Introducción al sensor MODIS y sus productos

1. Introducci ´on al sensor MODIS y sus productos
M.C. Miguel Armando L ´opez Beltr ´an
miguel.armandolb@gmail.com
Universidad Aut´onoma de Sinaloa
17 de Septiembre 2014

2. MODIS Productos MODIS
MODIS
Radi ´ometro Espectral para Im ´agenes de Resoluci ´on Moderada
MODIS - MODerate Resolution Imaging Spectro-Radiometer
Figura : Fuente: https://wdc.dlr.de/sensors/modis/

3. MODIS Productos MODIS
MODIS
MODIS es una herramienta a bordo de los sat ´ elites TERRA y AQUA.
Importancia
Recopila datos acerca de informaci´on bio-geoqu´ımica y de la energ´ıa
de la tierra que observan la atm´ osfera, superficie terrestre y
oc´eanos, la nieve y el hielo, y el balance energ´ etico.

4. MODIS Productos MODIS
MODIS
TERRA
Compuesto por 5 sensores. Cada
sensor dispone de caracter´ısticas
´ unicas:
ASTER: Redi ´ometro espacial
de emisi ´on y reflexi ´on t ´ermica
avanzada
CERES: Sistema de energ´ıa
irradiada por la tierra y nubes
MISR: Radi ´ometro espectral
con im´agenes
multiangulares.
MODIS.
MOPITT: Mediciones de
contaminaci ´on en la
troposfera.
Figura : Sat ´ elite TERRA. Fuente:
http://www.nasa.gov/mission pages
/terra/spacecraft/index.html
#.VASsqWCSwUQ

5. MODIS Productos MODIS
MODIS
AQUA
Compuesto por 6 sensores. Cada
sensor dispone de caracter´ısticas
´ unicas:
AIRS: Sondeo atmosf´ erico
infrarrojo.
AMSU-A: Unidad de sondeo
avanzado de microondas.
HSB: Sondeo de humedad
para Brasil.
AMSR-E: Radi ´ometro
avanzado de escaneo de
microondas-EOS.
MODIS.
CERES.
Figura : Sat ´ elite AQUA. Fuente:
http://aqua.nasa.gov/about/
instruments.php

6. MODIS Productos MODIS
MODIS: Especificaciones del sensor
TERRA
Orbita:
Heliosincr ´ onica
Inclinaci ´ on:
98.2°
Altitud:
708 km
Resoluci ´on temporal:
1-2 d´ıas dependiendo latitud
Resoluci ´on radiom´ etrica:
12 bits
Resoluci ´on espectral:
36 bandas
AQUA
Orbita:
Cuasipolar
Inclinaci ´ on:
98°
Altitud:
705 km
Resoluci ´on temporal:
Idem
Resoluci ´on radiom´ etrica:
Idem
Resoluci ´on espectral:
Idem

7. MODIS Productos MODIS
MODIS: Especificaciones del sensor
TERRA
Orbita:
Heliosincr ´ onica
Inclinaci ´ on:
98.2°
Altitud:
708 km
Resoluci ´on temporal:
1-2 d´ıas dependiendo latitud
Resoluci ´on radiom´ etrica:
12 bits
Resoluci ´on espectral:
36 bandas
AQUA
Orbita:
Cuasipolar
Inclinaci ´ on:
98°
Altitud:
705 km
Resoluci ´on temporal:
Idem
Resoluci ´on radiom´ etrica:
Idem
Resoluci ´on espectral:
Idem
Pregunta Tarea:
¿Cual es la resoluci ´on temporal para el caso de Sinaloa?

8. MODIS Productos MODIS
MODIS: Especificaciones del sensor
Resoluci ´on espectral
2 bandas de 250 metros.
5 bandas de 500 metros.
29 bandas de 1000 metros.
Figura : Fuente: [2].

