Análise espaço-temporal da reflectância e estimativa de sedimentos em suspensão no reservatório Epitácio Pessoa
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB |
Texto Completo: | https://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13991 |
Resumo: | Artificial reservoirs of water - regionally known as açudes (dams) - are essential sources for the supply of water, especially in semiarid climate regions, wich are susceptible to shortages, as is the case in the Cariri region. The Açude Epitácio Pessoa (or Boqueirão) is notably relevant in socio-economic and environmental context, supplying around a million inhabitants of 19 cities and 3 districts of the Paraíba state. Understand the quality of water requires robust and continuous monitoring, and usually is inconsonant with reality, creating spatial and temporal information gaps; these are shortages that are increasingly being overcome with the use of remote sensing and GIS technologies. In view of the above, the research objective was to analyse the space-time dynamic of the surface reflectance of water and to estimate the concentration of the variable Total Suspended Solids (TSS) in the Epitácio Pessoa Dam (PB) throughout 17 years (2000-2016), with the proposal of a methodology fitted to the conditions of the semiarid. Therefore, MOD09Q1 products of the MODIS/Terra sensor of 250 m spatial resolution were utilized, composition 8-days, for the red bands (RED, 645 nm) and approximated infrared (NIR, 859 nm), as well as complementary data to make the extraction of data and the removal of cloudiness in the historical series by means of programming. The main results, the reflectance variable demonstrated sensitivity to alterations in the pluviometric regime in the temporal perspective; the values of reflectance for the NIR band were almost always higher than those of the RED and when the opposite (2004 and 2008) indicating a alteration of the type of sediment as a reflex of the abrupt change of volume in the dam; the spatial interpolation of the data points to reduction of the reflectance of the entrance of the reservoir to the barrage for the majority of the years, notably for the RED band; among the three estimation models of SST - that of Robert al. (2017)/M3, a priori, was what demonstrated the highest performance in relation to the annual temporal analysis, varying between 270961 mg/L, with a correlation of 0,57 with data observed from SUDEMA. Regarding the to the proposed methodology, it demonstrated promising performance in the extraction of data in the temporal analysis and partially satisfactory performance in the spatial analysis due to the geometric conditions of the dam and considerable removal of pixels (longitudinal profile) in the face of the high coverage of clouds in some pixels, the comparison between the average values of reflectance by pixels shown in two distinct paths of extraction (longitudinal profile and sampling points) indicated strong correlation (r > 0,93). |
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Análise espaço-temporal da reflectância e estimativa de sedimentos em suspensão no reservatório Epitácio PessoaSensoriamento remotoAçudeSemiáridoSólidos Suspensos Totais (SST)MOD09Q1Remote sensingReservoirSemi-aridTotal Suspended Solids (TSS)Reflectância de açudesSedimentos em suspensão - açudeAçude Boqueirão - Epitácio PessoaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVILArtificial reservoirs of water - regionally known as açudes (dams) - are essential sources for the supply of water, especially in semiarid climate regions, wich are susceptible to shortages, as is the case in the Cariri region. The Açude Epitácio Pessoa (or Boqueirão) is notably relevant in socio-economic and environmental context, supplying around a million inhabitants of 19 cities and 3 districts of the Paraíba state. Understand the quality of water requires robust and continuous monitoring, and usually is inconsonant with reality, creating spatial and temporal information gaps; these are shortages that are increasingly being overcome with the use of remote sensing and GIS technologies. In view of the above, the research objective was to analyse the space-time dynamic of the surface reflectance of water and to estimate the concentration of the variable Total Suspended Solids (TSS) in the Epitácio Pessoa Dam (PB) throughout 17 years (2000-2016), with the proposal of a methodology fitted to the conditions of the semiarid. Therefore, MOD09Q1 products of the MODIS/Terra sensor of 250 m spatial resolution were utilized, composition 8-days, for the red bands (RED, 645 nm) and approximated infrared (NIR, 859 nm), as well as complementary data to make the extraction of data and the removal of cloudiness in the historical series by means of programming. The main results, the reflectance variable demonstrated sensitivity to alterations in the pluviometric