S-NPP - Sigma

PERGUNTAS FREQUENTES
Versão 1.0
Data 15/09/2015
1. O que é S-NPP?
S-NPP (Suomi-National Polar-orbiting Partnership) é o primeiro da nova geração de
satélites de órbita polar da série JPSS (Joint Polar Satellite System) lançado em 28 de
outubro de 2011, operado pelo EUA.
2. Qual horário de passagem e o tempo de revisita do S-NPP?
O S-NPP passa sobre o Brasil e parte da América do Sul aproximadamente no horário
das 05 às 06 UTC (madrugada) e das 17 às 18 UTC (tarde). O período de revisita é de 16
dias. Não passa no mesmo local todos os dias por tratar-se de um satélite de órbita polar.
O horário da passagem diária do satélite NPP pode ser verificado no endereço:
https://www.ssec.wisc.edu/datacenter/npp/.
3. Qual sensor do S-NPP é utilizado na geração dos produtos de satélite
disponíveis na página do CPTEC-INPE?
Os produtos são gerados a partir do sensor VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer
Suite) que possui 22 canais centrados nos comprimentos de onda de 0.412 a 12.013 μm,
sendo 5 no visível, 1 Day-Night-Band (DND) no visível e 16 no infravermelho.
Informações sobre os sensores do S-NPP podem ser localizadas no endereço
http://npp.gsfc.nasa.gov/instruments.html.
4. Qual a resolução espacial do sensor VIIRS?
A resolução espacial depende dos canais, cinco deles tem 375 metros, e os demais tem
750 metros para os canais denominados moderados. No entanto, a resolução das
imagens de produtos disponíveis na página é de 1km.
Fonte: http://rammb.cira.colostate.edu/research/goes-r_studies/
5. Qual a resolução espacial dos produtos apresentados na página do
CPTEC/INPE para o S-NPP?
A resolução espacial das imagens de produtos é de 1km, a qual é distinta da resolução
dos canais do sensor VIIRS.
6. Qual período de atualização dos produtos S-NPP na página?
A atualização do produto na página é aproximadamente duas vezes ao dia, de acordo
com a passagem e recepção das informações de satélite no sistema do INPE. Após a
passagem do satélite e o recebimento destas informações no parque de antenas do INPE,
a atualização na página ocorre entre 2 a 3 horas devido o tempo de processamento
(geração de produtos). Na página mantem-se as imagens dos produtos por
aproximadamente 5 dias. O horário da passagem do satélite S-NPP pode ser verificado
no endereço: https://www.ssec.wisc.edu/datacenter/npp/.
7. Como obter imagens de produtos para datas anteriores?
No presente momento, a geração dos produtos está em teste. Caso o usuário queira usar
os produtos é necessário entrar em contato com o serviço de atendimento ao usuário
através do contato [email protected].
8. Quais os produtos disponíveis na página do CPTEC-INPE?
Os produtos disponíveis na página do CPTEC-INPE são:

CVIIRS True Color (RGB)

Máscara da Nuvem (Cloud Mask)

Fase da Nuvem (Cloud Phase)

Espessura Óptica da Nuvem (Cloud Optical Thickness)

Tamanho da Partícula Efetiva da Nuvem (Effetive Particle Size)

Temperatura do Topo da Nuvem (Cloud Top Temperature)

Temperatura da Superfície (Land Surface Temperature)

Espessura Óptica do Aerossol (Aerosol Optical Thickness)

Sensor VIIRS canal 15 – 10.7 micron

Realce da Temperatura da nuvem

VIIRS DNB night band

NDVI (Índice de Vegetação)
9. Quais são os outros produtos gerados a partir do S-NPP e que não são
disponibilizados na página do CPTEC-INPE?

