deutsches zentrum für luft- und raumfahrt e.v. deutsches zentrum für luft- und raumfahrt e.v....
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Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) Deutsches
Fernerkundungsdatenzentrum (DFD)
MODIS-Processingat DLR/DFD
MODIS Workhop, Nov. 26-29, Leeuwin Centre
Stefan W. Maier, Walter Ebke, Thomas Ruppert
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
MODIS on Terra/Aqua
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
MODIS Technical Specifications (1)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
MODIS Technical Specifications (2)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Status X-Band Receiving Station DFD OP
December 2000station delivery and set up
January 2001first acquisition of Terra (MODIS)
February 2001start of preoperational phase
May 2001start Level 1b processing
October 2001replacement of receiver
November 2001first acquisition of Oceansat-1 (OCM)
November 2001start of operational phase
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
MODIS Station Efficiency (July 2001 - Feb. 2002)
175
147
184
156
180
150
185
145
178171
185 185 185 178167 167
0
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40
60
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120
140
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200
Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dec 01 Jan 02 Feb 02
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Jul 01 Aug 01 Sep 01 Okt 01 Nov 01 Dec 01 Jan 02 Feb 02
in total: 1439 data sets in RAW format (0,67 TByte ~ 480 Mbyte / dataset)
24.01.2001 - 31.06.2001 ~ 750 datasets recorded
84% 85% 83% 78% 96% 100% 100%96%
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Coverage of DFD Receiving Station
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
DFD Operating as ESA PAF for MODIS Data
From the MODIS mission flying on Terra and later on Aqua satellites, the DFD as ESA D-PAF shall
receive, archive and process MODIS data receive MODIS data from the ESA MODIS network
(Kiruna, Matera and Maspalomas stations) and shall convert the data to the international archive format
keep the MODIS historical archive located at Oberpfaffenhofen
generate on request the Level 1b products on CD-ROM for delivery to users (2.5min data granules)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
MODIS „Station Network“ (ESA and DFD National)
Oberpfaffenhofen
UlaanBaatar
Kiruna
Maspalomas
Matera
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Orbital Stitching to Combine Data from Multiple Stations
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
NRT-Processing/Distribution and L0-Archiving
framesx
IMAPP
Q/L
level 0
level 1b
Q/L
SUNWorkstation
LINUX-PC
rolling archive
Media Products,NRT VAProcessors
subsceneclipping
LINUX-PC
ExternalUsers/Internet
FTP
OP
NRT
SeaSpace
Univ. Wisconsin
DLR
raw2L0
LINUX-PCUlaanBaatarKirunaMateraMaspalomas
DIMS/Catalogue VA Processing ...
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
VA Processing, Archiving and Distribution
LINUX-PC
DIMS/Catalogue
User Community User Community
VA Processor
level 2/3
no archiving of Level 1b data!
level 0
IMAPP
level 0
level 1b
precise orbit
EOWEB (eoweb.dlr.de) EOWEB (eoweb.dlr.de) ESA Users InterfaceESA Users Interface
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Quicklook Processing
daytimecolor Q/Lbands 1, 2, 31
nighttimeB/W Q/Lband 31
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
L1b Processor
IMAPP developed at University of Wisconsin-Madison
radiometric and geometric calibration
supported platforms:
SGI MIPS, IRIX 6.5 Sun Ultra, SunOS 5.7 IBM RS/6000, AIX 4.3 HP PA-RISC, HP-UX B.10.20 Intel Pentium, Linux 2.2.12-20 (with gcc) Intel Pentium, Solarisx86 2.5.1 (with gcc)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
L1b Product (1)
radiometrically and geometrically calibrated data
sensor projection ( georeferenced)
HDF4 (not HDF-EOS!!!)
