The built of reservoirs provides progress by the exploitation and multiple use of water resources, but it also brings changes and impacts in the quality of water. One of the main interests in the use of products of remote sensing in water environments is to verify the spatial and temporal variation of water composition, enabling the investigation on the origin and displacement of specific substances in suspension or substances dissolved in water. In this context, the general objective of this thesis consists of verifying the potential use of remote sensing for monitoring water in Passo Real reservoir. In order to achieve this, three specific objectives were stipulated; 1) To characterize and verify the relation among physical limnologic, chemical and biological variables of Passo Real reservoir; 2) To analyze the influence of the constituents optically active in the spectral response of water in the reservoir and to verify the potential use in the techniques of first derivative and continuum removal for the extraction of information in spectrum of reflectance and identification of wavelength with the finest correlation with limnologic variables; and 3) To evaluate the potential use of images LISS-III/Resourcesat-1 in the estimate of constituents optically active in the water of Passo Real. The variables of water color, transparency, temperature, turbidity and dissolved oxygen were obtained in field and the total of suspended solids, dissolved solids, Hidrogenionic potential, electrical conductivity and chlorophyll-a were determined in laboratory after collection of samples in field. In fieldwork, the measures of water reflectance factor were collected between wavelengths of 400 and 900nm as use of spectroradiometer. The images of satellite used for the analysis of water reflectance were produced by the satellite resourcesat-1, Sensor LISS-III. The spatialisation of the limnologic data obtained in situ was performed by interpolation and the spatializations of estimated data by satellite were obtained by slicing the image generated in the insertion of equations obtained in the models. The strong correlation between data of total of solids in suspension with the turbidity and transparency of water increases the importance of analysis integrated in the variables optical of water environment. From the analysis of the reflectance spectra, it was possible to infer the performance of the components optically active in the spectral characteristics of water. The use of techniques for interpretation of spectrum was important to the extraction of information and analysis of data. Each technique highlighted well the given spectral characteristics. From the set of available data, it was possible to produce models capable of estimating the total of suspended solids, the turbidity and the transparency of water with only one spectral band, band 3, from the sensor LISS-III/Resourcesat-1. By the application of the technique spectral band reason, it was possible to generate a model for the estimate of concentration of chlorophyll-a. / A construção de represas proporciona o progresso com o aproveitamento e usos múltiplos dos recursos hídricos, porém, traz alterações e impactos na qualidade da água. Um dos principais interesses no uso de produtos de sensoriamento remoto em ambientes aquáticos é verificar a variação espacial e temporal da composição da água, possibilitando investigar a origem e o deslocamento de substâncias específicas em suspensão ou dissolvidas na água. Nesse contexto, o objetivo geral desta tese consiste em verificar o potencial de utilização do sensoriamento remoto para monitoramento da água do reservatório Passo Real. Para isso, três objetivos específicos foram estipulados:1) caracterizar e verificar a relação entre variáveis limnológicas físicas, químicas e biológicas do reservatório Passo Real; 2) analisar a influência dos constituintes opticamente ativos na resposta espectral da água do reservatório e verificar o potencial de utilização das técnicas primeira derivada e remoção do contínuo para a extração de informações em espectros de reflectância e identificação de comprimentos de onda com melhor correlação com as variáveis limnológicas; e 3) avaliar o uso potencial de imagens LISS-III/Resourcesat-1 na estimativa de constituintes opticamente ativos da água do reservatório Passo Real. As variáveis cor da água, transparência, temperatura, turbidez e oxigênio dissolvido foram obtidas em campo e o total de sólidos em suspensão, total de sólidos dissolvidos, potencial Hidrogeniônico, condutividade elétrica e clorofila-a foram determinados em laboratório após coleta de amostras em campo. Nos trabalhos de campo foram coletadas as medidas do fator de reflectância da água entre os comprimentos de onda de 400 a 900 nm como uso de espectroradiômetro. As imagens de satélite utilizadas para a análise da refletância da água foram produzidas pelo satélite Resourcesat-1, sensor LISS-III. As espacializações dos dados limnológicos obtidos in situ foram realizadas por interpolação e as espacializações dos dados estimados por satélite foram obtidas por fatiamento da imagem gerada pela inserção das equações obtidas nos modelos. A forte correlação entre os dados de total de sólidos em suspensão com a turbidez e a transparência da água reforça a importância da análise integrada das variáveis óticas do ambiente aquático. A partir da análise dos espectros de reflectância foi possível inferir a atuação dos componentes opticamente ativos nas características espectrais das água. A utilização de técnicas de interpretação de espectros foi importante para extração de informações e análise dos dados. Cada técnica ressaltou melhor determinadas características espectrais. A partir do conjunto de dados disponível foi possível produzir modelos capazes de estimar o total de sólidos em suspensão, a turbidez e a transparência da água com apenas uma única banda espectral, a banda 3 do sensor LISS-III/Resourcesat-1. Com a aplicação da técnica de razão de bandas espectrais foi possível gerar um modelo para estimativa da concentração de clorofila-a.