Surface Reflectance (Reflectância da Superfície)

Tcolor Fire (RGB com identificação de pontos de fogo)

Fire Mask and Quality Flags (Identificação de máscara de fogo e flags de
qualidade)

Aerosol Particle Size (Tamanho da Partícula do Aerossol)

EVI (Índice de Vegetação)

Snow Cover (Cobertura de neve)

Suspended Matter Type (Tipo de matéria suspensa)
10. Qual software é usado para gerar os produtos do NPP?
O software da NASA com a sigla IPOPP (International Polar Orbiting Processing Package)
é responsável pela geração dos produtos do satélite S-NPP. A operacionalidade do
processo é realizado pela DGI-INPE e DSA/CPTEC/INPE, a primeira é responsavel pela
recepção e ingestão de dados enquanto a segunda gera os produtos de satélite e
disponibiliza na página.
11. E a confiabilidade dos produtos?
Estes produtos são baseados em estudos realizados pela comunidade científica apoiada
pela NOAA e NASA. Alguns destes produtos, além de passarem por validações antes de
serem disponibilizados para a sociedade em geral. A DSA/CPTEC/INPE, através de
pesquisa científica, também trabalha em um processo de validação sobre a América do
Sul buscando melhorias regionais para o produto. Porém a maioria dos produtos estão em
fase de teste e estudos de validação. A NASA disponibiliza informações sobre a qualidade
dos produtos na seguinte página:
http://www.star.nesdis.noaa.gov/jpss/AlgorithmMaturity.php.
12. Como posso obter informações detalhadas dos algoritmos de cada produto?
Cada produto de satélite apresenta uma documentação detalhada do processamento dos
dados preparada pela NASA. Estes documentos são denominados ATBD (do inglês
Algorithm Theoretical Basis Document) e podem ser acessados no link:
http://npp.gsfc.nasa.gov/documents.html.
13. Como referenciar o uso dos dados do INPE?
Os produtos apresentados na página do CPTEC/INPE não podem ser usados para
propósitos comerciais, copiados integral ou parcialmente para a reprodução em meios de
divulgação, sem a expressa autorização do CPTEC/INPE.
Os usuários deverão sempre mencionar a fonte das informações e dados como "CPTEC/INPE".
A geração e a divulgação de produtos operacionais obedecem critérios sistêmicos de controle de
qualidade, padronização e periodicidade de disponibilização.
Em nenhum caso o CPTEC/INPE pode ser responsabilizado por danos especiais, indiretos ou
decorrentes, ou nenhum dano vinculado ao que provenha do uso destes produtos.
14. Quais os formatos dos arquivos de dados e imagens dos produtos S-NPP?
Geralmente os arquivos de dados estão no formato hdf5, porém as imagens, estão no
formato TIF.
15. Qual o período de disposição dos produtos?
Existe um acervo experimental disponível para consulta desde janeiro/2014 (pedidos via
atendimento ao usuário), a página teste de consulta interna está operando desde
novembro/2014. No entanto, na pagina web, as imagens dos útlimos 5 dias são
disponibilizadas.
16. Algumas informações resumidas sobre os produtos disponíveis no portal da
DSA/CPTEC-INPE
O produto é obtido a partir dos dados brutos do satélite que passa por vários algoritmos
de processamento. Para isso é necessário o conhecimento de alguns termos de
identificação do nível de processamento:

RDR (Raw Data Record): é o nível 0 de processamento, o arquivo inicial com
dados de cada sensor ainda em número digital;

SDR (Sensor Data Record): é o nível 1 de processamento, geralmente armazena
dados reais de TB (Temperatura de Brilho) ou radiância e/ou reflectância;

EDR (Environmental Data Record): é o nível 2 de processamento, nível que utiliza
os dados do nível 1 como entrada de dados juntamente com dados auxiliares para
a geração de produtos (tais como, Temperatura da superficie, fase da nuvem,
aerossóis entre outros).
As imagens de produtos geralmente apresentam resolução espacial de 0.01º,
aproximadamente 1km. Para cada produto existe um documento referente ao algoritmo e
um conjunto de informações denominado ATBD (Algorithm Theoretical Basis Document),
de onde foi traduzido parte do texto abaixo. Os ATBDs podem ser acessados através do
link: http://npp.gsfc.nasa.gov/documents.html.

VIIRS True Color
É um produto que considera a combinação de 3 canais centrados no visível e do infravermelho próximo associados as bandas espectrais do RGB (Red, Green, Blue). A
resolução espacial desse produto é de 0,01º, ou seja aproximadamente 1 km.

