1 主题内容与适用范围

• 主题内容
  本标准规定了国家对地观测系统MODIS共享平台云检测数据产品术语、类型和产生过程，用以规范我国MODIS云检测数据产品在产生、保藏、交换和应用中的一致性。

• 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共享平台云检测产品及与之相关的数据产品在数据源、数据综合、数据检验和数据交换过程中的活动规范。

2 云检测场景的分类
     根据MODIS数据特点，国家对地观测系统MODIS共享平台划分主要依据下垫面类型及太阳光照的情况，将所要检测的像元分为白天海洋、夜晚海洋、白天陆地、夜晚陆地、白天冰雪、夜晚冰雪、白天海岸、夜晚海岸、白天沙漠和夜晚沙漠等10种场景。

3 术语

4 云检测数据产品的生产标准

• 输入数据：输入数据包括经过定标定位的MODIS的1，2，4，5，6，7，18，19，20，22，23，26，27，29，31，32和35通道的l B数据；太阳角、太阳天顶角和卫星的高度角和方位角；1000km分辨率的海/陆分布图；1000m分辨率的地表的高程；1000km分辨率生态地理数据；每日冰/雪产品；每日海冰数据。
• 输出数据：空间分辨率1000m、250m，时间频率：每天产品。
• 基本原理：利用云在可见光波段强反射，红外波段温度较低的特点。
• “云”的识别标准
  
  识别云的流程
  （1）对像元进行海/陆识别，生态类型识别，像元的时间识别（白天像元还是夜间像元）和冰雪像元识别，用归一化差值雪盖指数（NDSI）对雪盖进行修正，判断像元所处是哪一种场景，如果像元为白天海洋场景，还需考虑像元是否位于日映区。针对不同场景，采用不同的云检测方法（见表7-1）。对于给定的观测区，假设检测方法不变，检测的阈值不变（检测阈值标准见附录）。
  （2）表一中云检测的方法可分为五组：
  第一组 简单的红外阈值检测：BT11，BT13.9，BT6.7。
  第二组 亮度温度差试验：三光谱检测（BT8.6-BT11和BT11-BT12），BT11-BT12薄卷云检测BT7.3-BT11，BT11-BT3.9。
  第三组 太阳反射率检测：R0.66或R0.87，R0.66/R0.87。
  第四组 近红外薄卷云检测：R1.38。
  第五组 红外卷云薄卷云检测：BT3.7-BT12。
  每一种场景都包含数种云检测的方法，检测时按上述的方式分组进行检测。

表 7-1 不同场景进行 MODIS 云检测的算法

注： * 表中√为已应用的检测方法，○为未经 MODIS 数据充验证的检测方法

BT 为亮度温度， R 为反射率，下标为波长 ，如 BT 7..3 代表 7.3 μm 的亮度温度， R 0.87 为 0.87μm 的反射率。

（3）将组内的最小可信度作为该组的可信度,并将各组可信度相乘，开N次方（N为组数），生成初始的云检测结果。
（4）如果可信度水平不确定的像元（0.05<可信度<0.95），以3x3像元为单位的矩阵，进行空间均一性检验及时间均一性检验（目前只适用于水体）。
（5）某些情景下，需要进行晴空恢复检测：白天的水/陆共存的下垫面、浅水区，如果检测结果并非为高可信度有云，而NDVI（波段1-波段2/波段1+波段2）的值<-0.18或>0.40，则将该像元改为晴空像元；日映（sun glint）区域的检测结果为不确定性有云，或者没有存在高云的证据，则进行这项检测，如果BT3.75-BT11 >15.0K，R0.895/R0.935 >3.0，且9通道（0.443μm）并不饱和，则该像元的标记改为晴空像元。

云阴影检测
当晴空检测的可信度高时，需要对云阴影进行检测。检测所用的数据包括1.2，0.94，0.87及0.66μm的反射率。云阴影检测的条件为：R0.94<0.07、R0.87/R0.66>0.3及R1.2<0.2。

5 验证工作

• 验证方法：利用Aqua and Terra平台上搭乘的其它遥感器如ASTER的同步数据进行验证。

［1］Steve Ackerman, Kathleen Strabala, Paul Menzel， etc., 2002, Discriminating clear-sky from cloud with MODIS algorithm theoretical basis document (MOD35)。