Procedimiento para obtener mapas de temperatura del mar (SST) a partir de las capturas efectuadas desde la estación en tierra NOAA HRPT del CEAM de la informacion transmitida en formato HRPT por los satélites de la serie NOAA (actualmente los NOAA 12 y 14)

El sistema de tierra captura la información transmitida en directo por los satélites de la serie NOAA a su paso por regiones cercanas al emplazamiento de la estación de tierra. Suponiendo que una de las capturas efectuadas se muestre interesante y se desee calcular la SST correspondiente, se podrá elegir uno de los siguientes métodos:

1) Procedimiento rápido

Con este procedimiento se puede tener una imagen lista para su visualización e intrepretación en unos pocos minutos. Básicamente, se convierte el fichero on-line DARTCOM a formato HRPT, se separan los canales AVHRR, se calibran los canales térmicos, se efectúa la corrección atmosférica para el cálculo de la SST, se convierte a un formato visualizable, y se visualiza. Consta de los siguientes pasos:

1.a) Selección de uno de los cinco ficheros $WIMAGE.RAW on-line, recorte del área de interés, y conversión de la selección a formato HRPT. Ello se efectúa con el programa FRAGDAR2. Es un programa que utiliza el modo VGA de 320x200x256 para visualizar una combinación en falso color de tres de los cinco canales AVHRR que contiene el fichero original (por ello no puede ejecutarse en una ventana DOS bajo Windows, sino en una sesión DOS a pantalla completa. Estando en Windows, puede cambiarse de un modo a otro pulsando Alt+Enter). Se selecciona el fichero que se quiere visualizar para cortar eligiendo un número entre 1 y 5. Elegir el 0 termina el programa. Entonces, entra en modo de 256 colores Se utiliza seleccionando la zona a tratar con las teclas "q" (aumento de la primera línea), "a" (disminución de la última línea), "Q" (disminución de la primera línea), "A" (aumento de la última línea) y "espacio" (selección efectuada). De esta forma, con las teclas "q" y "a" se restringe el área de interés y con las teclas "Q" y "A" se expande. El área de interés se marca con una barra vertical blanca que abarca el área seleccionada. En pantalla sólo caben 1600 líneas del fichero original, y para elegir otro grupo de 1600 líneas se emplean las teclas "o" (grupo de 1600 que están 400 antes) y "p" (grupo de 1600 que están 400 después). El programa empieza visualizando los canales 1, 2 y 4 en los cañones rojo (R), verde (G) y azul (B) respectivamente. Pueden cambiarse estos valores con las teclas "r", "g" y "b" (el programa cambia a modo texto y se ingresa el valor numérico normalmente). También puede visualizarse un único canal en los tres cañones con lo que el efecto global es ver una imagen en tonos de grises. Para ello pueden seleccionarse los tres cañones de forma independiente (teclas "r", "g" y "b") o bien conjuntamente con la tecla "w" (de white&black). En cualquier momento puede mejorarse la visualización de la imagen en pantalla solicitando una ecualización de histograma pulsando la tecla "e", salvo en el caso de que los tres cañones correspondan al mismo canal. Puede eliminarse la ecualización de histograma con la tecla "E". Puede solicitarse un redibujado de pantalla con la tecla "d". En caso de que se quiera elegir otro fichero on-line sin tratar el escogido, puede hacerse pulsando "espacio". Cuando se tiene seleccionada el área de interés puede empezar el proceso de grabación del fichero HRPT con la tecla "s". Entonces el programa intenta grabar el fichero con un nombre por defecto (formato ddmmaa.HRP), y en caso de que ya existiera un fichero con ese nombre solicitaría al usuario que le proporcione una nueva base para el nombre del fichero HRPT (seis caracteres sin extensión tipo ddmmaa). El programa entonces crea un fichero en formato HRPT nativo (distinto del DARTCOM nativo) listo para ser archivado o tratado.

Sintaxis: FRAGDAR2

Ficheros de entrada: I:\RAWARCH\ARCH0?\$WIMAGE.RAW

Ficheros de salida: ddmmaa.HRP

1.b) Obtención de información de la imagen. Para ello se usa de momento el programa HRPTINFO con comando en linea ddmmaa y que genera un ddmmaa.INF que puede visualizarse con el TYPE de DOS. Sin embargo, la información del ddmmaa.INF aparece en pantalla de forma comprensible con lo que no es necesario visualizar el contenido del fichero ddmmaa.INF

Sintaxis: HRPTINFO ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.HRP

Ficheros de salida: ddmmaa.INF (con eco en pantalla)

1.c) Separación de los ficheros de los datos brutos de los cinco canales AVHRR y sus correspondientes ficheros de telemetría. Para ello se utiliza el programa HRPTAVHR. Se invoca en línea de comandos con un único parámetro, la base ddmmaa común a todos los ficheros que se obtienen a partir del fichero original $WIMAGE.RAW seleccionado. Este programa difiere del antiguo (HRPTDUND) en que es capaz de determinar si es necesario una conversión interna de WORDs desde el fichero ddmmaa.HRP antes de interpretarlos.