Orientador: Maria de Lourdes Bueno Trindade Galo / Banca: Renata Ribeiro de Araújo Rocha / Banca: Waterloo Pereira Filho / Resumo: Os recentes avanços na tecnologia de Sensoriamento Remoto proporcionaram o desenvolvimento de sensores orbitais com altíssima resolução espectral, capazes de fornecer medidas radiométricas em bandas estreitas e contínuas para cada pixel da imagem, definindo curvas espectrais com potencial de discriminar diferentes componentes da matéria. Diante disso, o objetivo geral deste trabalho foi de avaliar a contribuição de imagens hiperespectrais na identificação de componentes opticamente ativos presentes em um corpo d'água, considerado de boa qualidade. Para tanto, uma imagem hiperespectral Hyperion foi adquirida simultaneamente com variáveis limnológicas coletadas em alguns pontos georreferenciados no reservatório de Itupararanga. Após a correção atmosférica da imagem, extraíram curvas espectrais nos locais geográficos dos pontos, nos quais se aplicaram técnicas de análise de espectros, tais como, remoção do contínuo, razão de bandas e análise derivativa. Os dados hiperespectrais originais e os resultantes da aplicação de técnicas foram correlacionados com algumas variáveis limnológicas... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The recent improvements in the technology of Remote Sensing are providing the development of sensors with high spectral resolution that can supply radiometric measurements in narrow and continuous bands for each pixel of the image, defining spectral curves with potential of separating several components of the matter. Due to that, the general objective of this work was evaluating the contribution of hyperspectral images in the identification of optically active constituents present in a body of water, considered good quality. To reach the proposed objective, a hyperspectral imagery of EO-1/Hyperion orbital sensor was acquired simultaneously with limnological variables collected in some points in the body of water. After correcting the atmospheric effects, in the geographical locations of those points, spectral curves of the hyperspectral image were extracted, in which techniques of spectral analysis were applied, such as, continuum removal, derivative analysis and ratio analysis. The hyperspectral original data and the resultants of the application of techniques were correlated with some limnological variables. Of the applied techniques, the derivative analysis provided better differentiation among the optically active constituents... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Submitted by Liliane Ferreira (ljuvencia30@gmail.com) on 2018-09-21T11:57:23Z No. of bitstreams: 2 Disssertação - Ana Karoline Ferreira dos Santos - 2018.pdf: 13536231 bytes, checksum: 731b9fe534131c66acaf4ffedc58a615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-24T11:08:01Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Disssertação - Ana Karoline Ferreira dos Santos - 2018.pdf: 13536231 bytes, checksum: 731b9fe534131c66acaf4ffedc58a615 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T11:08:01Z (GMT). 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To obtain the data, four field campaigns were carried out on February 10, 2016 and January 28, 2017 (higher precipitation) and 04 / August 4, 2016 and July 7, 2017 (lower precipitation). The spectral data were obtained using a portable spectroradiometer, FieldSpec® Hand Held model in spectral bands of 400 nm to 900 nm. The analysis of chlorophyll "a" followed the proposal of Mackinney (1941), suspended solid data followed Wetzel and Likens (1991; 2000) and APHA (1998; 2005) and the water transparency was according to Esteves (1998) and Peixoto et al. (2015). The analysis of the main information of the water bi-directional reflectance spectra occurred with the application of techniques: continuous removal, 1st and 2nd derivative, cluster analysis, surface reflectance extraction from the Landsat 8-OLI satellite image. Based on the results, there were several factors of performance in the spectral behavior of waters in Barra dos Coqueiros HPP reservoir, such as the climatic seasonality (rainy and dry periods) and the types of land use and occupation, due to the different agricultural production. These aspects favor higher values of suspended solids and chlorophyll a and lower water transparency in fields work of February/2016 and January 2017, resulting in higher reflectance in green (500 nm to 600 nm ) and red (600 nm at 700 nm) spectral ranges. In the field studies conducted in August/2016 and July/2017, reflectance influenced by suspended solids and chlorophyll a was low and the water transparency showed higher depth due to the higher levels of absorption of electromagnetic radiation in the water in the spectral bands of blue (400 nm to 500 nm) and infrared (700 nm to 900 nm). Thus, the geotechnologies