Obtenção de batimetria em estuários através de imagens de satélite: estudo de caso na Baía da Babitonga, SC
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| Data de Publicação: | 2020 |
| Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
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| Título da fonte: | Repositório Institucional da UFSC |
| Texto Completo: | https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/209992 |
Resumo: | TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemática. Oceanografia |
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Universidade Federal de Santa CatarinaFilippi, BiancaKlein, Antonio Henrique da FontouraAlmeida, Luis Pedro Melo de2020-08-06T12:12:17Z2020-08-06T12:12:17Z2020-08-04https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/209992TCC(graduação) - Universidade Federal de Santa Catarina. Centro de Ciências Físicas e Matemática. OceanografiaA Batimetria Derivada de Satélite é uma das ferramentas mais promissoras para mapear a morfologia de águas rasas e apresenta como vantagem a extensa área de cobertura dos sistemas de imageamento orbital e a repetitividade, facilitando a identificação de mudanças. O objetivo deste trabalho foi aplicar e avaliar a estimação da batimetria por satélite com sensor multispectral para a Baía da Babitonga, um estuário localizado ao Norte de Santa Catarina, através da comparação de dados batimétricos medidos em campo e observações dos padrões da imagem de satélite. Um levantamento batimétrico monofeixe classificado com categoria B de acordo com a NORMAM-25 foi realizado para calibração e validação do algoritmo de derivação batimétrica. Foi utilizada uma imagem do satélite Sentinel-2 aquisitada na mesma data da execução do levantamento batimétrico. Os dados da batimetria medida e os diferentes valores de reflectância das bandas do satélite foram correlacionados para encontrar o algoritmo que melhor representa a batimetria da área de estudo. O processamento das imagens consistiu na correção atmosférica para reflectância da superfície e aplicação de filtros para remoção de ruídos. Diversos algoritmos foram testados utilizando as bandas da região do visível (bandas 1 a 5) das imagens multiespectrais. Os algoritmos foram aplicados para profundidades inferiores a 20 m e áreas que apresentaram concentrações de material particulado em suspensão estimado menor do que 10 g/m3. Como resultado, a raiz do erro quadrático médio (RMSE) entre a batimetria medida em campo e estimada pelo satélite, apresentou-se entre 2 e 3 m para os algoritmos. Dentre os métodos testados, o índice NDWI para a bandas 5 (infravermelho) e 3 (verde) apresentou os menores erros (RMSE= 2,4 m), estimando uma profundidade máxima de 18 m e mínima de 0,6 m. Com o objetivo de aumentar a acurácia do algoritmo, a área foi dividida em duas zonas, a entremarés e a permanentemente submersa, e novas equações foram aplicadas para cada zona. O RMSE para a zona entremarés reduziu 0,3 m do encontrado para toda a área da baía, enquanto o erro para a zona permanentemente submersa aumentou 0,4 m. Portanto, conclui-se que a zona entremarés apresenta contribuição significativa na derivação da batimetria por satélite e em áreas com maior profundidade, a acurácia do algoritmo diminui. Os resultados do modelo são considerados satisfatórios para estimação batimétrica em águas estuarinas e possibilitaram a identificação de feições morfológicas, visto as limitações do material em suspensão e da profundidade.The Satellite Derived Bathymetry is one of the most promising tools to map the shallow water morphology and has the advantage of the extensive coverage area of the orbital imaging sensors and repeatability, facilitating identification of changes. The objective of this work was to implement and assess de bathymetric estimation from a satellite with multispectral sensors for Babitonga Bay, an estuary located at North of Santa Catarina State, through the comparison of the in-situ bathymetric data and the satellite observed patterns. A single-beam bathymetric survey classified as category B according to NORMAM-25 was performed for calibration and validation of the bathymetric derivation algorithm. An image from the Sentinel-2 satellite acquired on the same date as the bathymetric survey was used. The in situ bathymetric data and the different reflectance values of the satellite bands were correlated to find the algorithm that best represents the bathymetry of the study area. The image processing consisted of atmospheric correction for surface reflectance and application of noise removal filters. Several algorithms were tested using the bands of the visible region (bands 1 to 5) of the multispectral images. The algorithms were applied for depths up to 20 m and areas that presented Suspended Particulate Matter concentration estimated less than 10 g/m3. As a result, the root mean square error (RMSE) between the bathymetry in-situ and estimated by satellite was between 2 and 3 m for the algorithms. Among the tested methods, the NDWI equation for bands 5 (infrared) and 3 (green) presented the smallest errors (RMSE = 2.4 m), estimating a maximum depth of 18 m and a minimum depth of 0.6 m. To increase the algorithm accuracy, the area was divided into two zones, between tides and permanently submerged, and new equations were applied for each zone. The RMSE for the intertidal zone reduced 0.3 m from the calculated for the entire bay area, while the error for the permanently submerged area increased by 0.4 m. Therefore, it is concluded that the intertidal zone has a significant contribution to the satellite derived bathymetry and for areas with greater depth, the algorithm accuracy decreases. The model results are considered satisfactory for estuarine waters and allowed the identification of morphological features, given the limitations of the suspended material and depth.Florianópolis, SCBatimetria Derivada de SatéliteSensoriamento RemotoMorfologiaObtenção de batimetria em estuários através de imagens de satélite: estudo de caso na Baía da Babitonga, SCinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCLICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81383https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/209992/2/license.txt11ee89cd31d893362820eab7c4d46734MD52ORIGINALTCC_BiancaFilippi.pdfTCC_BiancaFilippi.pdfTCCapplication/pdf5992867https://repositorio.ufsc.br/bitstream/123456789/209992/1/TCC_BiancaFilippi.pdf644e633ca9439bc3fed369093715b124MD51123456789/2099922020-08-06 09:12:20.318oai:repositorio.ufsc.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-08-06T12:12:20Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false |
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