regime in the temporal perspective; the values of reflectance for the NIR band were almost always higher than those of the RED and when the opposite (2004 and 2008) indicating a alteration of the type of sediment as a reflex of the abrupt change of volume in the dam; the spatial interpolation of the data points to reduction of the reflectance of the entrance of the reservoir to the barrage for the majority of the years, notably for the RED band; among the three estimation models of SST - that of Robert al. (2017)/M3, a priori, was what demonstrated the highest performance in relation to the annual temporal analysis, varying between 270961 mg/L, with a correlation of 0,57 with data observed from SUDEMA. Regarding the to the proposed methodology, it demonstrated promising performance in the extraction of data in the temporal analysis and partially satisfactory performance in the spatial analysis due to the geometric conditions of the dam and considerable removal of pixels (longitudinal profile) in the face of the high coverage of clouds in some pixels, the comparison between the average values of reflectance by pixels shown in two distinct paths of extraction (longitudinal profile and sampling points) indicated strong correlation (r > 0,93).Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESReservatórios artificiais de água – regionalmente conhecidos por açudes – são mananciais imprescindíveis na garantia de oferta de água, especialmente em regiões de clima de semiárido, suscetível à escassez hídrica, como é o caso da região do Cariri Paraibano. O açude Epitácio Pessoa (conhecido como Boqueirão) é notoriamente relevante em termos socioeconômicos e ambientais, abastecendo cerca de 1 milhão de habitantes de 19 cidades e 3 distritos paraibanos. Conhecer a qualidade de suas águas requer um monitoramento robusto e contínuo, que usualmente é inconsonante com a realidade, apresentando lacunas de representação espacial e temporal. Carências que, crescentemente, vem sendo superadas com uso de sensoriamento remoto e técnicas de geoprocessamento. Face ao exposto, o objetivo da pesquisa foi analisar a dinâmica espaço-temporal da reflectância de superfície da água e estimar a concentração da variável Sólidos Suspensos Totais (SST) no açude Epitácio Pessoa (PB) durante 17 anos (2000-2016), com proposição de uma metodologia moldada às condições do semiárido. Para tanto, foram utilizados produtos MOD09Q1 do sensor MODIS/Terra de resolução espacial de 250 m, composição de 8 dias, para as bandas do vermelho (RED, 645 nm) e do infravermelho próximo (NIR, 859 nm), assim como dados complementares para viabilizar a extração de dados e remoção de nuvens na série histórica por meio de programação. Como principais resultados, a variável reflectância demonstrou sensibilidade às alterações no regime pluviométricas na perspectiva temporal; os valores de reflectância para banda NIR quase sempre superiores à da RED e quando o oposto (2004 e 2008) apontou para mudanças no tipo de sedimento como reflexo do súbito aumento do volume no açude; a interpolação espacial dos dados apontou, sinteticamente, uma redução da reflectância entre a entrada do reservatório até a barragem para a maioria dos anos, notadamente para a banda RED; dentre os três modelos de estimativa de SST – o de Robert al. (2017)/M3, a priori, foi o que apresentou melhor desempenho em relação à análise temporal anual, variando 270 – 961 mg/L, e correlação de 0,57 com dados observados da SUDEMA. No tocante à metodologia proposta, apresentou promissor desempenho na extração de dados na análise temporal e parcialmente satisfatória na análise espacial devido às condições geométricas do açude e considerável remoção de pixels (perfil longitudinal) frente à alta cobertura de nuvens em alguns pixels, o cotejo entre os valores médios de reflectância por pixels amostrados em dois trâmites de extração distintos (perfil longitudinal e pontos amostrais) indicaram forte correlação (r > 0,93).Universidade Federal da ParaíbaBrasilEngenharia Cívil e AmbientalPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Civil e AmbientalUFPBSantos, Celso Augusto Guimarãeshttp://lattes.cnpq.br/4223859537570442Rocha, Victor Nathan Lima da2019-04-10T13:25:47Z2018-10-042019-04-10T13:25:47Z2018-09-21info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://repositorio.ufpb.br/jspui/handle/123456789/13991porAttribution-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPBinstname:Universidade Federal da Paraíba (UFPB)instacron:UFPB2019-04-10T13:25:47Zoai:repositorio.ufpb.br:123456789/13991Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufpb.br/PUBhttp://tede.biblioteca.ufpb.br:8080/oai/requestdiretoria@ufpb.br|| diretoria@ufpb.bropendoar:2019-04-10T13:25:47Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB - Universidade Federal da Paraíba (UFPB)false |
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