Sintaxis: HRPTAVHR ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.HRP, ddmmaa.INF

Ficheros de salida: ddmmaa.RAx, ddmmaa.TLx (x=1,2,3,4,5)

1.d) Calibración de las imágenes térmicas. De los cinco canales AVHRR cuyos datos brutos y telemetría ya han sido extraídos, los tres últimos corresponden a la región del infrarrojo térmico (el canal 3 corresponde al infrarrojo medio). Estos tres canales (3, 4, y 5) hay que calibrarlos para obtener la temperatura radiativa equivalente en cada píxel. Esto se efectúa con el programa CALIBRAT. Se invoca en línea de comandos con la base ddmmaa. El programa funciona a partir de entonces de forma automática determinando qué satélite ha tomado la imagen, qué canales hay que tratar, qué ficheros auxiliares hay que utilizar, qué forma de calibración hay que usar, y también determina si la información que se encuentra en los ficheros de telemetría podría ser errónea por problemas de transmisión del satélite o de recepción en la estación de tierra. En caso de que encuentre información presumiblemente errónea intenta utilizar los datos correctos encontrados hasta el momento en los ficheros de telemetría leídos. Si no puede efectuar la corrección de forma automática, se para solicitando al usuario que arregle los ficheros de telemetría de forma manual. Utiliza de forma optimizada (en cuanto a cálculos necesarios) el método de calibración térmica propuesto en Int. J. Remote Sensing 18(8) 1743-1767.

Sintaxis: CALIBRAT ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.INF, ddmmaa.RAx, ddmmaa.TLx (x=3,4,5)

Ficheros auxiliares: NyyAVHRx.CAL, RADIyy-x.DAT (yy=07,09,10,11,12,14)

Ficheros de salida: ddmmaa.Tx, ddmmaaTx.STD

1.e) Corrección atmosférica para el cálculo de la SST. Se usa el programa SST_HRPT que efectúa la corrección atmosférica calculando la SST a partir de los ficheros ddmmaa.T4 y ddmmaa.T5 según el algoritmo publicado en Int. J. Remote Sens. 18(8) 1743-1767. Este programa usa los siguientes parámetros en línea de comandos: nombre del fichero T4, nombre del fichero T5, número de filas, y nombre del fichero SST. Estos nombres deberían ser ddmmaa.T4, ddmmaa.T5 y ddmmaa_0.SST.

Sintaxis: SST_HRPT ddmmaa.T4 ddmmaa.T5 rows ddmmaa_0.SST

Ficheros de entrada: ddmmaa.T4, ddmmaa.T5

Ficheros de salida: ddmmaa_0.SST

1.f) Traducción a un formato visualizable. El fichero ddmmaa_0.SST contiene la SST de cada píxel de la imagen ddmmaa.HRP original, pero no es directamente visualizable. Para ello se usa el programa MAKEVIT0, que pregunta al usuario el nombre del fichero SST (ddmmaa_0.SST), el número de filas (es el segundo número que aparece en el fichero ddmmaa.INF), y el nombre del fichero que contendrá la imagen visualizable (ddmmaa_0.RAW). En este fichero, los valores numéricos son la temperatura (en ºC) más 100, con lo que se pueden representar temperaturas desde -100 ºC a 155ºC (en 8 bits).

Sintaxis: MAKEVIT0

Ficheros de entrada: ddmmaa_0.SST

Ficheros de salida: ddmmaa_0.RAW

1.g) Visualización en grises, valores digitales y color; y grabación en forma de fichero estándar de mapa de bits. Para ello se abre el programa "Image-In Scan&Paint", y se ejecutan File|Open|ddmmaa_0.RAW con width=2048, height=filas, bitsperpixel=8. De esta forma se tiene una imagen de temperatura del mar en la que el valor de la misma es el valor digital menos 100 (de esta forma se pueden visualizar temperaturas entre -100ºC y 155ºC). Para obtener una imagen más colorista se debe hacer Image|Convertto|PaletteColor y Tools|Openpalette| D:\IMAGENES\8_32GRDS.PLT. Con 25 colores continuos se representan 24 temperaturas en la que el rojo es 24ºC, el amarillo 20ºC, el verde 16ºC, etc. El resultado puede grabarse como un fichero GIF de la siguiente forma: File|SaveAs|FileFormat(GIF)|Save.

Sintaxis: "Image-In Scan&Paint"

Ficheros de entrada: ddmmaa_0.RAW

Ficheros auxiliares: 8-32GRDS.PLT

Ficheros de salida: ddmmaa_0.GIF

1.h) Información adicional: Si la imagen es diurna, puede ayudar mucho a reconocer estructuras geográficas familiares (islas, estrechos, la Península Ibérica) el visualizar uno de (o los dos) canales visibles del AVHRR. Para ello lo más cómodo es utilizar el programa 10TO8BIC, al que en línea de comandos hay que suministrarle el nombre de la imagen original (ddmmaa.RA2), el número de filas, el número de columnas (siempre 2048) y el nombre de la imagen visualizable (ddmmaaR2.RAW). El "Image-In Scan&Paint" se usa para abrir la imagen y visualizarla de la misma forma que en 1.g pero sin ponerle colorines. Si la imagen es nocturna, lo mejor es visualizar el canal 4 (o el 5, da lo mismo) en vez del 2 o el 1.