TEMPERATURA DO TOPO DA NUVEM
A Temperatura do topo da Nuvem, denominada como CTT do inglês Cloud Top
Temperature, é definida apenas para as regiões identificadas com a presença de
cobertura de nuvem dentro de uma célula (uma determinada área espacial) e representa
a temperatura média horizontal do conjunto de camadas de nuvens que estão dentro das
células. Considerando que dentro de uma célula pode ocorrer multicamadas verticais de
nuvens, a temperatura do topo de nuvem é considerada apenas para as nuvens mais
altas. Para acessar as informações do algoritmo que descreve o processamento do
produto de Temperatura do Topo da Nuvem (CTT), ver o ATBD 474-00041.

TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE DA TERRA
A temperatura da superfície da terra, denominada como LST do inglês Land-surface
Temperature, é obtida para cada tipo de solo de acordo com o programa IGBP
(International Geosphere Biosphere Program). O algoritmo utiliza os canais do infravermelho e outros produtos do S-NPP como entrada: Classificação da cobertura terrestre
e máscaras de nuvens, gelo/neve e continente/oceano. O algoritmo multicanal de satélite
permite recuperar LST global com 3 e 4 K de acurácia (Becker and Li, 1990; Dozier and
Wan, 1994; Li and Becker, 1993). Para acessar as informações do algoritmo que descreve
o processamento do produto de Temperatura da Superfície Terrestre, ver o ATBD, 47400051.

ESPESSURA ÓPTICA DA NUVEM
Para a geração dos produtos de Espessura Óptica da Nuvem, COT do inglês Cloud
Optical Thickness e Tamanho da Partícula Efetiva da Nuvem, EPS do inglês Effective
Particle Size, são utilizados um conjunto de canais de Temperatura de Brilho (TB) e
Reflectâncias. O algoritmo requer outros parâmetros de entrada derivados do sensor
VIIRS, como máscara de nuvem, albedo da superfície e tipo da superfície e geometria do
posicionamento entre o sensor e sol. O algoritmo é baseado na técnica desenvolvida por
Nakajima and King, (1990). Para acessar as informações do algoritmo de processamento
do produto de Espessura Óptica da Nuvem (COT), ver o ATBD, 474-00042 Rev.
20110422. (474-00042_VIIRS_CEPS_and_COP_ATBD_Rev-_20110422.pdf ).

FASE DA NUVEM
O algoritmo do NPP categoriza a fase da nuvem em cinco tipos:
- Água: Camada simples de nuvem composta completamente de gotículas de água;
- Fase Mista: Camada simples de nuvem composta de uma mistura de água com
partículas de gelo ou de água super gelada.
- Gelo Opaco: nuvem opticamente espessa com topo de nuvem composta de cristais de
gelo.
- Cirrus: nuvem opticamente fina com única camada de gelo.
- Sobreposição (overlap): Aproximadamente duas camadas distintas de nuvem, exemplo a
sobreposição de uma nuvem de gelo sobre uma nuvem predominantemente da fase da
água.
Para acessar as informações do algoritmo de processamento do produto Fase da Nuvem,
ver o ATBD, 474-00033.

MÁSCARA DE NUVEM
O algoritmo de máscara de nuvens considera quatro possibilidades de cobertura de
nuvem: (1) Nublado, (2) Probabilidade de nuvem, (3) Probabilidade de céu claro, e (4)
Céu claro. Os diferentes limiares de testes são aplicados baseados sobre o tipo de
superfície (ex.: terra e água) e iluminação solar (ex.: dia e noite). A máscara de nuvem é
o primeiro produto a ser gerado dentro do grupo EDR (Environmental Data Record), pois
este é importante na inferência de outros produtos. Para acessar as informações do
algoritmo que descreve o processamento do produto máscara de nuvem (VCM-VIIRS
Cloud Mask), ver o ATBD 474-00033.

SENSOR VIIRS CH.15 – 10.7
O canal 15 do sensor VIIRS repesenta a Temperatura de brilho na banda 10.26 – 11.26
µm, centrado em 10.763µm com resolução espacial de 750 metros, porem na página é
disponibilizado com a resolução espacial de 1km.

REALCE DA TEMPERATURA DE BRILHO DA NUVEM
O produto de Realce da Temperatura da Nuvem, basicamente utiliza o canal 15 do
sensor VIIRS do satélite S-NPP e destaca a temperatura no limiar entre -80 a -30º
Celsius.

