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MODIS

SatelliteImagery EarthObservation AIforEarth NASA USGS

Images satellite du Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS).

MODIS fournit des données d’observation de la Terre dans une large gamme spectrale, de 1999 à nos jours. Les satellites MODIS effectuent une image de la Terre tous les un à deux jours, bien que les produits individuels dérivés des données MODIS puissent avoir des résolutions temporelles plus faibles. MODIS est administré par la NASA (National Aeronautics and Space Administration) et par le US Geological Survey (USGS). Nous reflétons actuellement le produit MCD43A4 (réflectance de surface quotidienne mondiale à la résolution de 500 m) sur Azure, qui remonte à 2000, et nous allons intégrer une sélection de produits MODIS supplémentaires.

Ressources de stockage

Les données sont stockées dans des blobs situés dans le centre de données USA Est 2, dans le conteneur de blob suivant :

https://modissa.blob.core.windows.net/modis

Dans ce conteneur, les données sont organisées comme suit :

[product]/[htile]/[vtile]/[daynum]/[filename]

product est le nom du produit MODIS. Actuellement, MCD43A4 est disponible sur Azure.

htile et vtile font référence aux numéros de mosaïque du modèle de projection sinusoïdale MODIS. Le Bloc-notes disponible sous “Accès aux données” montre une façon de mapper la latitude et la longitude dans ce système de projection.

daynum est une année à quatre chiffres plus un jour à trois chiffres (de 001 à 365), par ex. 2019001 représente le 1er janvier 2019.

…par exemple, le dossier :

MCD43A4/00/08/2019010

…contient des images du 10 janvier 2019.

Les images sont stockées au format GeoTIFF, avec une image par canal MODIS. La cartographie des canaux sur les bandes spectrales est propre au produit ; pour MCD43A4, les cartographies sont disponibles ici.

Selon ce document, la bande spectrale 1 correspond au canal 7 pour le MCD43A4, ainsi dans le répertoire ci-dessus, le fichier :

MCD43A4.A2019001.h00v08.006.2019010201703.hdf_07.tiff

…contient des informations de la bande spectrale 1.

Un exemple Python complet d’accès et de traçage d’une image MODIS est disponible dans le notebook fourni sous “accès aux données”.

Nous fournissons également un jeton SAP en lecture seule pour permettre l’accès aux données MODIS via, par exemple, BlobFuse, qui vous permet de monter des conteneurs de blobs en tant que lecteurs :

st=2019-07-26T22%3A24%3A15Z&se=2032-07-27T22%3A24%3A00Z&sp=rl&sv=2018-03-28&sr=c&sig=ENT24qUY%2BlxL93XMykFQwfq4ctHDPLmYPDaaAn7YI3Q%3D

Les instructions de montage pour Linux sont disponibles ici.

Les données MODIS peuvent consommer des centaines de téraoctets. Par conséquent, le traitement à grande échelle est plus efficace dans le centre de données Azure USA Est où les images sont stockées. Si vous utilisez des données MODIS pour des applications en sciences de l’environnement, envisagez de demander une subvention AI for Earth afin de répondre à vos besoins de calcul.

Belle image


Images de l’aire métropolitaine de Chicago le 15 mai 2019.

Contact

Pour toute question sur ce jeu de données, contactez aiforearthdatasets@microsoft.com.

Remarques

MICROSOFT FOURNIT AZURE OPEN DATASETS “EN L’ÉTAT”. MICROSOFT N’OFFRE AUCUNE GARANTIE, EXPRESSE OU IMPLICITE, DE GARANTIE NI DE CONDITIONS RELATIVES À VOTRE UTILISATION DES JEUX DE DONNÉES. DANS LA MESURE AUTORISÉE PAR VOTRE DROIT LOCAL, MICROSOFT DÉCLINE TOUTE RESPONSABILITÉ POUR TOUT DOMMAGE OU PERTES, Y COMPRIS LES DIRECTIVES, CONSEQUENTIELLES, SPÉCIALES, INDIRECTES OU PUNITIVES, RÉSULTANT DE VOTRE UTILISATION DES JEUX DE DONNÉES.

Ce jeu de données est fourni selon les conditions initiales par lesquelles Microsoft a reçu les données sources. Le jeu de données peut inclure des données provenant de Microsoft.

Access

Available inWhen to use
Azure Notebooks

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Azure Notebooks

Azure Notebooks

Package: Language: Python

Demo notebook for accessing MODIS data on Azure

This notebook provides an example of accessing MODIS data from blob storage on Azure, including (1) finding the MODIS tile corresponding to a lat/lon coordinate, (2) retrieving that tile from blob storage, and (3) displaying that tile using the rasterio library.

This notebook uses the MODIS surface reflectance product as an example, but data structure and access will be the same for other MODIS products.

MODIS data are stored in the East US data center, so this notebook will run most efficiently on Azure compute located in East US. We recommend that substantial computation depending on MODIS data also be situated in East US. You don't want to download hundreds of terabytes to your laptop! If you are using MODIS data for environmental science applications, consider applying for an AI for Earth grant to support your compute requirements.