Sintaxis: 10TO8BIC ddmmaa.RAx rows 2048 ddmmaaRx.RAW (x=2 ó 4)

Ficheros de entrada: ddmmaa.RAx

Ficheros de salida: ddmmaaRx.RAW

1.i) Borrado de ficheros inútiles. Si no se pretende hacer nada más, se pueden borrar los ficheros ddmmaa.RAx (x=1,2,3,4,5), ddmmaa.Ty (y=3,4,5), ddmmaa_0.SST, ddmmaa_0.RAW. Pueden dejarse los ficheros ddmmaa.INF, ddmmaa.TLx, y ddmmaaTy.STD pues son pequeños y contienen información interesante.

DEL ddmmaa_0.SST

DEL ddmmaa_0.RAW

1.j) Compresión de los ficheros restantes y grabación de los ficheros comprimidos en unidad de almacenamiento masivo extraíble (magnetoóptico, disco Zip, etc.). El fichero ddmmaa.HRP puede comprimirse un 40% (el resultado es un 60% del original) con el programa GZIP, mientras que el resto de ficheros puede comprimirse con el PKZIP. Para ello:

GZIP _9vc ddmmaa.HRP > x:\ddmmaa.HRZ (x: es la unidad extraíble)

DIR x:\*.HRZ /od

DEL ddmmaa.HRP (si el fichero ddmmaa.HRZ se ha creado bien)

PKZIP -ex x:\ddmmaa.ZIP ddmmaa*.*

DIR x:\*.ZIP /od

DEL ddmmaa*.* (si el fichero ddmmaa.ZIP se ha creado bien)

2) Procedimiento lento

Este procedimiento se diferencia del anterior en que se efectúa la corrección geométrica de los ficheros brutos antes del cálculo de la SST, con lo que al final se obtienen imágenes en una proyección única a la que el usuario puede estar acostumbrado, y para la que se hayan preparado ficheros especiales a la hora de mejorar su presentación visual. Consta de los siguientes pasos:

2.a) Selección de uno de los cinco ficheros $WIMAGE.RAW on-line, recorte del área de interés, y conversión de la selección a formato HRPT. De forma idéntica a lo explicado en 1.a).

Sintaxis: FRAGDAR2

Ficheros de entrada: I:\RAWARCH\ARCH0?\$WIMAGE.RAW

Ficheros de salida: ddmmaa.HRP

2.b) Obtención de información de la imagen. Para ello se usa el programa HRPT2LE con comando en linea ddmmaa y que genera un ddmmaa.INF, un ddmmaa.ORB y un ddmmaa.SAT. Estos dos últimos contienen información de la posición, velocidad y orientación del satélite al inicio de cada registro del dichero ddmmaa.HRP además de las coordenadas del punto subsatélite, el índice temporal (días transcurridos desde el 1 de enero de 1900 a las 0:00 A.M.) y la incertidumbre en el cálculo de la posición del satélite. No hace falta utilizar el programa HRPTINFO, pues éste está contenido en el HRPT2LE. Es interesante redirigir la salida por defecto a un fichero llamado ddmmaa.000 para poder leer en cualquier momento los detalles de los cálculos efectuados.

Sintaxis: HRPT2LE ddmmaa [year [month]] [ > ddmmaa.000]

Ficheros de entrada: ddmmaa.HRP

Ficheros auxiliares: NEWPRED.DAT, NOAA-yy.2LE (yy=07,09,10,11,12,14)

Ficheros de salida: ddmmaa.INF, ddmmaa.ORB, ddmmaa.SAT [, ddmmaa.000]

2.c) Separación de los ficheros de los datos brutos de los cinco canales AVHRR y sus correspondientes ficheros de telemetría. Idéntico al 1.c).

Sintaxis: HRPTAVHR ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.HRP, ddmmaa.INF

Ficheros de salida: ddmmaa.RAx, ddmmaa.TLx (x=1,2,3,4,5)

2.d) Calibración de las imágenes térmicas. Idéntico al 1.d).

Sintaxis: CALIBRAT ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.INF, ddmmaa.RAx, ddmmaa.TLx (x=3,4,5)

Ficheros auxiliares: NyyAVHRx.CAL, RADIyy-x.DAT (yy=07,09,10,11,12,14)

Ficheros de salida: ddmmaa.Tx, ddmmaaTx.STD

2.e) OPCIONAL: Obtención de puntos de control sobre la imagen para efectuar corrección de posición del satélite en su órbita y posibles cambios en la orientación nominal. Para ello hay que construir un fichero de puntos de control llamado ddmmaa.GCP en el que en cada línea aparezca la latitud (grados, positivos al Norte), la longitud (grados, positivos al Este), altura (kilómetros, positivos hacia arriba), fila del pixel (en base 0, positivos hacia abajo), y columna del píxel (en base 0, positivos hacia la derecha) de la imagen ddmmaaR2.RAW (ó ddmmaaR4.RAW para imágenes de noche) creada siguiendo el procedimiento 1.h que identifique el accidente geográfico cuyas latitud, longitud y altura se conozcan. Entonces se usa el programa GCPFIT con parámetro en línea de comando ddmmaa y sólo hay que suministrar al programa cuando se lo requiera el grado del polinomio del ajuste que usará para encontrar una función suave que describa los cambios erráticos de la orientación nominal del satélite.

