在本教程中，您将学习HDF4文件格式，在免费的HDF查看器中浏览HDF4文件（及其元数据）。
学习目标
完成本教程后，您将能够：
- 说明数据的结构和如何存储在HDF4文件中。
- 在免费的HDF查看器中浏览HDF4文件（及其元数据）。
你需要什么
您将需要MODIS数据，您可以查看《从USGS Earth Explorer网站查找和下载MODIS数据》来下载数据。
您还需要从HDF Group网站下载免费的HDF查看器。此页面上提供了其他下载和安装信息。
确保下载上面的数据，以便您可以在免费的HDF查看器中访问数据。
什么是HDF文件？
文件格式是指计算机存储和处理数据的方式 。目前常用的图像文件格式很多, 如 GIF , JPG , PCX ,TIFF 等 。这些格式共同的缺点是结构太简单 ,不能存放除影像信息外其他的有用数据 ,像遥感影像的坐标值、参数等都无法在其中保存 ,而且用不同格式存储影像数据使得读取 、传输、共享变得复杂, 因此，有必要建立一种标准格式以解决上述问题。
HDF(分层数据文件)是美国国家高级计算应用中心为了满足各种领域研究需求而研制的一种能高效存储和分发科学数据的新型数据格式 。HDF可以表示出科学数据存储和分布的许多必要条件。
HDF数据类型
HDF提供6种基本数据类型：光栅图像（RasterImage），调色板（Palette），科学数据集（ScientificDataSet），注解（Annotation），虚拟数据（Vdata）和虚拟组（Vgroup） 。
- RasterImage数据模型被设计成能为光栅图像数据的存储和描述提供一个灵活的方法，包括8比特和24比特光栅图像。
- Palette作为颜色查找表提供图像的色谱。它是一个表格，其表中每列的数字表示特定颜色的数字。
- ScientificDataSet模型是用来存储和描述科学数据的多维数组。
- Vdata模式是用来存储和描述数据表格的结构。
- HDF的Annotations是文本字符串，用来描述HDF文件，或HDF文件包含的HDF数据对象。
- Vgroup结构模型被设计为与相关数据对象有关。一个Vgroup可以包含另一个Vgroup以及数据对象。任何HDF对象都可以包含在一个Vgroup中 。
什么是HDF4文件？
在本部分，您将了解了分层数据格式（HDF）文件的一般特征，并且有多种类型的HDF文件，包括HDF4，HDF5和NetCDF。
HDF文件是开源文件格式，它使用类似“文件目录”的结构来支持大而复杂的异构数据。HDF格式还允许嵌入元数据，从而使它们能够自我描述。
与HDF5相比，HDF4是一种较旧的分层数据格式，HDF5是由HDF集团，这些格式的库和标准的发行者推动的最新版本。
尽管许多遥感产品都已经过渡到HDF5，但HDF4仍然是适用于NASA发布的MODIS数据产品的主要数据格式。
数据提示： HDF4是较旧的分层数据格式。大多数MODIS数据仍以该格式的改编版本提供。HDF5（和NetCDF类似于具有不同关联标准的HDF5格式）是用于新数据产品的首选数据结构。
有关HDF4的更多信息，请查阅《HDF4用户指南》并了解有关HDF4和HDF5格式之间差异的更多信息。
HDF4 EOS格式的MODIS
NASA修改了HDF4和HDF5格式，以发布来自地球观测系统（EOS）任务的数据。这些改编的格式称为HDF-EOS，包含其他地理位置数据类型（点，网格，条带），这些数据类型可用于存储原始HDF结构不支持的空间信息。
HDF4-EOS是从HDF4改编的格式，是MODIS数据产品当前使用的格式。您可以查看《HDF4-EOS用户指南》（第3.1节），以了解有关如何调整HDF4格式以支持这些其他空间数据类型的更多信息。
HDF4-EOS文件由包含数据对象的目录（我们可以将其视为计算机目录中的单个文件）组成。每个数据对象在目录中被列为单独的条目，从而允许将数据对象与相关的元数据链接。
可以将相关的数据对象分组到由多个数据对象组成的数据集中（我们可能会想到在计算机目录中组织文件的子目录）。
hdf4-modis-data-object.png
