?01 NPP卫星系统
??? NPP（National Polar-orbiting Partnership）卫星系统是由NASA和NOAA共同研发出来的，主要用于环境监测。NPP卫星系统包括5个传感器（ATMS，CrlS，OMPS，CERES，VIIRS）。NPP于2011年10月28日发射，在2012年1月，名称改为SUOMI，也有人称作SNPP。2017年更新计划，搭载在JPSS（the next generation of polar orbiting satellites），所以也称作JPSS-1/VIIRS。
02 VIIRS传感器
??? VIIRS（Visible infrared Imaging Radiometer）可见光红外成像辐射仪是搭载在NPP卫星上的传感器，扫描式成像辐射仪，可收集陆地、大气、冰层和海洋在可见光和红外波段的辐射图像。SNPP/VIIRS 传感器提供了22个波段，波长范围从0.4μm到12.5μm，其中有5个高分辨率图像通道（I波段，375m）；16个中等分辨率通道（M波段,750m）；1个白天/夜间波段（DNB,750m）。采用可见光、近红外、短波近红外波段进行洪水监测，夜光遥感数据一般是指DNB波段。
? ? VIIRS幅宽约 3000 km，可以每日无间隙覆盖全球一次。VIIRS作为MODIS的替代产品，具有相似的数据组织形式，但VIIRS的中低纬度由于幅宽较大造成的数据缺失得到了很大的改善。VIIRS与MODIS相比每天只有一个时刻过境（当地时13：30），MODIS两个星MOD（10：30）及MYD（13：30）。
图?VIIRS同MODIS空间覆盖范围比较
图? VIIRS 波段信息
03 VIIRS数据产品
04 VIIRS数据下载及处理
4.1 官网直接下载
????数据官网：https://lpdaac.usgs.gov/
????(1) 找到所需要的产品下载界面，选择ORDER DATA
????(2) 选择所需要的时间范围，空间位置以及文件即可下载数据。
4.2? 数据处理
??? VIIRS L1B数据的预处理包括几何校正和辐射定标。与MODIS不同，VIIRS数据在分发之前就对由蝴蝶结效应产生的数据重叠进行了修正和去除。分别将VNP03的经纬度数据打开，VNP02的辐射数据打开，ENVI下使用【Build GLT】和【Georeference from GLT】工具即可对VIIRS数据进行几何校正。
4.3?产品介绍
4.3.1?VNP02MOD
??? VNP02MOD 源自 16 个中等分辨率或 M 波段，在最低点的空间分辨率为 750 米。这些 M 波段包括 11 个反射太阳波段 (RSB) 和 5 个热发射波段 (TEB)。每个 M 波段在沿轨道方向有 16 个探测器，每次扫描有 16 行像元，提供 750 m的分辨率。M 波段的波长范围为 0.402 μm 至 12.49 μm，对可见光、近波、短波、中波和长波红外波长敏感。该产品源自 NASA VIIRS L1A 原始辐射，包括校准和地理定位的辐射和反射数据、质量标志以及颗粒和集合级元数据。与时间跨度为 5 分钟的 MODIS L1B 产品相比，VIIRS L1B 校准辐射产品包含 6 分钟的标称时间持续时间。750 m幅产品的图像尺寸为 3232 ?x 3200 像元，每天有240景影像覆盖全球。
数据链接：https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/missions-and-measurements/science-domain/viirs-L0-L1
说明文档：https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/missions-and-measurements/viirs/NASA_VIIRS_L1B_UG_August_2021.pdf
4.3.2?VNP03MOD
????VNP03MOD 为 NASA VIIRS L1 地形校正地理定位产品的简称，并包含每个 750 m中等距离的派生视线 (LOS) 矢量分辨率或 M 波段。地理定位算法使用许多输入，包括地球椭球体、大地水准面和数字地形模型以及 SNPP 平台的星历和姿态数据，以及 VIIRS 传感器和卫星几何信息。VNP03MOD 产品包括大地水准面纬度、经度、大地水准面上方的表面高度、太阳天顶和方位角、传感器天顶和方位角、陆地/水域掩膜以及每个像元位置的质量标志。VNP03MOD 提供了一个基本输入，以导出VIIRS M 波段更高级别的产品。
数据链接：https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/missions-and-measurements/science-domain/viirs-L0-L1
4.3.3?CLDMSK_L2_VIIRS_NOAA20
????MODIS-VIIRS 云掩膜 (MVCM) 旨在促进 Aqua 和 Terra 平台上的 MODIS与 VIIRS系列仪器之间的云检测连续性。为了建立连续性，此 MODIS MVCM 产品不使用与标准 MODIS 产品 (MOD35/MYD35) 中使用的算法相同的算法。CLDMSK_L2_MODIS_Aqua 云罩是在 1000 m（最低点）空间分辨率下生成的 2 级产品。CLDMSK_L2_VIIRS_SNPP 和 CLDMSK_L2_VIIRS_NOAA20 云遮罩是在 750 m（最低点）空间分辨率下生成的 2 级产品。MODIS所对应的产品为MYD35。
数据链接：https://ladsweb.modaps.eosdis.nasa.gov/missions-and-measurements/science-domain/cloud/#viirs
~ 以上产品是近期用到的VIIRS产品因此简单做了下整理?~
05 相关研究?
