中国东北地区是我国三大积雪区之一。该地区地处高纬度,冬季太阳高度角低,光照条件差,并且该地区具有很高的森林覆盖度。当前MODISV6积雪产品提供的归一化差值积雪指数(NDSI)在中国东北地区,尤其是东北森林地区存在明显的过度云掩膜问题,严重影响了该产品在积雪时空变化研究中的应用。同时,MODISV6积雪产品采用了低NDSI屏蔽,导致森林地区存在积雪漏分现象。以MODISV6多种数据集作为源数据,分别采用上下午星合成、决策树分类和时空自适应去云的方法,生产了2000-2020年积雪季中国东北地区具有较高精度、时空连续的NDSI逐日无云产品。本数据集可用于我国东北地区积雪面积制图和积雪物候等后续科研工作。
采集时间 | 2000/01/01 - 2020/12/31 |
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采集地点 | 外兴安岭,大兴安岭,小兴安岭,长白山,东北平原,蒙古高原,朝鲜半岛,地理区域范围涉及到的国家有中国:俄罗斯,朝鲜,韩国,蒙古国等 |
海拔 | -149.0m - 2643.0m |
数据量 | 607.1 GiB |
数据格式 | .tif |
数据空间分辨率(/米) | 500m |
数据时间分辨率 | 日 |
坐标系 | WGS84 |
在MODIS V6积雪产品中,使用了 MOD10A1/MYD10A1产品中的Raw_NDSI、NDSI_snow_cover数据集和MOD09GA产品中的sur_refl_b04波段数据集。上述产品数据来源于Google Earth Engine (https://code.eartengine.google.com)
第一步,影像裁剪。在Google Earth Engine 上首先对研究区积雪产品数据集进行裁剪。
第二步,上下午星合成,恢复部分像元的NDSI值。算法规则为若原产品上午定义有云,下午定义无云,则将下午星NDSI值赋值给当天;若上下午星都有云,则未被恢复,依然保留该像元为云像元;其余情况则采用上午星的NDSI值。
第三步,采用决策树判别方法。首先对Raw_NDSI进行均值滤波,算法规则是像元周围9个像元的值直接平均赋值给中心像元,得到新的数据层Mean_NDSI。若MOD10A1中的云像元对应的Mean_NDSI均值大于0.4,则认为该像元不是云像元,恢复该像元的Raw_NDSI值。当NDSI在0到0.4之间的像元,若绿光波段地表反射率小于或等于0.4,则该像元为非云像元,恢复其Raw NDSI 值;若绿光波段地表反射率大于0.4,则该像元仍标记为云。当NDSI在小于0的像元,仍然认定为云像元(此步骤值只针对上下午星合成后仍标记为云的像元进行判别)。
第四步,进行临近日合成。算法规则为若目标像元前后天都是非云像元,则将前后天NDSI值平均后赋值给当天;若前后两天中有一天为非云像元,则直接使用该非云像元的NDSI值赋值给当天;若前后天都为云像元,则需寻找前后两天像元继续判别,算法规则同上;若前后两天同样也都是云像元,则目标像元仍未得到恢复,计算结束,等待下一步去云操作。
第五步,采用chen提出的时空自适应去云算法,进行全图层彻底去云。其主要思路是判断相似像元,基于相似像元的NDSI在自适应时空中赋予相应的权重去云。
从数据生产的每个环节进行质量控制,MODIS V6 版本与之前V5相比,有了很大的改进,对水、云、重气溶胶等进行了大气校正。因此,本研究数据来源可靠。
从原始数据到最终产品的计算中,每个处理步骤都确保数据准确性。上下午星合成去云是积雪产品去云常用的方法,主要是考虑同一天的地表具有稳定性;决策树中的阈值也是基于文献或者统计特征选取的,并且选取了大量执行决策树之后的结果与假彩色合成影像进行了对比,该步骤可以有效恢复NDSI_snow_cover数据集中一些由森林积雪误分成云的问题。最终采用chen等的方法进行完全去云,该方法也经过了云假设检验证明了其精度。最后对2018年逐日的数据产品均进行了目视检验,结果表明该数据集NDSI分布合理,可以作为东北地区积雪研究的基础数据源。
# | 编号 | 名称 | 类型 |
1 | 41771373 | 森林地区光学遥感积雪制图方法研究 | 国家自然科学基金 |
2 | 2017FY100500 | 中国积雪特性及分布调查 | 科技基础资源调查专项 |
# | 标题 | 文件大小 |
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1 | 东北逐日无云ndsi元数据及数据集 |
# | 时间 | 姓名 | 用途 |
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1 | 2024/12/03 23:05 | 彭*欣 |
论文题目:东北黑土区积雪对土壤湿度的影响
数据在研究中的作用:用于对土壤湿度影响分析
论文类型:硕士论文
导师姓名:刘廷祥
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2 | 2024/11/14 00:09 | 赵*宇 |
论文题目:黑龙江省冰雪旅游资源挖掘
数据在研究中的作用:辅助进行积雪深度分析
论文类型:期刊论文
导师姓名:唐岳兴
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3 | 2024/11/04 22:52 | 梁*恺 |
论文题目:小兴安岭数据分析
数据在研究中的作用:提供降雪数据以便于建模分析
论文类型:毕业论文
导师姓名:姜广顺
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4 | 2024/10/25 04:41 | 金*云 |
论文题目:中国东北地区积雪时空变化及趋势分析
数据在研究中的作用:本数据集将用于分析中国东北地区的积雪覆盖变化及其长期趋势,以支持区域积雪动态监测与环境研究。
论文类型:期刊论文
导师姓名:朱老师
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5 | 2024/10/05 18:49 | 何*波 |
基于项目极端生态环境水循环关键参量监测设备与物联网监测系统研制和示范,开展积雪观测模拟研究
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6 | 2024/09/03 01:48 | 宁*健 |
论文题目:黑龙江省产水量时空演变及其影响因素
数据在研究中的作用:作为探测产水量的一个驱动因子
论文类型:中文核心
导师姓名:杜崇
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7 | 2024/07/19 00:13 | 王*帆 |
论文题目:东北地区积雪时空特征
数据在研究中的作用:基于此数据开展研究,数据至关重要!
论文类型:学术
导师姓名:
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8 | 2024/07/01 19:54 | 黄* |
中国科学院空天信息创新研究院与北京国遥新天地信息技术股份有限公司,承担大数据汇聚服务项目,对项目涉及数据进行需求分析,了解科学数据种类、内容,特此申请冰川、冻土、积雪、冰湖、泥石流、洪水和雪崩等数据,向平台及贡献者提出数据申请;
对于获取的数据本公司承诺不用于其他项目、不流传至第三方单位。
已有加盖公司公章的申请文件,邮箱已发送至贡献者邮箱。
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9 | 2024/04/12 19:28 | 张*馨 |
论文题目:长时积雪图像预测的研究
数据在研究中的作用:作为数据集来输入到模型中
论文类型:硕士论文
导师姓名:胡凯
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10 | 2024/04/07 17:04 | 魏*鹏 |
用于积雪的科学研究,研究区域为中国东北,该数据集可以覆盖研究区域,希望可以申请使用数据,感谢老师
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