9. MODIS Productos MODIS
MODIS: Deformaciones relacionadas con el barrido
( ´ angulo de visi ´ on)
Efecto Bowrtie
Problema en el procedimiento de captura de datos de barrido en
el campo instant ´aneo de vista del sensor aumenta en los
extremos de la imagen llegando a tener una deformaci´on de 5
veces el tama˜no del p´ıxel en el eje Y y 2 en el eje X.
Consiste en la presencia de l´ıneas repetidas cerca de los bordes
de las im´ agenes.
Figura : Fuente: [4].
Correcci ´on
Existe software que
corrige este problema.
Los p´ıxeles a los
bordes de la imagen
deben de ser
trabajado con cautela.

10. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS
A partir de los datos MODIS se elaboran productos espec´ıficos.
Estan sujetos a un proceso de validaci ´on que incluye
comparaciones:
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 est ´an organizados
en una ret´ıcula de 1,200 x 1,200 km (10° x 10° al ecuador).
Extensi ´on del archivo *hdf (Herichical Data Format).

11. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS
Figura : Ret´ıcula sinusoidal del sensor MODIS.

12. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: niveles de procesamiento
La elaboraci ´on de productos sigue una serie de procedimientos:
Nivel 0: datos en bruto con informaci´on de sincronizaci ´ on.
Nivel L1: datos de geolocalizaci ´on (MOD03) (coordenadas de
localizaci ´ on, elevaci ´ on, m´ ascara tierra/agua, ´ angulo de
elevaci ´ on, cenit, azimut del sat ´ elite y sol.
Nivel 1A: productos utilizados para la geolocalizaci ´ on, la
calibraci ´on y el procedimiento, contiene niveles de radicancia
(MOD01), de las 36 bandas espectrales.
Nivel 1B: imagen radiom´ etrica corregida y calibrada a unidades
f´ısicas, contiene las radiancias y geolocalizaci ´on (MOD02) para
las bandas generadas en el nivel 1A.
Nivel L2: producto generados de los productos L1B aplicando
correcciones atmosf´ ericas.
Nivel L2G: producto generado con datos obtenidos durante un
periodo fijo (12-24 horas), posteriormente agrupados en una
cuadricula 10° x 10°, conteniendo variables geof´ısicas
proyectadas en una malla uniforme.

13. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: niveles de procesamiento
Nivel L3: productos derivados de variables geof´ısicas
mapeadas, con resoluciones temporales de 1, 8, 16 y 30 d´ıas.
Algunos productos:
MOD09: reflectancia.
MOD13: ´ındice de vegetaci ´ on.
MOD11: Temperatura y emisividad de la superficie terrestre.
MOD14: Puntos de calor de incendios.
Nivel L4: productos generados por la incorporaci ´on de datos
MODIS en modelos para estimar variables geof´ısicas, son
creados a partir de datos de nivel L2 y datos auxiliares. Ejemplo:
´Indice de ´ area foliar/fracci ´on de radiaci ´on activa fotosint ´ etica
(MOD15).
Cobertura de suelo (MOD12).
Producci ´on primaria (MOD17).

14. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: clasificaci ´on
MODIS
44 productos
Calibración Atmósfera Tierra Criosfera Oceáno
MOD Atmosphere MODLand MOcean
MODIS
Variables relacionadas
con el balance energético
Variables biofísicas relacionadas
con la vegetación
Características de la
cobertura terrestre
M´ as informaci´on y caracteristica de los productos
https://lpdaac.usgs.gov/products/modis products table

15. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: listado de productos
Fuente: Rodr´ıguez y Arredondo (2005)[5].
Calibraci ´ on:
MOD 01: Nivel 1A registros de radiaci ´ on.
MOD 02: Nivel 1B calibraci ´on de radiaciones geolocalizadas.
MOD 03: Conjunto de datos de geolocalizaci ´ on.
Atm´ osfera:
MOD 04: Productos de aerosol.
MOD 05: Agua precipitable (vapor de agua).
MOD 06: Producto nubes.
MOD 07: Perfiles atmosf´ ericos.
MOD 08: Productos atmosf´ ericos en grillas.
MOD 35: Masas nubosas.

