LOPES, F. B. Uso de sensoriamento remoto como suporte ao monitoramento da qualidade das águas superficiais da região semiárida do Brasil. 2013. 201 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-30T19:55:16Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_fblopes.pdf: 7930654 bytes, checksum: e2d7eabea6c38bdc3718c3a4910ca770 (MD5) / Approved for entry into archive by Margareth Mesquita(margaret@ufc.br) on 2015-02-09T14:21:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_fblopes.pdf: 7930654 bytes, checksum: e2d7eabea6c38bdc3718c3a4910ca770 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-09T14:21:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_fblopes.pdf: 7930654 bytes, checksum: e2d7eabea6c38bdc3718c3a4910ca770 (MD5) Previous issue date: 2013 / Com a contaminação de corpos hídricos pela ação antrópica, a disponibilidade de água torna-se cada vez menor. O conhecimento da qualidade das águas é essencial à proposição de instrumentos de gestão das mesmas. O monitoramento em áreas extensas requer um elevado número de amostras para o controle da qualidade da água; este fato, aliado aos altos custos das análises, limita a avaliação do processo de degradação das águas interiores. Apesar do desenvolvimento, nos últimos anos, das técnicas de geoprocessamento e sensoriamento remoto, com a obtenção de informações relevantes em estudo de qualidade de águas, elas não têm sido exploradas em estudos de sistemas aquáticos de regiões semiáridas. Com isso, objetivou-se desenvolver uma metodologia baseada nas propriedades espectrais da água como suporte a avaliação de sua qualidade em ambientes semiáridos. As amostras de água foram coletadas em sete pontos de 2008 a 2010 (bimestralmente) e em 20 pontos de 2011 a 2012 (trimestralmente). As campanhas para aquisição de dados radiométricos ocorreram em 2011 e 2012, concomitantes às coletas das amostras de água. Os fatores determinantes e a similaridade das águas foram identificados pelo emprego da análise multivariada. Foram usados dados de sensoriamento remoto orbital e in situ, correlacionando com os dados limnológicos. Os indicadores determinantes da qualidade das águas do Orós são definidos principalmente pelos seguintes fatores: processo natural de intemperismo dos componentes geológicos do solo; carreamentos dos sólidos suspensos através do escoamento superficial das águas e poluição orgânica. A análise de agrupamento formou três grupos distintos. A similaridade das águas foi definida pelas condições naturais e pelas atividades antrópicas exercidas nas proximidades do reservatório e ao longo da bacia. Os modelos desenvolvidos para as variáveis limnológicas, sólidos inorgânicos suspensos, turbidez, transparência e condutividade elétrica, mostraram-se confiáveis, indicando que essas variáveis podem ser quantificadas remotamente a partir dos dados de sensoriamento remoto de campo. Os modelos desenvolvidos para a variável clorofila-a são confiáveis, indicando que esta variável pode ser quantificada remotamente a partir dos dados de sensoriamento remoto de campo e orbital com elevado grau de confiabilidade. O modelo geral de três bandas apresentou desempenho superior ao modelo de duas bandas. De acordo com o modelo desenvolvido e com uso de imagens do sensor MERIS, as águas do reservatório Orós, quanto ao estado trófico, apresentaram 61,15% da sua bacia hidráulica classificadas como eutrófica, para o mês de fevereiro de 2010. Para a imagem MERIS de agosto de 2011, 95,77% das águas foram classificadas como eutróficas. Portanto, com o uso do sensoriamento remoto é possível elaborar um gerenciamento dos recursos hídricos de menor custo, gerando informações úteis à tomada de decisões pelos gestores, vital para a implantação de políticas públicas em âmbito municipal, regional, estadual e federal.

