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【资源共享】MODIS云图渲染基础教程&伪VIS代码实现

只看楼主收藏回复

写在前面
很久之前就承诺过会写这样一篇贴子。2023年1月的时候开了个《伪VIS算法原理与教程》(https://tieba.baidu.com/p/8224526980)的坑,到头来只写了理论篇,教程篇只列了个目录没来得及写完;今年风吧吧务大选拉票时我也说过三月下旬会出一个云图渲染的教程,然而上个月春假九天全部拿来赶AI-VIS论文的大修了,一直拖到现在才动笔。
回到正题,本贴的初衷是让对云图渲染有兴趣且有精力探索的气象爱好者们能大致了解用python渲染云图的基础方法,而已有一定基础并希望了解伪VIS算法具体实现方法的朋友们也可以参考本贴。气象这样的爱好是需要一些正向反馈来维持的,我现在还清晰记得四五年前在吧友帮助下设计出自己编写的色阶时以及画出MODIS海燕伪VIS时的欣喜与激动,若无有心人相助的幸运,我或许早已在某个淡季默默无闻地退坑了。如果这份教程能为刚开始尝试云图渲染的读者们提供一点参考,并成为他们探索这一领域最初的动力,那将是极好的。
与伪VIS&AI-VIS这两个夜间可见光项目不同,在通用的云图渲染这方面我肯定不是这里最擅长的,论编程水平远不及py,纳宝宝,ben,bala等人,写的代码效率与美观程度有时候自己都看不下去,论熟悉的卫星种类则远不及vf。教程编写过程中有任何错误欢迎大家批评指正。
本贴在新论坛(https://www.tyboard.net/forum.php?mod=viewthread&tid=375)同步更新,代码和网址不方便复制的话可以去论坛复制,这个月内一定更完
首楼要是一直吞着的话北京时间今晚再来更新,先睡了(


IP属地:美国1楼2024-04-12 16:06回复
    大力支持


    IP属地:江苏来自iPhone客户端2楼2024-04-12 16:12
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      捏ljs qwq


      IP属地:浙江来自Android客户端3楼2024-04-12 16:16
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        囍薨


        IP属地:上海来自iPhone客户端4楼2024-04-12 16:35
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          IP属地:广东来自Android客户端5楼2024-04-12 16:40
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            智齿


            IP属地:辽宁来自iPhone客户端6楼2024-04-12 16:46
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              河南拔智齿


              IP属地:广东来自Android客户端7楼2024-04-12 16:46
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                前排膜佬


                IP属地:广东来自Android客户端8楼2024-04-12 16:50
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                  膜!学会就去帮你解决问题!


                  IP属地:广东9楼2024-04-12 17:32
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                    大佬牛逼


                    IP属地:天津来自Android客户端10楼2024-04-12 17:37
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                      萌新膜拜


                      IP属地:江西来自Android客户端11楼2024-04-12 17:48
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                        非常好


                        IP属地:湖南来自Android客户端12楼2024-04-12 17:50
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                          不会编程的萌新前排膜Carl


                          IP属地:上海来自手机贴吧13楼2024-04-12 19:04
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                            目录(暂定)
                            1. 给初学者的建议
                            2. 卫星数据读取——以MODIS为例
                            a. MODIS数据下载
                            b. Python环境
                            c. HDF文件读取,MODIS波段简介
                            d. 辐射定标与亮温反演
                            e. 经纬度插值
                            3. 红外云图渲染
                            a. 色阶
                            b. Matplotlib出图
                            4. 伪VIS云图渲染
                            a. 伪VIS基础算法实现
                            b. 海温反演修正与高云修正


                            IP属地:美国15楼2024-04-12 21:24
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                              卫星数据读取——以MODIS为例
                              a. MODIS数据下载
                              MODIS数据可以从以下两个网站获取:
                              1. Earthdata search https://search.earthdata.nasa.gov/search
                              2. LAADS DAAC https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/search/order
                              追风时画实况云图我会偏向于使用Earthdata,画历史云图有时候会使用LAADS,云图预览方便些,这里我们主要介绍第一个网站。

                              这个网站目前提供了9331种不同的数据集,其中绝大部分是我们所不感兴趣的。左侧筛选栏中选择Instruments-MODIS,Processing Levels-1B,就可以筛选出MODIS L1B的数据,一共21个,当然这里还包含一些我们不感兴趣的数据(比如5km重采样):

                              MODIS数据集有各自的代号,例如MYD021KM是Aqua上的1km分辨率L1B数据,其中Y/O代表卫星Aqua/Terra,1KM/HKM/QKM代表1km/0.5km/0.25km分辨率。(H=Half, Q=Quarter)
                              本贴主要使用的是1km分辨率的MYD021KM/MOD021KM数据,文件中包含MODIS所有波段的数据;由于不是所有波段都有0.5km与0.25km的分辨率,HKM和QKM仅包含部分波段的数据,绘制VIS和真彩色时可能用到。
                              网站中部分数据是NRT(Near Real Time)版本,更新相对更快(一般在卫星通过后1~3小时不等出数据)但只有近期存档,数据处理方式和正常版本一致,适合实时追风时使用。
                              选择数据集后可以点击左上角的小图标筛选指定时间和矩形区域的数据:

                              (大部分卫星数据网站都会提供类似筛选数据的功能,也有少数几个得自己对着时间翻找的,比如ncei的微波存档)
                              近期Earthdata增加了上图右侧的云图预览,但个人测试下来这个功能会将每颗卫星白天和夜晚的两次扫描混淆,暂时不建议使用。左侧数据自带的预览是正常可信的,可以用于确认目标TC是否扫正。
                              这里我们选中了海燕11.071345Z的Terra数据并下载。境内访问Earthdata有可能比较卡,但这个问题需要各位自己解决。下载过程如果非常慢可以尝试用IDM等工具加速。


                              IP属地:美国16楼2024-04-12 21:26
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