Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Grassi, Renata de Michielli
Data de Publicação: 2014
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
Texto Completo: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13888
Resumo: This work aimed to implement an empirical algorithm for monitoring the process of eutrophication at Guanabara Bay (BG), Rio de Janeiro (RJ), using in situ chlorophyll-a data and satellite images by MERIS sensor, onboard ENVISAT satellite, from European Space Agency (ESA). A time series of chlorophyll-a (Dec / Jan 2002/2012) provided by Marine Biological Laboratory from UFRJ, was used to elaborate the algorithm, coupled with the radiometric data collected by MERIS sensor on concurrent dates with the collections, what allowed the determination of the regression curves that gave rise to algorithms. Several band combinations were used, with emphasis on wavelengths of green, red and near infrared. The algorithm chosen (R ² = 0.66 and SRM = 77.5%) made use of wavelengths between green and red (665, 680, 560 and 620 nm) and showed satisfactory results, despite the limitations, due to the complexity of the study area and problems in atmospheric correction algorithm. Typical algorithms water Case I (OC3 and OC4) were also tested, as well as FLH MCI and algorithms suggested for water with high concentrations of Chl-a, all with unsatisfactory results. As noted by past studies, Guanabara Bay has high spatial and temporal variability of chlorophyll-a concentrations, with the highest concentrations in the rainy seasons (months: 01, 02, 03, 10, 11, 12) and in the marginal portions (~ 100 mg.m-3), particularly in the western edge of the bay, and lower concentrations in the dry season and in the main circulation channel (~ 20 mg.m-3). This study is a pioneer in the construction and application of bio-optical algorithms for the region of BG using MERIS images. Despite the good results, the algorithm should not be considered definitive, and it is recommended for future work to test different models of atmospheric correction for MERIS images.
id UERJ_5629df585514a677c923663a1b1d87ff
oai_identifier_str oai:www.bdtd.uerj.br:1/13888
network_acronym_str UERJ
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
repository_id_str 2903
spelling Fernandes, Alexandre Macedohttp://lattes.cnpq.br/8241085723655332Oliveira, Eduardo Negri dehttp://lattes.cnpq.br/7434617985175214Moser, Gleyci Aparecida Oliveirahttp://lattes.cnpq.br/9518540102256518Paranhos, Rodolfo Pinheiro da Rochahttp://lattes.cnpq.br/0786281388331891http://lattes.cnpq.br/1726856078239891Grassi, Renata de Michielli2021-01-07T14:46:50Z2014-10-272014-08-18GRASSI, Renata de Michielli. Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ. 2014. 59 f. Dissertação (Mestrado em Caracterização, Diagnóstico e Evolução de Ambientes Marinhos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13888This work aimed to implement an empirical algorithm for monitoring the process of eutrophication at Guanabara Bay (BG), Rio de Janeiro (RJ), using in situ chlorophyll-a data and satellite images by MERIS sensor, onboard ENVISAT satellite, from European Space Agency (ESA). A time series of chlorophyll-a (Dec / Jan 2002/2012) provided by Marine Biological Laboratory from UFRJ, was used to elaborate the algorithm, coupled with the radiometric data collected by MERIS sensor on concurrent dates with the collections, what allowed the determination of the regression curves that gave rise to algorithms. Several band combinations were used, with emphasis on wavelengths of green, red and near infrared. The algorithm chosen (R ² = 0.66 and SRM = 77.5%) made use of wavelengths between green and red (665, 680, 560 and 620 nm) and showed satisfactory results, despite the limitations, due to the complexity of the study area and problems in atmospheric correction algorithm. Typical algorithms water Case I (OC3 and OC4) were also tested, as well as FLH MCI and algorithms suggested for water with high concentrations of Chl-a, all with unsatisfactory results. As noted by past studies, Guanabara Bay has high spatial and temporal variability of chlorophyll-a concentrations, with the highest concentrations in the rainy seasons (months: 01, 02, 03, 10, 11, 12) and in the marginal portions (~ 100 mg.m-3), particularly in the western edge of the bay, and lower concentrations in the dry season and in the main circulation channel (~ 20 mg.m-3). This study is a pioneer in the construction and application of bio-optical algorithms for the region of BG using MERIS images. Despite the good results, the algorithm should not be considered definitive, and it is recommended for future work to test different models of atmospheric