I) Creación de imágenes visualizables para obtención de puntos de control

Sintaxis: 10TO8BIC ddmmaa.RAx rows 2048 ddmmaaRx.RAW (x=2 ó 4)

Ficheros de entrada: ddmmaa.RAx

Ficheros de salida: ddmmaaRx.RAW

IIa) Visualización de las imágenes y obtención de puntos de control

Sintaxis: "Image-In Scan&Paint"

Ficheros de entrada: ddmmaaRx.RAW (x=2 ó 4)

IIb) [Simultánamente a IIa)]: Creación del fichero de puntos de control

Sintaxis: EDIT ddmmaa.GCP

Ficheros de salida: ddmmaa.GCP

III) Corrección de órbita y orientación según los puntos de control

Sintaxis: GCPFIT ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaa.SAT, ddmmaa.GCP

Ficheros de salida: ddmmaa.SAT (nuevo), ddmmaa.SA0 (antiguo ddmmaa.SAT)

2.f) Corrección geométrica de los ficheros que pueden utilizarse posteriormente. Hay dos programas para ello, uno compilado para el modo real de MSDOS (el DEFORGEO) y otro para aprovechar las posibilidades del modo protegido de MSDOS (el DEFORG32). Es mejor el de modo protegido si existe en el sistema un abastecedor de los servicios DPMI necesarios. Ello existe en ventanas DOS bajo Windows (el Windows del ordenador está actualmente configurado a 32 Mb de RAM real y 40 Mb de RAM virtual), mientras que para sesiones MSDOS sin Windows se ha instalado un servidor DPMI (configurado a 32 Mb de RAM real y 130 Mb de RAM virtual) pero que todavía no funciona bien. El programa de modo real sólo puede acceder a los primeros 640 Kb de RAM física y por tanto no puede cargar en memoria los ficheros que tiene que corregir y ha de acceder a sus datos mediante lectura en disco duro. El de modo protegido puede cargar los ficheros en memoria y por tanto funciona más rápido que el otro. Ambos programas utilizan los datos de la sección [deforgeo] dentro del fichero NOAA.CFG para saber qué tipo de ficheros hay que deformar (conformar) y de qué forma (qué tipo de proyección y con qué parámetros), para que sean superponibles a un mapa. El parámetro en línea de comandos es ddmmaa. El programa utilizado crea los ficheros ddmmaaR1.DAT (datos brutos en canal 1), ddmmaaR2.DAT (datos brutos en canal 2), ddmmaaT3.DAT (temperatura en canal 3), ddmmaaT4.DAT (temperatura en canal 4), ddmmaaT5.DAT (temperatura en canal 5), ddmmaaAZ.RAW (ángulo acimutal en tierra del satélite), ddmmaaZE.RAW (ángulo cenital en tierral del satélite), ddmmaaSA.RAW (ángulo acimutal en tierral del Sol), ddmmaaSZ.RAW (ángulo cenital en tierral del sol _mayor de 90º si es de noche y el sol no está sobre el horizonte_), y ddmmaaZZ.RAW (ángulo entre la línea de visión del satélite y un hipotético rayo solar reflejado de forma especular en una superficie horizontal).

Sintaxis: DEFORG32 ddmmaa (ó si no hay DPMI: DEFORGEO ddmmaa)

Ficheros de entrada: ddmmaa.RAx, ddmmaa.Ty, ddmmaa.INF, ddmmaa.SAT (x=1,2; y=3,4,5)

Ficheros de salida: ddmmaaRx.DAT, ddmmaaTy.DAT, ddmmaaAZ.RAW, ddmmaaZE.RAW, ddmmaaSA.RAW, ddmmaaSZ.RAW, ddmmaaZZ.RAW

2.g) Creación de un fichero T4-T5 suavizado. Se usa el programa TI_TJ con argumento en línea de comandos ddmmaa. El programa resta las imágenes de T4 y T5 y al resultado le aplica un filtro de mediana en una matrix de 3x3, según se aconseja en Atmospheric Research, 30, 233-250.

Sintaxis: TI_TJ ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaaT4.DAT, ddmmaaT5.DAT

Ficheros de salida: ddmmaa.45F

2.h) Corrección atmosférica para el cálculo de la SST. Se usa el programa CEAMSST2, el cual usa el algoritmo comentado en 1.e. El programa pide al usuario la siguiente información: fichero canal 4 (ddmmaaT4.DAT), fichero diferencia 4-5 filtrado (ddmmaa.45F), ángulo cenital de satélite (ddmmaaZE.DAT), y fichero SST (ddmmaa.SST). El nombre del programa responde al número de algoritmo desarrollado en el CEAM para el cálculo de la SST.

Sintaxis: CEAMSST2

Ficheros de entrada: ddmmaaT4.DAT, ddmmaa.45F, ddmmaaZE.RAW

Ficheros de salida: ddmmaa.SST

2.i) Calibración de los canales visible e infrarrojo próximo (1 y 2). Se usa el programa CALIBRAA con argumento en línea de comandos ddmmaa. El programa determina el número del NOAA, el método de calibración, los coeficientes de calibrado, el tamaño de las imágenes de entrada y salida, y los nombres de los ficheros que necesita.

