、扫描类型等信息。3.4.3.2扫描级导航数据包含 EV中心时间、 EV中心时间时ECR轨道位置、速度、仪器ECR帧转换矩阵、卫星姿态。3.4.3.3空间元素地理定位数据包括经纬度、海拔、卫星高度角、方位角、倾斜范围、太阳高度角、方位角、陆地/ 海洋阈值、地理定位标识信息。3.4.3.4 VgroupsMODIS geolocation 产品中包含自动存储于 HDF格式文件中的标准 Vgroup ，除此之外， MOD_PR03 还产生了一些 Vgroup ，这些 Vgroup 是 HD