Modelagem empírica e mapeamento de parâmetros de qualidade de água em uma lagoa subtropical utilizando dados de sensoriamento remoto

• Autor(a) principal: Fraga, Rosiméri da Silva
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFPel - Guaiaca
• Texto Completo: http://guaiaca.ufpel.edu.br/handle/prefix/7500
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA::RECURSOS HIDRICOS; Recursos hídricos; Lagoa Mirim; Sólidos em suspensão; Fósforo total; Sentinel-2; Mirim Lagoon; Suspended solids; Total phosphorus

A degradação da qualidade da água nos corpos hídricos, em geral, pode ocorrer tanto por ações antropogênicas, isto é, por ocupações e usos de suas margens, como por fatores naturais. Considerando esses aspectos, o sensoriamento remoto tem se tornado uma alternativa para auxiliar no monitoramento de grandes corpos de água, como, por exemplo, a Lagoa Mirim. Localizada no extremo sul do Estado do Rio Grande do Sul, a lagoa possui uma grande importância nos aspectos econômico, social e ambiental da região. No entanto, atualmente, o excesso de nutrientes e de sólidos em suspensão vem comprometendo a qualidade das suas águas. Sendo assim, o objetivo geral deste estudo foi desenvolver modelos empíricos e mapear parâmetros de qualidade de água no norte da Lagoa Mirim, utilizando dados do sensor MSI/Sentinel-2. Na prática, os constituintes opticamente ativos, como os sólidos em suspensão, são usados como indicadores de qualidade da água durante a caracterização do meio aquático, sendo possível realizar inferências sobre a composição da água, uma vez que a intensidade da radiância espectral registrada pelos sensores é modulada pelas propriedades ópticas dos constituintes opticamente ativos. Foram realizadas duas coletas de água em condições climáticas distintas. As amostras foram coletadas em pontos previamente estabelecidos e distribuídos no norte da Lagoa Mirim. Em seguida, foram encaminhadas para o Laboratório de Águas e Resíduos do Instituto Federal Sul-rio-grandense – Campus Pelotas – Rio Grande do Sul, para posteriores análises. As imagens utilizadas para o monitoramento das águas na Lagoa Mirim foram obtidas pelo sensor Multispectral Imager, a bordo do satélite Sentinel-2, com a realização de correções atmosféricas por meio do processador Sen2Cor. No processo de modelagem foi aplicado o Modelo Linear de Mistura Espectral, que possui a capacidade de estimar a proporção de componentes, chamados endmembers, em cada pixel da imagem, através de uma combinação linear. A modelagem foi baseada em modelos empíricos ajustados em combinações interativas visando à melhor correlação entre os dados in situ e as imagens de sensoriamento remoto. No capítulo 1 deste estudo, foram estimadas as concentrações de sólidos em suspensão a partir de relações empíricas, com a aplicação do Modelo Linear de Mistura Espectral, que dependem das propriedades físico-ópticas dos constituintes e da faixa espectral do sensor. No capítulo 2, foram realizadas as estimativas da concentração do fósforo total. Esse processo foi desenvolvido a partir de correlações significativas do constituinte opticamente ativo sólido em suspensão com o fósforo total, sendo usados métodos de regressão linear multivariada baseados nos dados in situ e nos do sensor Multispectral Imager para mapear o fósforo total na área de estudo. Os resultados encontrados poderão auxiliar na tomada de decisão referente ao planejamento e ao gerenciamento de recursos hídricos da Lagoa Mirim. Espera-se, assim, incentivar a conservação desse importante manancial de água doce, preservando-o para as gerações futuras.