Sintaxis: CALIBRAA ddmmaa

Ficheros de entrada: ddmmaaR1.DAT, ddmmaaR2.DAT, ddmmaa.INF

Ficheros de salida: ddmmaaA1.DAT, ddmmaaA2.DAT

2.j) Creación de máscara nubosa. Para ello se han modificado dos programas previos (DETECTNU y DETECTN2) uniendo sus características, mejorando algunos tests, y automatizando otros. El nuevo programa se llama DETECTN3, y sirve para imágenes diurnas (las que usaba el DETECTNU), nocturnas (las de DETECTN2) y mezcla de zonas nocturnas con diurnas en los crepúsculos y albas. Este programa efectúa ocho tests diferentes que se agrupan en cinco categorías. Se detallan a continuación:

1.- Test de nubes grandes (medias y altas). Se basa en el hecho de que las nubes suelen estar más frías que la superficie marítima (y la terrestre). Se usa el canal 5 del AVHRR porque en ese canal la nube tiene mayor espesor óptico y por tanto, en caso de mezcla de mar y nube, la superficie del mar contribuirá algo menos a la radiancia medida por el satélite. El programa dibuja el histograma de temperaturas T5 en pantalla y el usuario decide dónde es seguro que la temperatura no es posible que sea de mar, sino que debe corresponder o a nube o a una mezcla dentro del píxel de nube y mar. Hay que tener en cuenta que la temperatura del mar (SST) es siempre mayor que T5. Es importante que en estudios multitemporales se utilice el mismo valor umbral para no producir sesgos a la hora de efectuar estadísticas de cambio de la SST (en situaciones de frente de retroceso, por ejemplo).

2.- Test de coherencia espacial en T4 (para bordes de nubes, cirros finos y pequeños cúmulos). Se basa en el hecho de que la superficie marina es bastante homogénea en cuanto a temperatura se refiere. Los contrastes de temperatura entre nube y mar pueden detectarse calculando la desviación estándar de la temperatura en una matrix de 3x3 píxeles. Saunders y Kriebel (Int. J. Remote Sens., 9(1), 123-150) proponen un umbral de 0,2 K para imágenes HRPT brutas, con lo que este umbral debe quedar en 0,8 K para las imágenes corregidas geométricamente en el apartado 2.f (más detalles al respecto en Int. J. Remote Sens. 18(8) 1743-1767). Derrien et al. (Remote Sens. Enrviron., 46, 246-267) también sugieren un valor de 0,2 K, que se transforma en 0,8 K para las imágenes corregidas geométricamente. El programa dibuja el histograma de sigma(T4) en pantalla y el usuario decide si acepta el valor propuesto de 0,8 o bien si la forma del histograma le sugiere otro valor más probable.

3d.- Test diurno de reflectividad en canal 2. Se basa en el hecho de que la superficie del mar tiene una reflectividad muy baja (más baja que las nubes), correspondiendo en la práctica a la dispersión Rayleigh y de aerosoles. Esta reflectividad es más baja en el canal 2 que en el 1, por lo que se elige aquél para efectuar el test. Dependiendo de las condiciones de iluminación y observación se distinguen dos casos (documentados por Derrien et al.):

3da.- Fuera de la zona de reflexión del sol en el mar (sunglint), con un valor de píxel en imagen ddmmaaZZ.RAW mayor de 20º. En este caso la reflectividad del mar se mantiene baja (por debajo del 10%) para ángulos cenitales solares moderados (menores de 70º), y aumenta hasta el 25% de reflectividad para un ángulo solar casi horizontal (89º).

3db.- Dentro de la zona de reflexión del sol en el mar (sunglint), con un valor de píxel en imagen ddmmaaZZ.RAW menor o igual a 20º. En este caso la reflectividad del mar es muy alta debido a su carácter especular (ley de Stein). Afortunadamente puede cuantificarse la cantidad de luz solar reflejada en el mar mediante la resta de las temperaturas de los canales 3 y 4 del AVHRR, con lo que esta cantidad determina la reflectividad del mar en condiciones de sunglint. Ésta puede alcanzar valores del 10% para una diferencia de temperaturas entre 0 y 20 K, del 20% para 40 K y del 50 % para 100 K de diferencia.

3n.- Test nocturno para nieblas, estratos bajos, y nubes bajas de agua. Supone que el canal 3 no está afectado por la irradiancia solar. Se basa en las variaciones espectrales de la emisividad de las nubes de agua, la cual es más baja en el canal 3 que en el 4. De esta forma T4-T3 es grande para nubes de partículas de agua, mientras que es pequeña para el mar y la tierra. Saunders y Kriebel sugieren un valor umbral de 1,0 K mientras que Derrien et al. usan un valor de 1,5 K. El programa dibuja el histograma de T4-T3 en pantalla y el usuario decide si acepta alguno de los valores propuestos o bien si la forma del histograma le sugiere algún otro valor más probable.

