一、数据集定位与价值
聚焦全球陆地表层关键特征参量,提供长时间序列、多维度的遥感观测数据,支撑全球 / 区域尺度的环境变化、生态过程、气候变化等研究,是地学、生态、气象等领域的重要基础数据资源。
二、核心产品类型
覆盖多类陆表关键参量,常见产品及含义:
- 叶面积指数(LAI):反映植被叶片覆盖度,用于生态系统生产力、碳循环研究。
- 反照率(Albedo):地表反射太阳辐射的能力,关联能量平衡、气候变化。
- 地表温度(LST):陆表热力状态指标,支撑水文、生态模型。
- 植被覆盖率(FVC):植被覆盖程度,辅助监测植被动态、土地利用变化。
- 净初级生产力(NPP)/ 总初级生产力(GPP):衡量生态系统碳固定能力,研究碳循环关键数据。
- 潜热通量(ET/LE):表征陆 - 气水分、能量交换,关联水循环、气候模拟 。
还包含光合有效辐射(PAR)、下行短波辐射(DSR)、净辐射(NR)等辐射类参量,以及积雪范围、地上生物量(AGB )等产品,版本持续扩展。
三、数据优势
- 时空覆盖全:
- 空间上全球覆盖,适配大尺度区域 / 全球研究;
- 时间序列长(如部分产品从 1981/1982 年起始 ),可支撑长时间变化趋势分析(如 40 余年生态演变 )。
- 多分辨率适配:
提供不同精度产品(如基于 MODIS 的 500m/1km 分辨率、基于 AVHRR 的 0.05° 分辨率 ),满足从局部精细研究到全球宏观分析的需求。 - 算法与精度保障:
融合多源遥感数据(MODIS、AVHRR 等 )与地面观测,通过模型(如 GPP 采用 EC - LUE 模型 、ET 用贝叶斯平均多算法集合 )降低不确定性,经通量站点验证,数据质量受科研领域认可。
四、数据获取与使用
- 下载入口:
可通过香港大学发布页(https://www.glass.hku.hk/download.html
等路径 ),或结合国家地球系统科学数据中心、马里兰大学对应页面(部分历史指引)获取,按产品类型(如 NPP、LAI )、时间范围、分辨率筛选下载。 - 数据格式与处理:
多为HDF
等遥感常用格式,需用GDAL
、Panoply
等工具解析、可视化;也可借助 Python(rasterio
、xarray
库 )、R 语言等编程处理,提取研究区、统计时序变化。
MODIS
全称为 Moderate - Resolution Imaging Spectroradiometer(中分辨率成像光谱仪 ) ,是搭载在 Terra(“地球”,1999 年发射 )和 Aqua(“水、海洋”,2002 年发射 )卫星(均属于美国地球观测系统 EOS )上的重要传感器。
- 核心特点:
- 光谱覆盖广:有 36 个离散光谱波段 ,从 0.4 微米(可见光 )到 14.4 微米(热红外 )全光谱覆盖,能同时获取陆地表面、云、海洋水色、大气等多类特征信息,比如监测植被生长(叶面积指数 )、大气气溶胶、地表温度等。
- 时空优势:最大空间分辨率可达 250 米,扫描宽度 2330 公里 ;Terra 和 Aqua 卫星交替运行,1 - 2 天可重复观测全球,重访周期短,利于动态监测(如森林火灾、洪水 )。
- 数据开放:实时观测数据通过 X 波段向全球直接广播,可免费接收、无偿使用,全球众多科研团队用其开展气候、生态、环境等研究(如碳循环、土地覆盖变化 )。
AVHRR
全称为 Advanced Very High Resolution Radiometer(高级甚高分辨率辐射计 ) ,是 NOAA(美国国家海洋大气局 )系列气象卫星(也搭载于欧空局 Metop 卫星 )长期搭载的传感器,从 1979 年 TIROS - N 卫星发射起持续对地观测。
- 核心特点:
- 多代发展:历经三代,功能逐步拓展。比如 AVHRR/2 增加热红外波段,更便于反演地表温度;AVHRR/3 又新增中红外波段 。
- 观测能力:星下点分辨率约 1.1km(因扫描角大,边缘变形,实际常用 ±15° 范围,分辨率约 1.5km );扫描角 ±55.4°,探测地面带状区域宽约 2800km ,两颗 NOAA 卫星双星运行时,中低纬度地区每天可有四次过境机会,能获取全球 / 区域的地表温度(LST )、海表温度(SST )、归一化植被指数(NDVI )等产品,用于大尺度(国家、洲际、全球 )土地覆盖调查、气候监测,也能辅助中小尺度区域研究(混合像元分解弥补分辨率不足 )。
- 数据积累:有长时间序列数据(如全球地表覆盖产品 GAC 从 1979 年开始全球覆盖 ),对气候变化、生态演变等长期研究价值高。
简单说,MODIS 光谱和时空性能更优,适合精细、多维度的全球 / 区域观测;AVHRR 数据序列长、覆盖久,在气象和大尺度地学研究中应用深远,二者常作为数据源支撑像 GLASS 这类数据集生产 。