5.1?基于VIIRS/S-NPP数据估算高空间分辨率晴空地表长波上行辐射
????本文在混合方法的总体框架下，开发了线性模型和多元自适应回归样条（MARS）模型，从可见红外成像的大气层顶（TOA）辐射基于VIIRS的 M14、M15 和 M16波段估计750 m瞬时晴空LWUP，进行综合辐射传输模拟，生成大量具有代表性的样本，从中推导出线性模型和 MARS 模型。开发的两个模型已通过从表面辐射预算网络 (SURFRAD) 中的七个站点收集的现场测量结果进行验证。线性模型的偏差和均方根误差 (RMSE) 分别为 -4.59 W/m2 和 16.15 W/m2 ，而 MARS 模型的偏差和均方根误差 (RMSE) 分别为 -5.23 W/m2 和 16.38 W/m2 。由于线性模型具有更高的计算效率和可接受的精度，因此线性模型更适合生产可操作的 LWUP 产品。将由 VIIRS 开发的线性模型估计的 LWUP 与从中分辨率成像光谱仪 (MODIS) 检索到的 LWUP 进行比较。Bias 和 RMSE 分别为 -0.15 W/m2 和 25.24 W/m2。本文是第一次将混合方法应用于从 VIIRS 数据中全球估计晴空 LWUP。所开发的混合方法的良好性能以及 VIIRS LWUP 和 MODIS LWUP 之间的一致性表明，混合方法有望用于生成 LWUP 的长期高空间分辨率环境数据记录 (EDR)。
图??VIIRS（M14,M15M16）与MODIS波段比较
图 VIIRS 和 MODIS的 LWUP 反演结果空间展示
文章参考链接：doi:10.3390/rs10020253
5.2??利用传递学习神经网络从VIIRS数据估算全球下行短波辐射??
????本研究使用一种用迁移移学习的神经网络（TL）概念被引入利用辐射转移模拟和地面测量数据， 在当地的太阳日中仅实现全球下行短波辐射（DSR）估算，只有大气层顶数据和地面反照率作为输入。所提出的方法基于750米分辨率的VIIRS数据中估算瞬时和日均下行短波辐射，全球40个独立台站验证了其估算结果。2013年，瞬时DSR验证的均方根误差和相对均方根误差分别为91.2（16.1%）、106.3（18.3%）、75.0（24.2%）W/m2，每日验证分别达到30.8（15.5%）、33.5（17.6%）和31.3（14.4%）W/m2。与传统的ML模型、物理模型（如查找表和直接估计）以及现有的DSR产品相比，该方法在极地地区具有显著的高精度，在其他地区具有类似的表现。该算法还应用于VIIRS 幅宽数据以测试其全球有效性。瞬时的DSR空间分布数据表现出的到云掩模产品空间模式以及日均的DSR空间分布数据显示的空间模式类似于CERES的DSR以及云掩膜数据，但分辨率更高。进一步的分析表明，TL加入后，模型性能对训练数据量的敏感性降低。这项研究证明了TL在提高DSR估计的通用性和准确性方面的优势，这可能适用于其他变量反演。
图 2013年6月6日，格陵兰、乌拉尔和中东地区的日均DSR估算值，并与CERES-SYN日均DSR的比较
文献参考链接：https://doi.org/10.1016/j.rse.2022.112999
文字排版 | 南波婉琬
审核?| 南波婉琬
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