4d.- Test diurno de cociente de reflectividades. Se basa en el hecho de que para el mar la reflectividad en el canal 2 es aproximadamente la mitad que en el 1, mientras que para las nubes estas dos reflectividades son parecidas. De esta forma A2/A1 (A=reflectividad, o albedo) será 0,5 para mar, 1,0 para nube, y los píxeles de mar contaminados con algo de nube tendrían valores entre 0,5 y 1,0. El programa dibuja el histograma de A2/A1 en pantalla y el usuario elige una valor umbral dependiendo de al forma del histograma.

4n.- Test nocturno para nubes medias y altas, nubes semitransparentes de hielo, y nubes frías pequeñas. Se basa en el hecho de que la contribución de la superficie terrestre o marítima relativamente más cálida es mayor en el canal 3 que en el 5, debido a la más baja transmisividad de las nubes de hielo y a la alta no-linealidad de la función de Planck en el canal 3. La diferencia de temperatura de brillo T3-T5 es una función de la altura de la nube, espesor (para los cirros), y nubosidad (para nubes más pequeñas que un píxel). Saunders y Kriebel sugieren un valor umbral de 1,5 K mientras que Derrien et al. usan un valor de 3 K. El programa dibuja el histograma de T3-T5 en pantalla y el usuario decide si acepta alguno de los valores propuestos o bien si la forma del histograma le sugiere algún otro valor más probable.

5.- Test para cirros delgados. Los cirros tienen valores de T4-T5 mayores que las superficies libres de nubes (mar y tierra), debido a las diferentes emisividades de la nube en estos dos canales. Este test también detecta otros tipos de nubes, a excepción de nubes bajas uniformes. El test es automático, calculando un valor umbral de T4-T5 adaptado a las condiciones de visión del satélite y a la mayor o menor posible presencia de vapor de agua en la imagen.

El programa empieza preguntando al usuario el nombre común ddmmaa a todos los ficheros de entrada. Cuando pinta el histograma de los diferentes tests, el usuario puede modificar la zona de nube (blanco mate) o de mar (azul marino) moviendo la frontera entre ambos con las teclas "o" y "p" (minúsculas: no hay que tener pulsado el bloqueo de mayúsculas). En la parte superior de la pantalla se muestra el tipo de test, los valores umbrales recomendados, el umbral que se ha seleccionado, el número de píxeles que corresponden con la categoría pintada en la parte izquierda del histograma, y el número de píxeles que corresponden con la categoría pintada en la parte derecha del histograma. En algunos tests el número correspondiente a los píxeles de la categoría de la izquierda no empieza en cero sino en el número de píxeles que no quedan afectados por el test más los que tienen un valor de la variable representada menor que el mínimo representado. En algunos casos, este número puede ser igual al total del píxeles de mar (mar despejado o mar con cobertura nubosa), lo cual indica que el test en cuestión no puede aplicarse a ningún píxel de la imagen. En estos casos el histograma es una línea horizontal plana en la parte baja de la pantalla. Si se da este caso, el valor del umbral introducido es indiferente, pero se recomienda el mínimo que aparece por defecto para posibles posteriores labores de documentación.

Cuando el umbral entre las dos zonas (blanca y azul) señale el valor escogido por el usuario, se pulsa "Enter" y se pasa al siguiente test. En el caso de que la representación del histograma no incluya el valor escogido (o si se quiere realizar el proceso más rápido) puede pulsarse la barra espaciadora y entonces puede introducirse manualmente un valor umbral, no necesariamente contenido en la representación del histograma.

El resultado del programa son cuatro ficheros: la máscara (binaria) de nubes (ddmmaaNU:RAW), la imagen (binaria) creada "on the fly" de desviación estándar de T4, los datos (texto) dibujados en los histogramas (ddmmaaNU.HIS), y los resultados (texto) de los tests (ddmmaaNU.TXT). En este último fichero se incluyen los valores umbrales introducidos por el usuario, el número de píxeles que han entrado en cada categoría de combinación de tests, el número de píxeles que han dado nuboso en cada test individual, y el número de píxeles que han sido clasificados como nubes en 0, 1, 2, 3, 4 ó 5 tests. Las 32 categorías de píxeles corresponden a las 32 combinaciones de nuboso (x) / no-nuboso (-) que se pueden formar con 5 tests. Como test 3 se han tomado los tests 3da, 3db y 3n debido a que son mutuamente excluyentes, y como test 4 se han tomado los tests 4d y 4n debido a la misma razón. Para cada categoría se muestra la configuración de los 5 tests en forma de combinaciones de los signos "x" (nuboso) y "-" (no-nuboso), el número de tests que han dado nuboso (número de "x"s en la configuración), y número de píxeles que entran en cada categoría. Además hay dos categorías adicionales: "Todos", que hace referencia a todos los píxeles que podrían ser de mar (si no hubiera nubes), y "Nubes", que hace referencia a los píxeles que han dado nuboso en 1 o más tests. La información referente a los tests individuales sólo comprende el número de test y el número de píxeles detectados nubosos por ese test. Los valores que se muestran no son aditivos, es decir, si se suman no dan un resultado con significado. La información referente al número de tests que han dado nuboso en cada píxel, incluye el número de tests que dan nuboso (de 0 -ningún test- a 5 -todos los tests-), y el número de píxeles que entran dentro de cada categoría.