MODIS HDF4文件结构包含每个表面反射波段（例如波段1）的数据对象。在此示例中，表面反射波段被分组到称为MODIS_Grid_500m_2D的数据集中，该数据集包含空间分辨率为500米的数据对象。
使用HDFView浏览HDF4文件
为了使自己熟悉HDF4结构并浏览特定文件的数据对象，可以使用由HDF组发布的免费HDFView工具。
以下各节将引导您完成下载和安装该工具的过程，并浏览数据集中包含的HF4-EOS文件（请参阅：有关您需要的部分）。
下载并安装HDF Viewer
为了从HDF Group网站下载免费的HDF查看器，您需要首先创建一个免费帐户。
您可以通过单击下载页面右上角的“创建免费帐户”按钮来创建免费帐户。
在创建免费帐户的过程中，系统会要求您输入通过电子邮件发送到您提供的地址的代码来确认您的电子邮件地址。
创建帐户完成后，您可以从下载页面中为操作系统选择适当的安装程序。
Windows用户：您将需要根据Windows版本选择适当的安装程序。例如，HDFView-3.1.1-win10_64-vs15.zip是Windows版本的适当安装程序。下载.zip文件后，您可以解压缩该文件并双击.msi文件以运行安装。
在HDF Viewer中打开HDF4文件
安装后，在计算机上打开HDFView工具。
在菜单栏中，单击第一个按钮Open以打开文件。
hdf4-hdf-viewer-open-file.png
单击“打开”按钮以在HDF View界面中打开一个新文件。
导航到数据下载目录（请参阅：有关所需内容的部分）。
回想一下，如何利用《从USGS Earth Explorer网站查找和下载MODIS数据》。
在目录中选择MOD09GA.A2020149.h27v05.006.2020151030355.hdf并打开。
hdf4-hdf-viewer-open-select-file.png
导航到适当的目录以在HDF View界面中打开一个新的HDF文件。
在HDF Viewer中探索HDF4数据对象
查看HDF文件结构
打开后，HDF文件结构将出现在HDFView界面的左侧面板中。
单击>数据集名称旁边的MODIS_Grid_500m_2D以展开它。
然后，展开Data Fields以查看存储在该数据集中的数据对象。
从表面反射波段列表中，单击（或选择）sur_refl_b01_1波段1。
hdf4-modis-data-object.png
由于数据和元数据一起存储在HDF4文件中，因此可以看到数据对象的关联元数据，例如表面反射波段1的填充值和有效范围。
请注意，当您选择单个数据对象时，您会在Object Attribute Info标签中看到相关的元数据，例如的填充值-28672和的有效范围-100, 16000。
查看表面反射波段的图像
单击标题为的第二个选项卡General Object Info。
注意，将显示文件的路径以及其他属性，例如尺寸。
要预览图像，请单击Show Data with Options（底部中心）按钮。
hdf4-modis-band-1-object-info.png
常规对象信息”选项卡提供了其他属性信息，例如数据对象的路径和波段的尺寸。
对于Display As选项，选择的单选按钮Image。
在窗口的右侧，将值输入到有效范围框中：-100, 16000
hdf4-modis-band-1-view-image-settings-valid-range.png
设置数据的有效范围可让您在预览图像之前处理填充值（即无数据值）。
最后，单击OK按钮（底部中心）以打开图像。
hdf4-modis-band-1-view-image-valid-range.png
预览数据有助于了解数据值并识别潜在的质量问题。
现在，您知道如何使用免费的HDFView工具打开和浏览HDF4文件。
要探索HDF查看器中的其他功能（例如转换和导出文件），请查看《HDF查看器用户指南》。
温馨提示：
软件及软件使用教程下载，扫码关注下方公众号回复：HDFView
数据下载，请查看《从USGS Earth Explorer网站查找和下载MODIS数据》
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