哨兵5p数据及其在ENVI中处理
1、数据简介
哨兵5p数据是欧空局2017年发射的一颗用于全球大气污染监测的卫星。卫星搭载对流层观测仪( TROPOM),可进行高时空分辨率的大气测量,用于空气质量、臭氧和紫外线辐射以及气候监测和预报。大气产品包括O3、SO2、CH4、CO、NO2、HCHO等。成像幅宽2600km,覆盖全球,成像分辨率7km×3.5km。
数据介绍官网:https://sentinel.esa.int/web/sentinel/missions/sentinel-5p。
数据包括3个级别的产品:
- Level-0,原始数据。
- Level-1B产品:
-
- Level-2级产品:
-
-
-
-
公开发布的数据产品是L1B 和L2产品。
数据产品介绍及各产品数据说明:https://sentinel.esa.int/web/sentinel/technical-guides/sentinel-5p/products-algorithms
2、数据下载
哨兵5p数据免费下载网址:https://s5phub.copernicus.eu/dhus/#/home,账户和用户名均为:s5pguest。
其中,L2大气产品包括:
产品类型 |
产品说明 |
L2__O3____ |
Ozone (O3) :总柱含量 |
L2__O3_TCL |
Ozone (O3) :对流层柱含量 |
L2__O3__PR |
Ozone (O3) :总剖面数据(计划2021年中发布) |
L2__O3_TPR |
Ozone (O3) :对流层剖面数据(计划2021年中发布) |
L2__NO2___ |
Nitrogen Dioxide (NO2):总柱含量、对流层柱含量 |
L2__SO2___ |
Sulfur Dioxide (SO2):总柱含量 |
L2__CO____ |
Carbon Monoxide (CO):总柱含量 |
L2__CH4___ |
Methane (CH4) :总柱含量 |
L2__HCHO__ |
Formaldehyde (HCHO) :总柱含量 |
L2__CLOUD_ |
云量、反照率、云顶大气压 |
L2__AER_AI |
紫外区域气溶胶指数 |
L2__AER_LH |
气溶胶层高度(中等气压) |
UV product1 |
Surface Irradiance/erythemal dose |
L2__NP_BDx, x=3, 6, 7 |
Suomi-NPP VIIRS 观测的云产品(辅助数据) |
L2产品根据生产时间/质量分为三种数据流:
OFFL(offline):离线数据流,一般成像后几天可得到
NRTI(Near real time):近实时数据流,卫星成像3小时后即可获取,数据可能不完整或存在质量缺陷
RPRO(Reprocessing):再次处理数据流,质量最好的版本
3、数据查询情况
在esa查询数据时发现,每种产品的数据类型,能获取的时间段有所差别,不是都有,大致数据可查询到的时间区间总结如下(20210311查询数据结果):
大气产品 |
数据生产类型 |
时相 |
O3 |
RPPO |
20180430-20190422 |
NRTI |
20210312-20210212 |
|
OFFL |
20190424-20210310 |
|
O3_TCL |
RPPO |
无 |
NRTI |
无 |
|
OFFL |
20181121-20210224 |
|
SO2 |
RPPO |
20180506-20181128 |
NRTI |
20210311-20210209 |
|
OFFL |
20181128-20210310 |
|
NP_BD7: NP_BD6 NP_BD3 |
RPPO |
20180430-20180627 |
NRTI |
无 |
|
OFFL |
都有 |
|
NO2 |
RPPO |
20180430-20181003 |
NRTI |
20210311-0210209 |
|
OFFL |
都有 |
|
HCHO |
RPPO |
20181124-20180514 |
CH4产品 |
RPPO, |
20180430-20181128 |
NRTI |
无 |
|
OFFL |
都有 |
数据查询
注:查询数据时,因不是每个数据流每个时间段都有数据,最好设置20180101(或更早)-today的时间段查询。
4、在ENVI中对哨兵5P大气产品进行地理定位
大气产品数据预处理主要就是地理定位问题,经过分析不同大气产品的三种处理结果发布的产品,情况如下:数据均为.nc格式,可以用科学数据集打开,同时可以读取经纬度文件,使用经纬度文件构建GLT文件进行地理定位,也可以使用/Geometric Correction/Reproject GLT with Bowtie Correction做几何定位。构建GLT文件进行几何定位的操作大家比较熟悉,请参考:http://blog.sina.com.cn/s/blog_764b1e9d0102zcsj.html。下面介绍使用Reproject GLT with Bowtie Correction工具进行几何定位,操作更加简单。
以NRTI_NO2(近实时数据流NO2总柱含量)产品为例, File->Open As->Scientific Formats->NetCDF-4,打开.nc文件,在科学数据集浏览面板,将数据产品文件拖动到右侧Raster列表,将经纬度文件依次拖动到右侧Geographic Information项目中,依次选择Latitude和Longitude选项。点击Open Rasters。

科学数据集打开.nc数据并在地理信息中加入经纬度文件
打开数据后,在Data Manager中查看File Information信息,可看到数据带有GLT信息。
打开后数据头文件里带有GLT信息
打开/Geometric Correction/Reproject GLT with Bowtie Correction工具,选择刚打开的大气产品数据,参数面板默认,进行地理定位处理。
GLT地理定位面板
NRTI_NO2产品地理定位
OFFL_L2_NO2产品地理定位
目前来看,一张图覆盖全球产品,在ENVI中无法直接进行地理定位处理。如OFFL_L2_O3_TCL产品,数据只提供了一行纬度和一行经度文件,
臭氧对流层柱含量数据
5、其他信息:
一、NASA开发的一款基于JAVA的netCDF/HDF/GRIB数据查看器Panoply,可对S5P数据产品进行打开和地理定位查看,如下图(图片来源于网络)。
Panoply数据查看器打开大气产品数据
二、国内对哨兵5P数据应用的文献不多,引用最多的文献是:哨兵_5P_卫星TROPOMI_省略_江苏省域大气污染监测中的初步应用。
20210331查询知网数据库结果
三、下载了以下数据,涵盖不同大气产品的不同数据流,完成本文。
参考文献:
1、李旭文,
2、https://blog.csdn.net/xydf_1992/article/details/106743560,感谢作者
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