16. 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 vegetaci ´ on.
MOD 14: Anomal´ıas termales, fuegos y biomasas ardientes.
MOD 15: ´Indice de ´ area foliar de hoja & FPAR (Fraccional
photosynthetically Active).
MOD 16: Evapotranspiraci ´ on.
MOD 17: Fotos´ıntesis neta y productividad primaria.
MOD 43: Reflectancia de la superficie.
MOD 44: Conversi ´on de la cobertura de vegetaci ´ on.

17. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: listado de productos
Oc´eano:
MOD 18: Radiaci ´on normalizada del agua.
MOD 19: Concentraci ´on de pigmentos.
MOD 20: Clorofila fluorescente.
MOD 21: Concentraci ´on de clorofila y pigmentos.
MOD 23: Concentraci ´on de s ´ olidos suspendidos.
MOD 24: Concentraci ´on de materia org´ anica.
MOD 27: Productividad primaria del oc´eano.
MOD 28: Temperatura de superficie del oc´eano.
MOD 31: Concentraci ´on de Phycoerythrin.
MOD 36: Coeficiente total de absorci ´on
MOD 39: Valor epsilon en el agua.

18. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: listado de productos
Criosfera:
MOD 10: Cobertura de nieve.
MOD 19: Cubrimiento del hielo en el mar.

19. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS: Identificaci ´on y/o Nomenclatura
Identificaci ´on de tile:
NOM.Aaaaaddd.hxxxvyyy.vvv.aaaadddhhmm.hdf
MOM: Referencia a la plataforma - MOD Terra; MYD Aqua y MCD
datos combinados terra/aqua.
Aaaaaddd: Despu´es de la letra A aparece la fecha de
adquisici ´on (a˜no y d´ıa juliano), ejemplo A2012001, d´ıa juliano 1
del a˜no 2012 (01 de enero de 2012).
hxxxvyyy: coordenadas del producto en la ret´ıcula, para
Sinaloa: h08v06.
vvv: Versi ´on del procesamiento o colecci ´ on.
aaaadddhhmm: Fecha de procesamiento (a˜no, mes, d´ıa, hora,
minuto, segundo).

20. MODIS Productos MODIS
Productos MODIS
Ejemplo de producto:
MOD17A2.A2013009.h08v06.005.2013 02 21 44 622.hdf
Descripci ´on
Fotos´ıntesis neta y productividad primaria.
Datos TERRA.
A2: Resoluci ´on espacial de 1 km y resoluci ´on temporal 8 d´ıas.
09 de Enero de 2013.
Tile que pertenece algunos Estados de M´ exico (Sinaloa, Sonora,
Durango, Nayarit, etc.).
Versi ´on de procesamiento 005.
Fecha de procesamiento 2 de Febrero de 2013 a las 14:46:22.

21. Ejercicio pr ´ actico
EJERCICIO PRA´CTICO

22. Ejercicio pr ´ actico
Objetivo: Determinar la variaci ´on de ´ındices de vegetaci ´on en
ecosistemas naturales y antropog´enicas con im´agenes de productos
MODIS.

23. Ejercicio pr ´ actico
Productos a utilizar:
MCD12Q2
MOD13A1
A´ rea de estudio:
Estado de Sinaloa.

24. Bibliograf´ıa
Terra.
http://terra.nasa.gov/.
Acceso: 01 de Septiembre de 2014.
INEGI.
Ficha t ´ecnica 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 L´opez Beltr ´ an.
Integraci ´on de im´agenes del sensor modis y cartograf´ıa tem´ atica para la simulaci ´on de
modelos geoespaciales para obtener zonas propensas a desertificaci ´on en el estado de
sinaloa.
Tesis maestr´ıa, Universidad Aut´onoma de Sinaloa, 2014.
Jean-Francois Mas.
Aplicaciones del sensor MODIS para el monitoreo del territorio.
SEMARNAT, INE, UNAM, CIGA, 2011.
Oscar Eduardo Rodr´ıguez Chavez and Harold Alberto Arredondo Bautista.
Manual para el manejo y procesamiento de im´agenes satelitales obtenidas del sensor
MODIS de la NASA, aplicado a ingenier´ıa civil.
Trabajo de grado, Pontifica Universidad Javeriana, 2005.