access to rolling archive: /home/modis_data
4 files
1000m.hdf– channels 1-36 (1km)– channels 1-19, 26 as radiances and reflectances– channels 20-25, 27-36 as radiances
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
L1b Product (2)
500m.hdf– channels 1-7 (500m)– as radiances and reflectances
250m.hdf– channels 1+2 (250m)– as radiances and reflectances
geo.hdf– latitude/longitude (1km)– height (1km)– sensor zenith/azimuth (1km)– sun zenith/azimuth (1km)– land/sea mask (1km)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Sensor Projection: Strait of Gibraltar
bow-tie effect
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Map Projection: Strait of Gibraltar
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Pixel Size (neglecting earth curvature)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
-55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
scan angle [1°]
rela
tiv
e p
ixe
lsiz
e
across flight
in flight
0
0.5
1
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2
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-55 -50 -45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55
scan angle [1°]
rela
tiv
e p
ixe
lsiz
e
across flight
in flight
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Bowtie Effect
n
n-1
n+1
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Processing Scheme I: TeraScan
IMAPPIMAPP
modis_btmodis_bt
navbox2 + nav2navbox2 + nav2
algorithm L2algorithm L2
fastregfastreg
algorithm L3algorithm L3
level 1
level 2
level 3
radiometric calibration
bowtie correction
coastline navigation
product generation level 2 (e.g. NDVI)
geocoding using TeraScan earth transformation
product generation level 3 (compositing)
SeaSpace Univ. Wisconsin DLR
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Processing Scheme II: IMAPP/DLR
Univ. Wisconsin DLR
IMAPPIMAPP
algorithm L2algorithm L2
„modreg“„modreg“
algorithm L3algorithm L3
level 0
level 1
level 2
level 3
radiometric + geometric calibration
product generation level 2 (e.g. NDVI)
geocoding using IMAPP latitude/longitude fields
product generation level 3
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Geocoding of MODIS Data (Cyprus)
18.02.028:33UTCband 2view zenith 5°view azimuth 104°
„IMAPP/DLR approach“
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Geocoding of MODIS Data (Cyprus)
18.02.028:33UTCband 2view zenith 5°view azimuth 104°
„SeaSpace approach“
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Geocoding of MODIS Data (Rhodes)
18.02.028:33UTCband 2view zenith 39°view azimuth 99°
„IMAPP/DLR approach“
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Geocoding of MODIS Data (Rhodes)
18.02.028:33UTCband 2view zenith 39°view azimuth 99°
„SeaSpace approach“
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Geocoding of MODIS Data (Greece)
25.02.0210:16UTCband 2view zenith 60°view azimuth -72°
„SeaSpace approach“„IMAPP/DLR approach“
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
On-Line Versus Off-Line Geolocation (1)on-line (accuracy better 250m)
off-line (accuracy better 200m)
27.08.2001
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
On-Line Versus Off-Line Geolocation (2)
on-line
off-line (accuracy better 200m)
26.08.2001
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
On-Line Versus Off-Line Geolocation (3)
MODIS-TERRAgeolocation error
0
50
100
150
200
250
300
350
400
0 10 20 30 40 50 60 70
view zenith angle [degree]
D [
m]
online attitude/ephemeris
post processed attitude/ephemeris
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Coregistration between Channels (1)
1km
500m
weighting function
scan
track
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Coregistration between Channels (2)
1km
250m
weighting function
scan
track
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Problems with MODIS Data (1)
apparently one bad detector in bands: 5, 21, 24, 26, 28
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Problems with MODIS Data (2)
stripes in bands: 27, 30, (34), (35), 36
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Planned Operational Value Added Products at DLR APOLLO Cloud Classification / Masking
Normalized Difference Vegetation Index
Atmosphere Correction
Land Surface Temperature
Leaf Area Index
Fraction of Absorbed Photosynthetic Active Radiation
APOLLO Cloud Parameters
Net Primary Production
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
NRT Cloud Classification Using Adapted APOLLO
cloud free land
cloud free sea
thick water clouds
thin clouds
cirrus-level clouds
snow/ice clouds
snow
12.03.0209:32UTC
product available 2 hours after acquisition!!!
http://auc.dfd.dlr.de/modisnrt
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Automatic Atmosphere Correction (DLR Patent) (1)
MODISNDVI
uncor-rected
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Automatic Atmosphere Correction (DLR Patent) (1)
MODISNDVI
cor-rected
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
NDVI: Comparison MODIS - AVHRR
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,70,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Etna Eruption (July 2001)
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Cypres (27 February 2002)