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INFLUÊNCIA DOS CONSTITUINTES OPTICAMENTE ATIVOS NA REFLECTÂNCIA ESPECTRAL DA ÁGUA DO RESERVATÓRIO PASSO REAL, RS / INFLUENCE OF THE OPTICALLY ACTIVE CONSTITUENTS ON THE SPECTRAL REFLECTANCE OF THE WATER OF PASSO REAL RESERVOIR, RS.

Santos, Felipe Correa dos 29 May 2012 (has links)
The construction of dams results in hydrological impacts as they alter the natural flow of water of a river. Remote sensing is a tool capable of helping the monitoring of water quality by enabling acquisition of information for spatial and temporal analysis of its composition. This paper presents the analysis of the Influence of the optically active constituents on the spectral reflectance of the water of Passo Real reservoir. For this, limnological and spectral data were collected in October 2009 and March 2010 in 31 sampling stations in the reservoir. The limnological variables total of suspended solids (TSS), chlorophyll a (Chl a), dissolved organic carbon (DOC) and water transparency were determined on field and laboratory. Spectral data were acquired on field by using FieldSpec® HandHeld spectroradiometer. Results showed the most concentration of TSS and Chl a in October may be related with greater occurrence of rain in that period. TSS was greater in October resulting a reduction of water transparency. DOC maintained similar average in both analyzed months, still it was found that sampling points location with above average concentration were located in water compartments with higher concentration of Chl a. Exclusively using Chl a as indicator of trophic state we found environments between oligotrophic to hypereutrophic. Reflectance was higher in October 2009 in all wavelengths, because of high concentration of TSS. Two features of absorption were observed in both dates, centered in 610 and 675 nm due to the presence of Chl a. On account of the great concentrations in some sampling points in October, the peak in the infrared region presented higher magnitude than the peak in the green region and in some cases the spectrum was similar to the earth vegetation spectral response. DOC did not present enough concentrations to produce, significantly, spectrum alterations. Each information extraction technique in spectral reflectance better showed certain spectral characteristics. First derivative showed itself efficient on the characterization of Chl a effects, this technique contrasted the influence of this pigment especially on the wavelengths of 438, 566, 685 and 700 nm and the absorption band through pure water in 740 nm. By applying statistics tests, we could prove the influence of limnological variables on the reservoir water spectral characteristics and identify wavelengths with strong correlation between variables. In October we verified the joint acting of Chl a with TSS in water reflectance. Also, it was proved the influence of Chl a on the spectral response of the reservoir water, especially on greater concentrations. / A construção de represas acarreta impactos de caráter hidrológico ao modificar o fluxo natural das águas de um rio. O sensoriamento remoto é uma ferramenta capaz de auxiliar a tarefa de monitoramento da qualidade da água ao possibilitar a aquisição de informações para análise espacial e temporal da sua composição. O presente trabalho apresenta a análise da influência dos constituintes opticamente ativos na reflectância espectral da água do reservatório Passo Real. Para isso, foram realizadas coletas de dados limnológicos e espectrais nos meses de outubro de 2009 e março de 2010 em 31 estações amostrais no reservatório. Em campo e em laboratório foram determinadas as variáveis limnológicas totais de sólidos em suspensão (TSS), clorofila a (Chl a), carbono orgânico dissolvido (COD) e transparência da água. Os dados espectrais foram adquiridos em campo com uso do espectrorradiômetro FieldSpec® HandHeld. Os resultados encontrados mostraram que a maior concentração de TSS e Chl a no mês de outubro pode estar relacionada com a maior ocorrência de chuvas naquele período. O TSS foi maior em outubro o que ocasionou a redução da transparência da água. O COD manteve médias semelhantes nos dois meses analisados, porém constatou-se que a localização de pontos amostrais com concentrações acima da média estavam localizados em compartimentos aquáticos com maiores concentrações de Chl a. Utilizando exclusivamente a Chl a como indicadora do estado trófico encontraram-se ambientes entre oligotrófico a hipereutrófico. A reflectância foi mais elevada em outubro de 2009 em todos os comprimentos de onda, devido às altas concentrações de TSS. Em ambas as datas foram observadas duas feições de absorções centradas em 610 e 675 nm devido à presença de Chl a. Em função das altas concentrações em alguns pontos amostrais no mês de outubro, o pico na região do infravermelho apresentou maior magnitude do que o pico na região do verde e em alguns casos, o espectro assemelhou-se mais com a resposta espectral da vegetação terrestre. O COD não apresentou concentrações suficientes para produzir, de forma significativa, alterações nos espectros. Cada técnica de extração de informações em espectros de refletância ressaltou melhor determinadas características espectrais. A primeira derivada mostrou-se eficiente na caracterização dos efeitos da Chl a, esta técnica contrastou a influência deste pigmento principalmente nos comprimentos de onda de 438, 566, 685 e 700 nm. A remoção do contínuo ressaltou as bandas de absorção da Chl a em 493, 611, 676 nm e a banda de absorção pela água pura em 740 nm. Com a aplicação de testes estatísticos, pode-se comprovar a influência das variáveis limnológicas sobre as características espectrais da água do reservatório e identificar os comprimentos de onda com fortes correlações entre as variáveis. No mês de outubro verificou-se a atuação conjunta da Chl a com o TSS na reflectância da água. Também ficou comprovada a influência da Chl a na resposta espectral da água do reservatório, principalmente em maiores concentrações.

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