Imports and environment

In [1]:
# Standard or standard-ish imports
import os
import tempfile
import numpy as np
import shutil
import urllib
import matplotlib.pyplot as plt

# Less standard, but still pip- or conda-installable
import rasterio

# pip install azure-storage-blob
from azure.storage.blob import ContainerClient

# Storage locations are documented at http://aka.ms/ai4edata-modis
modis_account_name = 'modissa'
modis_container_name = 'modis'
modis_account_url = 'https://' + modis_account_name + '.blob.core.windows.net/'
modis_blob_root = modis_account_url + modis_container_name

# Temporary folder for data we need during execution of this notebook (we'll clean up
# at the end, we promise)
temp_dir = os.path.join(tempfile.gettempdir(),'modis')
os.makedirs(temp_dir,exist_ok=True)

# This file is provided by NASA; it indicates the lat/lon extents of each
# MODIS tile.
#
# The file originally comes from:
#
# https://modis-land.gsfc.nasa.gov/pdf/sn_bound_10deg.txt
modis_tile_extents_url = modis_blob_root + '/sn_bound_10deg.txt'

# Load this file into a table, where each row is (v,h,lonmin,lonmax,latmin,latmax)
modis_tile_extents = np.genfromtxt(modis_tile_extents_url,
                     skip_header = 7, 
                     skip_footer = 3)

# Read-only shared access signature (SAS) URL for the MODIS container
modis_sas_token = 'st=2019-07-26T17%3A21%3A46Z&se=2029-07-27T17%3A21%3A00Z&sp=rl&sv=2018-03-28&sr=c&sig=1NpBV6P8SIibRcelWZyLCpIh4KFiqEzOipjKU5ZIRrQ%3D'

modis_container_client = ContainerClient(account_url=modis_account_url, 
                                         container_name=modis_container_name,
                                         credential=None)
                                
%matplotlib inline

Functions

In [2]:
def lat_lon_to_modis_tile(lat,lon):
    """
    Get the modis tile indices (h,v) for a given lat/lon
    
    https://www.earthdatascience.org/tutorials/convert-modis-tile-to-lat-lon/
    """
    
    found_matching_tile = False
    i = 0
    while(not found_matching_tile):
        found_matching_tile = lat >= modis_tile_extents[i, 4] \
        and lat <= modis_tile_extents[i, 5] \
        and lon >= modis_tile_extents[i, 2] and lon <= modis_tile_extents[i, 3]
        i += 1
        
    v = int(modis_tile_extents[i-1, 0])
    h = int(modis_tile_extents[i-1, 1])
    
    return h,v


def list_blobs_in_folder(container_name,folder_name):
    """
    List all blobs in a virtual folder in an Azure blob container
    """
    
    files = []
    generator = modis_container_client.list_blobs(name_starts_with=folder_name)
    for blob in generator:
        files.append(blob.name)
    return files
        
    
def list_tiff_blobs_in_folder(container_name,folder_name):
    """"
    List .tiff files in a folder
    """
    
    files = list_blobs_in_folder(container_name,folder_name)
    files = [fn for fn in files if fn.endswith('.tiff')]
    return files
             

def download_url(url, destination_filename=None, progress_updater=None, force_download=False):
    """
    Download a URL to a temporary file
    """
    
    # This is not intended to guarantee uniqueness, we just know it happens to guarantee
    # uniqueness for this application.
    if destination_filename is None:
        url_as_filename = url.replace('://', '_').replace('.', '_').replace('/', '_')
        destination_filename = \
            os.path.join(temp_dir,url_as_filename)
    if (not force_download) and (os.path.isfile(destination_filename)):
        print('Bypassing download of already-downloaded file {}'.format(os.path.basename(url)))
        return destination_filename
    print('Downloading file {}'.format(os.path.basename(url)),end='')
    urllib.request.urlretrieve(url, destination_filename, progress_updater)  
    assert(os.path.isfile(destination_filename))
    nBytes = os.path.getsize(destination_filename)
    print('...done, {} bytes.'.format(nBytes))
    return destination_filename

Access and plot a MODIS tile

In [3]:
# Files are stored according to:
#
# http://modissa.blob.core.windows.net/[product]/[htile]/[vtile]/[year][day]/filename

# Surface reflectance
product = 'MCD43A4'

# Let's look at the tile containing Chicago, IL, on May 15, 2019 (day of year 135)
h,v = lat_lon_to_modis_tile(41.881832,-87.623177)
daynum = '2019135'
folder = product + '/' + '{:0>2d}/{:0>2d}'.format(h,v) + '/' + daynum

# Find all .tiff files from this tile on this day, one file per channel
files = list_tiff_blobs_in_folder(modis_container_name,folder)

norm_value = 4000

# Channel 7 in a MCD43A4 file corresponds to MODIS band 1.  
#
# Let's map bands 1, 4, and 3 (channels 7,10,9) to RGB.
channels = [7,10,9]
image_data = []
for ifn in channels:
    remote_fn = files[ifn]
    url = modis_blob_root + '/' + remote_fn
    fn = download_url(url)
    raster = rasterio.open(fn,'r')
    band_array = raster.read(1)
    raster.close()
    band_array = band_array / norm_value
    image_data.append(band_array)
rgb = np.dstack((image_data[0],image_data[1],image_data[2]))
np.clip(rgb,0,1,rgb)
plt.imshow(rgb)
Downloading file MCD43A4.A2019135.h11v04.006.2019149220457.hdf_08.tiff...done, 11546274 bytes.
Downloading file MCD43A4.A2019135.h11v04.006.2019149220457.hdf_11.tiff...done, 11546274 bytes.
Downloading file MCD43A4.A2019135.h11v04.006.2019149220457.hdf_10.tiff...done, 11546274 bytes.
Out[3]:
<matplotlib.image.AxesImage at 0x223970bbc48>

Clean up temporary files

In [ ]:
shutil.rmtree(temp_dir)