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http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/70143| Tipo: | Tese |
| Título: | Developmentand validation ofalgorithms for etimating chlorophyll-a concentration using sentinel-2 satellite and field radiometry in Brazilian semiarid reservoirs |
| Autor(es): | Aranha, Thaís Regina Benevides Trigueiro |
| Orientador: | Martins, Eduardo Sávio Passos Rodrigues |
| Coorientador: | Martinez, Jean-Michel |
| Palavras-chave: | Recursos hidricos;Sensoriamento remoto;Qualidade da água;Clorofila;Reservatórios;Semiárido |
| Data do documento: | 2022 |
| Citação: | ARANHA, Thaís Regina Benevides Trigueiro. Developmentand validation ofalgorithms for estimatingchlorophyll-a concentration using sentinel-2 satellite and field radiometry in brazilian semiarid reservoirs. 2022. 106 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil) - Centro de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil: Recursos Hídricos, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2022 |
| Resumo: | Proporcionar um monitoramento contínuo da qualidade dos recursos hídricos em áreas tropicais semiáridas é de grande importância social. Para contribuir com esse monitoramento, esse estudo fez uso de dados de sensoriamento remoto de alta resolução em reservatórios do estado do Ceará e do Rio Grande do Norte, através de imagens do satélite Sentinel-2 Nível-1 e Nível-2, no período de novembro/2015 a dezembro/2019, e de radiometria de campo, no período de novembro/2008 e dezembro/2015, para estimar a concentração de clorofila-a (chl-a), considerado o principal indicador do estado trófico dos ambientes aquáticos. Para isso, foram testados modelos bio-ópticos empíricos e semi-analíticos disponíveis na literatura, bem como, foi proposto um novo modelo para recuperação de chl-a na região do estudo. Todos os modelos analisados abrangem a região espectral do vermelho e do infravermelho próximo (NIR), e utilizou-se dados de concentração de chl-a coletados in-situ para calibrar e validar os modelos. Após testes estatísticos, o modelo proposto nesse estudo e um modelo empírico de três bandas bastante utilizado na literatura para águas interiores apresentaram desempenho satisfatório, com R² = 0,87 e R² = 0,80, respectivamente, para os dados de calibração. Foram utilizados dados sobre direção e velocidade do vento, radiação solar e volume do reservatório para gerar um modelo conceitual para analisar o comportamento da chl-a nas águas superficiais do reservatório do Castanhão. Durante o ano de 2019, a qualidade da água do reservatório apresentou forte variação, com concentração oscilando de 30 a 95 μg.l-1. Foi mostrado que o final da estação seca é marcado por fortes condições eutróficas correspondentes a vazões de água muito baixas no reservatório. Durante o período chuvoso, há uma grande diminuição na concentração de chl-a após o aumento do armazenamento de água no Castanhão. Durante a estação seca seguinte, os dados de satélite mostram uma melhoria progressiva do estado trófico, controlado pela intensidade do vento que promove uma melhor mistura das águas do reservatório e inibe o desenvolvimento da maioria dos grupos fitoplanctônicos. |
| Abstract: | Providing continuous monitoring of the water resource quality in semi-arid tropical areas is of great societal importance. To contribute to this monitoring, this study made use of highresolution remote sensing data in Ceará and Rio Grande do Norte reservoirs through Sentinel- 2 Level-1 and Level-2 satellite images, during the period of November/2015 to December/2019, and field radiometry, from November/2008 and December/2015, to estimate the concentration of chlorophyll-a (chl-a), the main indicator of the trophic state of aquatic environments. To this end, Empirical and semi-analytical bio-optic models available in the literature were tested, as well as a new model for the retrieval of chl-a in the study region was proposed. All models analyzed cover the spectral region of red and near infrared (NIR), and chl-a concentration data collected in-situ were used to calibrate and validate the models. After statistical tests, the model proposed in this study and an empirical model of three bands widely used in interior water literature performed satisfactorily, with R² = 0.87 and R² = 0.80, respectively, for calibration data. Data on wind direction and speed, solar radiation and reservoir volume were used to generate a conceptual model to analyze the behavior of chl-a in the surface waters of the Castanhão reservoir. During 2019, the reservoir water quality showed strong variation, with concentration fluctuating from 30 to 95 μg/L We showed that the end of the dry season is marked by strong eutrophic conditions corresponding to very low water inflows into the reservoir. During the rainy season there is a large decrease in the chl-a concentration following the increase of the lake water storage. During the following dry season, satellite data show a progressive improvement of the trophic state controlled by wind intensity that promotes a better mixing of the reservoir waters and inhibiting the development of most phytoplankton. |
| URI: | http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/70143 |
| Aparece nas coleções: | DEHA - Teses defendidas na UFC |
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