correction for MERIS images.Este trabalho teve como objetivo principal implementar um algoritmo empírico para o monitoramento do processo de eutrofização da Baía de Guanabara (BG), Rio de Janeiro (RJ), utilizando dados de clorofila-a coletados in situ e imagens de satélite coletadas pelo sensor MERIS, a bordo do satélite ENVISAT, da Agência Espacial Européia (ESA). Para a elaboração do algoritmo foi utilizada uma série histórica de clorofila-a (Out/2002 a Jan/2012) fornecida pelo Laboratório de Biologia Marinha da UFRJ, que, acoplada aos dados radiométricos coletados pelo sensor MERIS em datas concomitantes com as coletas in situ de clorofila-a, permitiu a determinação das curvas de regressão que deram origem aos algorítmos. Diversas combinações de bandas foram utilizadas, com ênfase nos comprimentos de onda do verde, vermelho e infra-vermelho próximo. O algoritmo escolhido (R² = 0,66 e MRE = 77,5%) fez uso dos comprimentos de onda entre o verde e o vermelho (665, 680, 560 e 620 nm) e apresentou resultado satisfatório, apesar das limitações devido à complexidade da área de estudo e problemas no algoritmo de correção atmosférica . Algorítmos típicos de água do Caso I (OC3 e OC4) também foram testados, assim como os algoritmos FLH e MCI, aconselhados para águas com concentrações elevadas de Chl-a, todos com resultados insatisfatório. Como observado por estudos pretéritos, a Baia de Guanabara possui alta variabilidade espacial e temporal de concentrações de clorofila-a, com as maiores concentrações no período úmido (meses: 01, 02, 03, 10, 11 12) e nas porções marginais (~ 100 mg.m-3), particularmente na borda Oeste da baia, e menores concentrações no período seco e no canal principal de circulação (~ 20 mg.m-3). O presente trabalho é pioneiro na construção e aplicação de algoritmos bio-óptico para a região da BG utilizando imagens MERIS. Apesar dos bons resultados, o presente algorítmo não deve ser considerado definitivo, e recomenda-se para trabalhos futuros testar os diferentes modelos de correção atmosférico para as imagens MERIS.Submitted by Boris Flegr (boris@uerj.br) on 2021-01-07T14:46:50Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao completa.pdf: 1716977 bytes, checksum: c17a1f5fc8ad87f5e9e7ae1738e0a385 (MD5)Made available in DSpace on 2021-01-07T14:46:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao completa.pdf: 1716977 bytes, checksum: c17a1f5fc8ad87f5e9e7ae1738e0a385 (MD5) Previous issue date: 2014-08-18Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológicoapplication/pdfporUniversidade do Estado do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em OceanografiaUERJBRCentro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de OceanografiaMERISChlorophyll-aGuanabara BayClosofila-aMERISBaía de GuanabaraCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIAVariabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situSpacial and temporal variability of the chlorophyll concentration in Guanabara Bay (RJ), using MERIS images and in situ datainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJinstname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)instacron:UERJORIGINALDissertacao completa.pdfapplication/pdf1716977http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/13888/1/Dissertacao+completa.pdfc17a1f5fc8ad87f5e9e7ae1738e0a385MD511/138882024-02-27 15:03:59.227oai:www.bdtd.uerj.br:1/13888Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.bdtd.uerj.br/PUBhttps://www.bdtd.uerj.br:8443/oai/requestbdtd.suporte@uerj.bropendoar:29032024-02-27T18:03:59Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)false
dc.title.por.fl_str_mv Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Spacial and temporal variability of the chlorophyll concentration in Guanabara Bay (RJ), using MERIS images and in situ data
title Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
spellingShingle Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
Grassi, Renata de Michielli
MERIS
Chlorophyll-a
Guanabara Bay
Closofila-a
MERIS
Baía de Guanabara
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA
title_short Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
title_full Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
title_fullStr Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
title_full_unstemmed Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
title_sort Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ
author Grassi, Renata de Michielli
author_facet Grassi, Renata de Michielli
author_role author
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Fernandes, Alexandre Macedo
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8241085723655332
dc.contributor.advisor-co1.fl_str_mv Oliveira, Eduardo Negri de