Submitted by Fernanda Sayuri Yoshino Watanabe null (fernandasyw@yahoo.com.br) on 2016-04-28T12:54:41Z No. of bitstreams: 1 Watanabe_tese.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T12:36:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 watanabe_fsy_dr_prud.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T12:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 watanabe_fsy_dr_prud.pdf: 3879331 bytes, checksum: f393ffe1bbc36d214f1bed6945d9dedd (MD5) Previous issue date: 2016-03-15 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The aim of this research was to parameterize and calibrate models based on remote sensing data in order to estimate accurately the chlorophyll-a concentration, [Chl-a], in a tropical eutrophic reservoir. Firstly, a bio-optical characterization was conducted to identify particularities in the study area. Thus, existing empirical models and quasi-analytical algorithms (QAA) were tested and, after, parameterized and calibrated for the investigated environment. Such models derive [Chl-a] and inherent optical properties (IOPs), respectively, from remote sensing reflectance (Rrs). This research was developed in the Barra Bonita hydroelectric reservoir (BBHR), lies in Tietê River (Brazil). Reservoirs are artificial environments which change severely the hydrodynamic of rivers and the biogeochemical balance of aquatic systems. Such alterations can lead to unique bio-optical status and, consequently, models developed for rivers and lakes are not suitable to explain the processes which happen in reservoirs. The trophic state is an important water quality parameter and can be determined based on Chl-a concentration, photosynthetically active pigment present in all the phytoplankton species and detected by remote sensors. Therefore, the use of orbital and aerial images is a viable alternative to monitoring of trophic state in these environments. Results showed that bio-optical status in BBHR is remarkable different compared to other aquatic systems found in literature, corroborated by inaccurate performance of models proposed to other areas. The parameterization and calibration proposed in this research estimated accurately Chl-a concentration, mainly, adopting absorption coefficients derived by QAA. The fitted models can be used in mapping trophic state and frequent monitoring of water quality in BBHR by environmental agency and hydroelectric plant managers. In addition, it is likely that the parameters proposed in this research are suitable for other inland waters. / O objetivo do presente trabalho foi parametrizar e calibrar modelos baseado em dados de sensoriamento remoto para estimar acuradamente a concentração da clorofila-a, [Chl-a], em um reservatório tropical e eutrofizado. Primeiramente, uma caracterização bio-óptica da área estudo foi realizada para identificar particularidades do ambiente. Então, modelos empíricos e algoritmos quase-analíticos (QAA) existentes foram testados e, posteriormente parametrizados e calibrados para o ambiente investigado. Tais modelos derivam a [Chl-a] e propriedades ópticas inerentes (POIs), respectivamente, a partir da reflectância de sensoriamento remoto (Rrs). Esta pesquisa foi desenvolvida no reservatório da hidroelétrica de Barra Bonita (RHBB), localizado no Rio Tietê (Brasil). Reservatórios são ambientes artificiais que modificam severamente a hidrodinâmica de rios e o equilíbrio biogeoquímico do ecossistema aquático. Tais alterações podem proporcionar características bio-ópticas únicas ao ambiente e modelos para rios e lagos podem não ser adequados para explicar os processos que ocorrem em reservatórios. O grau de eutrofização é um importante parâmetro de qualidade da água e pode ser determinado com base na [Chl-a], pigmento fotossiteticamente ativo presente em todas as espécies de fitoplâncton, detectado por sensores remotos. Portanto, o uso de imagens orbitais e aerotransportadas é uma alternativa viável para o monitoramento do estado trófico desses ambientes. Resultados mostram que as características bio-ópticas em RHBB são consideravelmente diferentes de outros ambientes pesquisados na literatura, corroborado com desempenho não acurado de modelos propostos para outros ambientes. A parametrização e calibração propostas nesta pesquisa estimaram acuradamente a [Chl-a], principalmente, adotando os coeficientes de absorção derivados do QAA. Os modelos ajustados podem ser utilizados no mapeamento do estado trófico e monitoramento periódico da qualidade da água em RHBB por agências ambientes e gestores de usinas hidroelétricas. Além disso, é provável que os parâmetros propostos nesta pesquisa sejam adequados para outras águas continentais. / CNPq: 200157/2015-9