Inspeccionar el fichero ddmmaaNU.TXT es una buena forma de determinar si ha habido algún problema con los tests, por ejemplo que algún test haya dado positivo en todos los píxeles, o bien que algún test no haya dado positivo en ningún píxel, o bien que los valores umbrales introducidos no tengan sentido, o bien que haya algún test que da muchos más valores de píxeles nubosos que el resto, etc. Una información más visual del resultado del programa proviene de inspeccionar el fichero ddmmaaNU.RAW. Para ello se abre con el "Image-In Scan&Paint", se convierte a color paleteado con "Image|Convert|Palettecolor" y luego se carga alguna de las siguientes paletas (con "Tools|Openpalette"):

NUBES.PLT: Se usa para visualizar la cantidad de tests que han dado "nuboso" en cada píxel. Usa los colores negro (0), azul (1), celeste (2), verde (3), amarillo (4) y rojo (5).

TEST1.PLT: Marca de azul cinc los píxeles nubosos según el test 1.

TEST2.PLT: Marca de granate los píxeles nubosos según el test 2.

TEST3.PLT: Marca de verde botella los píxeles nubosos según el test 3.

TEST4.PLT: Marca de salmón los píxeles nubosos según el test 4.

TEST5.PLT: Marca de amarillo los píxeles nubosos según el test 5.

En estos últimos cinco tests, los píxeles no coloreados pero marcados como nubosos en algún otro test se muestran en diferentes tonos de gris, corresponidiendo el color negro a los píxeles que no han sido marcados como nubosos por ningún test (los píxeles de mar despejados de nubes).

Si el resultado (imagen ddmmaaNU.RAW, o fichero ddmmaaNU.TXT) muestran algún aspecto mejorable en la detección de nubes, se vuelve a ejecutar el programa DETECTN3 hasta que los resultados sean óptimos.

Sintaxis: DETECTN3

Ficheros de entrada: ddmmaaA1.DAT, ddmmaaA2.DAT, ddmmaaT3.DAT, ddmmaaT4.DAT, ddmmaaT5.DAT, ddmmaaZE.DAT, ddmmaaSZ.DAT, ddmmaaZZ.DAT

Ficheros auxiliares: C2.RAW, ddmmaaXX.RAW (creada on-the-fly), NUBES.PLT, TESTx.PLT (x=1,2,3,4,5)

Ficheros de salida: ddmmaaNU.RAW, ddmmaaNU.TXT, ddmmaaNU.HIS

2.k) Creación del histograma de la SST. El programa es el HISTOTR2 (el nombre del programa hace referencia al cálculo del histograma de una TRansparencia de varias imágenes: nubes, grid, y continente. Posteriormente el programa fue simplificado pero conservó uno de sus antiguos nombres). Pregunta por la imagen base (ddmmaa.SST), la máscara nubosa (ddmmaaNU.RAW), y el fichero de histograma (ddmmaaHS.SST). Éste último es un fichero de texto que puede abrirse con cualquier editor, como el EDIT, y para cada décima de grado indica el número de píxeles que tienen esa temperatura. Al final está la misma información condensada de medio en medio grado. Esta información es útil para determinar qué intervalo de 10 grados en temperatura es más susceptible de ser representado gráficamente en un paso posterior. En el caso de estudios multitemporales hay que estudiar todos los ddmmaaHS.SST que se creen para elegir un único intervalo de temperaturas para todas las imágenes procesadas.

Sintaxis: HISTOTR2

Ficheros de entrada: ddmmaa.SST, ddmmaaNU.RAW

Ficheros de salida: ddmmaaHS.SST

2.l) Traducción del fichero SST a un formato visualizable. Para ello usamos el programa SSTTORAW, al que en línea de comandos hay que suministarle los siguientes argumentos: imagen SST (ddmmaa.SST) temperatura máxima que se quiere visualizar (en ºC, para saber qué temperatura es la más adecuada consúltese el fichero de histograma anterior), fichero de nubes (ddmmaaNU.RAW), fichero de máscara continental (C2.RAW, se llama 2 porque es la segunda versión, mucho mejor), grid (G.RAW para que aparezca un grid, o G0.RAW para que no aparezca), e imagen salida (ddmmaa.RAW).

Sintaxis: SSTTORAW

Ficheros de entrada: ddmmaa.SST, ddmmaaNU.RAW

Ficheros auxiliares: C2.RAW, {G.RAW | G0.RAW}

Ficheros de salida: ddmmaa.RAW

2.m) Visualización en color y grabación en forma de fichero estándar de mapa de bits. Para ello se abre el programa "Image-In Scan&Paint", y se ejecutan File|Open|ddmmaa.RAW con width=946, height=594, bitsperpixel=8. Luego se debe hacer Image|Convertto|PaletteColor y Tools|Openpalette|d:\imagenes\10color2.plt. En esta paleta el rojo es la temperatura máxima, y cada color es un grado hacia abajo. Las temperaturas que no caigan dentro de la escala de colores (un intervalo de 10 ºC) se visualizan en morado. El continente tiene color tierra, el grid de meridianos y paralelos está formado de puntos negros y el color blanco ocupa las áreas donde no hay información (la imagen del satélite no cubre la zona, o bien se han detectado nubes). El resultado puede grabarse como un fichero GIF de la siguiente forma: File|SaveAs|FileFormat(GIF)|Save.