SENSOR VIIRS NIGHT BAND
O canal "night Band" é centrado na banda visivel 0,5 a 0,9 m e permite destacar durante
a noite os pontos de maior luminosidade próximo a superfície da terra ou oceano . Como
exemplo, os pontos de iluminação elétrica das cidades, estados e país podem ser
observados do espaço usando este canal, principalmente nas condições de céu claro.

ESPESSURA ÓPTICA DO AEROSSOL
O produto de espessura óptica do aerossol (AOT) é baseado nos canais do sensor VIIRS,
localizados no intervalo de 0.412 a 2.25 μm, centrados em canais de janela e de banda
estreita, minimizando a absorção dos gases como O2, O3, H2O. Os dados de entrada no
algoritmo são máscara de nuvens, máscara continente/oceano do VIIRS e dados
auxiliares do modelo da NOAA. O método de inferência é baseado no método aplicado
no sensor MODIS abordo do satélite Aqua e Terra, porém considera o conjunto de tabelas
LUTs (Look-Up Tables) pré-computadas através de um modelo de Transferência
Radiativa sofisticado (6S, Vermote et al., 1997a; Kotchenova et al., 2006) para múltiplos
valores de AOT e diferentes modelos de aerossol. Utliza-se esses modelos e os dados
auxiliares para estimar as
reflectâncias de determinados canais, as quais são
comparadas com as reflectâncias observadas pelo sensor VIIRS. A solução para o AOT
será aquela que minimiza a comparação. Para acessar as informações do algoritmo de
processamento do produto Espessura Óptica do Aerossol, ver o ATBD,474-00049_ATBDVIIRS-AOT-APSP_A e B.
NDVI
O produto de NDVI (Índice de Vegetação) é estimado utilizando dois canais do VIIRS
centrados em 0,64 e 0,865 m. Outros canais são usados para determinar o tipo de
superfície e presença de nebulosidade, etapas do processamento do NDVI. O pacote
IPOPP gera produtos de NDVI para cada passagem de satélite. Na página da
DSA/CPTEC/INPE são disponibilizadas imagens de NDVI diário (ou seja para cada
passagem do S-NPP), bem como composições quinzenais e mensais. A descrição
detalhada do algoritmo referente ao NDVI diário processado pelo software IPOPP pode
ser localizado no ATBD 474- 0039_VIIRS_Vegetation_Index_ATBD_Rev-_20110422.pdf.
Referências Bibliográficas
Becker, F., and Z. L. Li (1990). Toward a local split window method over land surface. Int. J.
Remote Sens. 11, 369-393.
Li, Z. L., and F. Becker (1993). Feasibility of land surface temperature and emissivity determination
from AVHRR data. Remote Sens. Environ, 43, 67-85.
Dozier, J., and Z. Wan (1994). Development of practical multiband algorithm for estimating land
surface temperature from EOS/MODIS data. Adv. Space Res., 13, 81-90.
Nakajima, T. and M. D. King (1990). Determination of the optical thickness and effective particle
radius of clouds from reflected solar radiation measurements. Part I: Theory. J. Atmos. Sci., 47,
1878-1893.
Kotchenova,S.Y., Vermote, E.F., Matarrese,R., and Klemm, F.J., 2006: Validation
of a
vector version of the 6S radiative transfer code for atmospheric correction of satellite data.
Part I: path radiance, Appl. Opt., 45, 26, 6762‐6774.
Algorítimos referentes a cada módulo de sistema de processamento (ATBDs) e produtos do satélite
S-NPP. Disponível em: <http://npp.gsfc.nasa.gov/documents.html>. Acesso em 10 de set.2015.
Informações sobre o software e processamento IPOPP.
Disponível em: <http://directreadout.sci.gsfc.nasa.gov/?id=dspContent&cid=68 >.
Acesso em 10 de set.2015.
Órbita com o horário das passagens do satélite S-NPP sobre a América do Sul. Disponível em:
<https://www.ssec.wisc.edu/datacenter/npp/>. Acesso em 10 de set.2015.
Descrição detalhada dos sensores do satélite S-NPP.
Disponível em: <http://www.jpss.noaa.gov/instruments_interactive.html>
Acesso em 10 de set.2015.