A comparative analysis of three different MODIS NDVI datasets for Alaska and adjacent Canada

AbstractModerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data offer great potential for monitoring vegetation dynamics in Alaska. However, certain MODIS image quality issues, such as geometric distortion, have been analyzed and documented in high latitudes and regions distant from the Greenwich Meridian. To improve MODIS data usability, the Canada Centre for Remote Sensing (CCRS) developed a seven-band reflectance dataset (10 day composite) at 250 m resolution for Canada and North America. More recently, the US Geological Survey Earth Resources Observation and Science Center produced an eMODIS dataset that includes a 7 day composite of normalized difference vegetation index (NDVI) and surface reflectance data at 250 m, 500 m, and 1 km resolutions for the conterminous United States and Alaska. Although these two datasets are based on the same MODIS level 1B data as those of the standard MODIS products, they are processed to improve their use in high-latitude regions. In this study, we conducted a comparative analysis of the standard MODIS, CCRS MODIS, and eMODIS Alaska 250 m NDVI products using the Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) images as a reference source. CCRS MODIS and eMODIS Alaska NDVI images have significantly improved geometric features over those of the standard MODIS product. Pixel-by-pixel comparisons of the MODIS datasets indicated that all retained the original MODIS radiometric characteristics, but considerable mismatches at the pixel level were found due to geometric distortions caused by resampling. All three MODIS datasets agreed well as images were degraded to 5 or 10 km resolution.Les données de MODIS (« Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer ») offrent un énorme potentiel pour le suivi de la dynamique de la végétation en Alaska. Cependant, il existe un certain nombre de problèmes au niveau de la qualité des images de MODIS, comme la distorsion géométrique, qui ont été analysés et documentés pour les hautes latitudes et les régions éloignées du méridien de Greenwich. Dans le but d'améliorer l'utilisation des données de MODIS, le Centre canadien de télédétection (CCT) a développé un ensemble de données de réflectance à 7 bandes (image synthèse temporelle de 10 jours) à la résolution de 250 m pour le Canada et l'Amérique du Nord. Récemment, le Earth Resources Observation and Science Center du US Geological Survey a produit un ensemble de données « eMODIS » qui comprend une image synthèse temporelle de 7 jours de l'indice NDVI (« normalized difference vegetation index ») et des données de réflectance de surface à la résolution de 250 m, de 500 m et de 1 km pour les parties limitrophes des États-Unis et de l'Alaska. Bien que ces deux ensembles de données soient basés sur les mêmes données de niveau 1-B de MODIS que les produits standards de MODIS, ces derniers sont traités pour améliorer leur utilisation dans les régions des hautes latitudes. Dans cette étude, on a réalisé une analyse comparative des produits standards de MODIS, des produits MODIS du CCT et des données NDVI de eMODIS de l'Alaska à la résolution de 250 m à l'aide des images d'ASTER (« Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer ») comme source de référence. Les images MODIS du CCT et NDVI de eMODIS de l'Alaska ont permis d'améliorer significativement les caractéristiques géométriques comparativement au produit standard de MODIS. Des comparaisons pixel par pixel des ensembles de données de MODIS montraient que l'ensemble de ceux-ci conservaient les caractéristiques radiométriques originales de MODIS, quoique des décalages importants aient été observés au niveau du pixel dû aux distorsions géométriques entraìnées par le ré-échantillonnage. Les trois ensembles de données de MODIS affichaient une bonne correspondance étant donné que les images avaient été ramenées à la résolution de 5 km ou de 10 km.[Traduit par la Rédaction]