Sintaxis: "Image-In Scan&Paint"

Ficheros de entrada: ddmmaa.RAW

Ficheros auxiliares: 10COLOR2.PLT

Ficheros de salida: ddmmaa.GIF

2.n) Se pueden borrar los ficheros ddmmaa.RAx, ddmmaaRx.RAW, (x=1,2,3,4,5), ddmmaa.Ty (y=3,4,5), ddmmaa.45F, ddmmaaAz.DAT (z=1,2), ddmmaa.RAW. Pueden dejarse el resto de ficheros pues contienen información interesante o no rápidamente reproducible.

DEL ddmmaaR?.RAW

DEL ddmmaaA?.DAT

2.ñ) Compresión de los ficheros restantes y grabación de los ficheros comprimidos en unidad de almacenamiento masivo extraíble (magnetoóptico, disco Zip, etc.). El fichero ddmmaa.HRP puede comprimirse un 40% (el resultado es un 60% del original) con el programa GZIP, mientras que el resto de ficheros puede comprimirse con el PKZIP. Para ello:

GZIP _9vc ddmmaa.HRP > x:\ddmmaa.HRZ (x: es la unidad extraíble)

DIR x:\*.HRZ /od

DEL ddmmaa.HRP (si el fichero ddmmaa.HRZ se ha creado bien)

PKZIP -ex x:\ddmmaa.ZIP ddmmaa*.*

DIR x:\*.ZIP /od

DEL ddmmaa*.* (si el fichero ddmmaa.ZIP se ha creado bien)

1) Procedimiento rápido

Búsqueda de imagen y conversión a HRPT:

FRAGDAR2 (se maneja con las teclas qQaAeEoprgbwds y espacio)

Extracción de información, datos brutos, telemetría y calibración térmica:

HRPTINFO ddmmaa (y anotar el número de filas/registros)

Corrección atmosférica:

SST_HRPT ddmmaa.T4 ddmmaa.T5 filas ddmmaa_0.SST

Información adicional de tipo visual:

10TO8BIC ddmmaa.RA{2|4} filas 2048 ddmmaaR{2|4}.RAW

Visualización y grabación:

File|Open|ddmmaaR{2|4}.RAW 2048 filas 8

File|Open|ddmmaa_0.RAW 2048 filas 8

Image|Convertto|PaletteColor

Tools|Openpalette|8-32grds.plt

File|Saveas|ddmmaa_0.GIF

Mantenimiento de ficheros:

GZIP _9vc ddmmaa.HRP > x:\ddmmaa.HRZ

DEL ddmmaa.HRP (si el fichero ddmmaa.HRZ se ha creado bien)

PKZIP -ex x:\ddmmaa.ZIP ddmmaa*.*

DEL ddmmaa*.* (si el fichero ddmmaa.ZIP se ha creado bien)

2) Procedimiento lento

Búsqueda de imagen y conversión a HRPT

FRAGDAR2 (se maneja con las teclas qQaAeEoprgbwds y espacio)

Extracción de información, órbita, datos brutos, telemetría y calibración térmica:

HRPT2LE ddmmaa [[19]aa [mm]] [>ddmmaa.000]

Ajuste de órbita y orientación del satélite a puntos de verdad-terreno:

10TO8BIC ddmmaa.RA{2|4} filas 2048 ddmmaaR{2|4}.RAW

File|Open|ddmmaaR{2|4}.RAW 2048 filas 8

(anotar coords (x=columna,y=fila) de GCPs)

EDIT ddmmaa.GCP (y escribir lat,lon,alt,fila,col en cada línea)

GCPFIT ddmmaa (y contestar al grado del polinomio)

Corrección geométrica:

DEFORG{32|EO} ddmmaa

Corrección atmosférica:

Calibración visible y detección de nubes:

DETECTN3 (se maneja con las teclas o, p, espacio, y Enter)

EDIT ddmmaaNU.TXT (ó MORE<ddmmaaNU.TXT)

File|Open|ddmmaaNU.RAW 946 594 8

Image|Convertto|PaletteColor

Tools|Openpalette|NUBES.PLT

Tools|Openpalette|TESTx.PLT (x=1,2,3,4,5)

repetir DETECTN3 si no gustan los resultados

Visualización y grabación:

EDIT ddmmaaHS.SST (ó MORE<ddmmaaHS.SST)

SSTTORAW ddmmaa.SST tempmax ddmmaaNU.RAW C2.RAW G{|0}.RAW ddmmaa.RAW

File|Open|ddmmaa.RAW 946 594 8

Image|Convertto|PaletteColor

Tools|Openpalette|10COLOR2.PLT

File|Saveas|ddmmaa.GIF

Mantenimiento de ficheros:

GZIP _9vc ddmmaa.HRP > x:\ddmmaa.HRZ

DEL ddmmaa.HRP (si el fichero ddmmaa.HRZ se ha creado bien)