dc.contributor.advisor-co1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7434617985175214
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Moser, Gleyci Aparecida Oliveira
dc.contributor.referee1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/9518540102256518
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Paranhos, Rodolfo Pinheiro da Rocha
dc.contributor.referee2Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/0786281388331891
dc.contributor.authorLattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/1726856078239891
dc.contributor.author.fl_str_mv Grassi, Renata de Michielli
contributor_str_mv Fernandes, Alexandre Macedo
Oliveira, Eduardo Negri de
Moser, Gleyci Aparecida Oliveira
Paranhos, Rodolfo Pinheiro da Rocha
dc.subject.eng.fl_str_mv MERIS
Chlorophyll-a
Guanabara Bay
topic MERIS
Chlorophyll-a
Guanabara Bay
Closofila-a
MERIS
Baía de Guanabara
CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA
dc.subject.por.fl_str_mv Closofila-a
MERIS
Baía de Guanabara
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::OCEANOGRAFIA
description This work aimed to implement an empirical algorithm for monitoring the process of eutrophication at Guanabara Bay (BG), Rio de Janeiro (RJ), using in situ chlorophyll-a data and satellite images by MERIS sensor, onboard ENVISAT satellite, from European Space Agency (ESA). A time series of chlorophyll-a (Dec / Jan 2002/2012) provided by Marine Biological Laboratory from UFRJ, was used to elaborate the algorithm, coupled with the radiometric data collected by MERIS sensor on concurrent dates with the collections, what allowed the determination of the regression curves that gave rise to algorithms. Several band combinations were used, with emphasis on wavelengths of green, red and near infrared. The algorithm chosen (R ² = 0.66 and SRM = 77.5%) made use of wavelengths between green and red (665, 680, 560 and 620 nm) and showed satisfactory results, despite the limitations, due to the complexity of the study area and problems in atmospheric correction algorithm. Typical algorithms water Case I (OC3 and OC4) were also tested, as well as FLH MCI and algorithms suggested for water with high concentrations of Chl-a, all with unsatisfactory results. As noted by past studies, Guanabara Bay has high spatial and temporal variability of chlorophyll-a concentrations, with the highest concentrations in the rainy seasons (months: 01, 02, 03, 10, 11, 12) and in the marginal portions (~ 100 mg.m-3), particularly in the western edge of the bay, and lower concentrations in the dry season and in the main circulation channel (~ 20 mg.m-3). This study is a pioneer in the construction and application of bio-optical algorithms for the region of BG using MERIS images. Despite the good results, the algorithm should not be considered definitive, and it is recommended for future work to test different models of atmospheric correction for MERIS images.
publishDate 2014
dc.date.available.fl_str_mv 2014-10-27
dc.date.issued.fl_str_mv 2014-08-18
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2021-01-07T14:46:50Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv GRASSI, Renata de Michielli. Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ. 2014. 59 f. Dissertação (Mestrado em Caracterização, Diagnóstico e Evolução de Ambientes Marinhos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13888
identifier_str_mv GRASSI, Renata de Michielli. Variabilidade espacial e temporal das concentrações de clorofila na Baía de Guanabara (RJ) utilizando imagens MERIS e dados in situ. 2014. 59 f. Dissertação (Mestrado em Caracterização, Diagnóstico e Evolução de Ambientes Marinhos) - Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014.
url http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13888
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Oceanografia
dc.publisher.initials.fl_str_mv UERJ
dc.publisher.country.fl_str_mv BR
dc.publisher.department.fl_str_mv Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Oceanografia
publisher.none.fl_str_mv Universidade do Estado do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
instname:Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron:UERJ
instname_str Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
instacron_str UERJ
institution UERJ
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ
bitstream.url.fl_str_mv http://www.bdtd.uerj.br/bitstream/1/13888/1/Dissertacao+completa.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv c17a1f5fc8ad87f5e9e7ae1738e0a385
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UERJ - Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ)
repository.mail.fl_str_mv bdtd.suporte@uerj.br
_version_ 1811728676260151296