VIIRS Black Marble — Lectura de productos VNP46A1

Script en R para abrir archivos HDF5 del producto VIIRS VNP46A1 (Black Marble), extraer la banda de radiancia nocturna (DNB At-Sensor Radiance) y exportarla como GeoTIFF georreferenciado.

Contexto

El producto VNP46A1 es un dato diario de radiancias nocturnas del sensor VIIRS (Visible Infrared Imaging Radiometer Suite) a bordo del satélite Suomi NPP. Forma parte de la suite Black Marble de NASA, útil para estudios de iluminación artificial, actividad económica, consumo energético y urbanización.

Los archivos se distribuyen en formato HDF5 con proyección sinusoidal y tiles del sistema de grilla MODIS (ej. h12v12).

Qué hace el script

1. Inspecciona el archivo HDF5 con gdalinfo para obtener metadatos (extensión geográfica, subdatasets disponibles).
2. Extrae la subdataset de interés (DNB_At_Sensor_Radiance_500m, posición 5) usando gdal_translate.
3. Asigna el CRS (WGS84) y la extensión geográfica leída de los metadatos del HDF5.
4. Marca los valores de relleno (65535) como NA.
5. Exporta el resultado como GeoTIFF.

Estructura del repositorio

VIIRS/
├── data/
│   ├── raw/             # Colocar aquí los archivos .h5 descargados
│   └── processed/       # GeoTIFFs de salida
├── R/
│   └── viirs_open.R     # Script principal
├── output/              # Figuras (opcional)
├── .gitignore
└── README.md

Requisitos

• R ≥ 4.0
• GDAL instalado en el sistema con soporte para HDF5
• Paquetes R: gdalUtils, raster, rgdal

install.packages(c("gdalUtils", "raster", "rgdal"))

Nota sobre paquetes deprecados: rgdal y raster fueron retirados de CRAN en 2023. Las alternativas modernas son terra y sf. Ver la sección Migración a terra más abajo.

Verificar que GDAL soporte HDF5

library(gdalUtils)
gdal_setInstallation(verbose = TRUE)
gdal_chooseInstallation(hasDrivers = "HDF5")

Uso

1. Descargar un archivo VNP46A1 desde LAADS DAAC (requiere cuenta Earthdata).
2. Colocarlo en data/raw/.
3. Editar las rutas en R/viirs_open.R o — mejor — usar los paths relativos que ya apuntan a data/raw/ y data/processed/.

source("R/viirs_open.R")

El script genera un GeoTIFF en data/processed/.

Cómo adaptar a otros productos VIIRS

El script funciona con cualquier producto HDF5 de la familia VIIRS/MODIS. Para adaptarlo:

• Cambiar el índice de subdataset en get_subdatasets() (ej. posición 5 → la banda que necesites). Podés inspeccionar las bandas disponibles con gdalinfo(filename).
• Ajustar el valor NA si es distinto a 65535 (consultar la guía de usuario del producto).
• Para productos con otra proyección nativa, verificar los metadatos de extensión y CRS.

Migración a terra

El paquete terra reemplaza a raster + rgdal y simplifica mucho la lectura de HDF5:

library(terra)

r <- rast("data/raw/VNP46A1.A2020285.h12v12.001.2020286073702.h5",
          subds = 5)
NAflag(r) <- 65535
writeRaster(r, "data/processed/DNB_Sensor_Radiance.tif", overwrite = TRUE)

Con terra ya no es necesario extraer manualmente la extensión de los metadatos. Los jóvenes la tienen más sencillo.

Datos de ejemplo

Los archivos HDF5 de VIIRS pesan entre 10–50 MB por tile, por lo que no se incluyen en el repositorio. Para descargar un archivo de prueba:

1. Ir a LAADS DAAC.
2. Buscar el producto VNP46A1.
3. Seleccionar una fecha y tile (ej. h12v12 para Buenos Aires).
4. Guardar en data/raw/.

Referencias

• Black Marble User Guide v1.0
• Tutorial: Working with Daily NASA VIIRS Surface Reflectance Data
• VNP13 Vegetation Index User Guide & ATBD

Autoría

Sol Represa — Trabajo desarrollado como parte de su investigación doctoral.