applied in this study evidenced several possibilities for interpretation of water spectral information. / A energia solar que chega à superfície da Terra representa um fenômeno essencial para a manutenção da vida e o conhecimento de sua dinâmica contribui para a compreensão de processos complexos, como o comportamento espectral da água. Dentre as principais propriedades que interagem com radiação eletromagnética encontram-se a clorofila-a os sólidos em suspensão. Nessa perspectiva, o presente estudo tem por objetivo analisar em 40 pontos de coleta de dados, a influência dos Componentes Opticamentes Ativos no comportamento espectral das águas, do reservatório da Usina hidrelétrica Barra dos Coqueiros (GO). Para obtenção dos dados, foram realizadas quatro campanhas de campo, as quais ocorreram em 10/fevereiro/2016 e 28/janeiro/2017 (maiores precipitações) e 04/agosto/2016 e 07/julho/2017 (menores precipitação). Os dados espectrais, foram obtidos por meio de espectrorradiômetro portátil, modelo FieldSpec® Hand Held. A análise de clorofila-aseguiu a proposta de Mackinney (1941), os dados de sólidos em suspensão a metodologia de Wetzel e Likens (1991; 2000) e APHA (1998; 2005) e a transparência da água realizada conforme Esteves (1998) e Peixoto et al. (2015). O diagnóstico das principais informações dos espectros de reflectância da água ocorreu com aplicação de técnicas: remoção do contínuo, derivada, análise cluster, extração da reflectância de superfície da imagem do satélite Landsat 8-OLI. Com base nos resultados, verificou-se diversos fatores de atuação no comportamento espectral das águas do reservatório da UHE Barra dos Coqueiros (GO), como a sazonalidade climática (período chuvoso e seco) e as formas do uso e ocupação da terra, distintas pelas produções agrícolas, aspectos esses, que favorecem nos campos de fevereiro/2016 e janeiro/2017, valores mais elevados de sólidos em suspensão e clorofila-a menores transparência da água, resultando em maiores reflectância nas faixas espectrais do verde (500 nm a 600 nm) e vermelho (600 nm a 700 nm). Nos campos realizados em agosto/2016 e julho/2017, os níveis da reflectância influenciados por sólidos em suspensão e clorofila-asão baixas e as transparências da água apresentou maiores profundidade, devido a maior absorção da radiação eletromagnética na água nas bandas espectrais do azul (400 nm a 500 nm) e infravermelho (700 nm a 900 nm). Desse modo, as geotecnologias aplicadas neste estudo, evidenciaram diversas possiblidades para interpretação da informação espectral da água.

Submitted by Franciele Moreira (francielemoreyra@gmail.com) on 2018-09-24T14:05:33Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ana Karoline Ferreirados Santos - 2018.pdf: 13498793 bytes, checksum: 7d65eb53a37966540fdeaf20e235927d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2018-09-24T15:15:23Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ana Karoline Ferreirados Santos - 2018.pdf: 13498793 bytes, checksum: 7d65eb53a37966540fdeaf20e235927d (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-24T15:15:23Z (GMT). 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To obtain the data, four field campaigns were carried out on February 10, 2016 and January 28, 2017 (higher precipitation) and 04 / August 4, 2016 and July 7, 2017 (lower precipitation). The spectral data were obtained using a portable spectroradiometer, FieldSpec® Hand Held model in spectral bands of 400 nm to 900 nm. The analysis of chlorophyll "a" followed the proposal of Mackinney (1941), suspended solid data followed Wetzel and Likens (1991; 2000) and APHA (1998; 2005) and the water transparency was according to Esteves (1998) and Peixoto et al. (2015). The analysis of the main information of the water bi-directional reflectance spectra occurred with the application of techniques: continuous removal, 1st and 2nd derivative, cluster analysis, surface reflectance extraction from the Landsat 8-OLI satellite image. Based on the results, there were several factors of performance in the spectral behavior of waters in Barra dos Coqueiros HPP reservoir, such as the climatic seasonality (rainy and dry periods) and the types of land use and occupation, due to the different agricultural production. These aspects favor higher values of suspended solids and chlorophyll a and lower water transparency in fields work of February/2016 and January 2017, resulting in higher reflectance in green (500 nm to 600 nm ) and red (600 nm at 700 nm) spectral ranges. In the field studies conducted in August/2016 and July/2017, reflectance influenced by suspended solids and chlorophyll a was low and the water transparency showed higher depth due to the higher levels of absorption of electromagnetic radiation in the water in the spectral bands of blue (400 nm to 500 nm) and infrared (700 nm to 900 nm). Thus, the geotechnologies applied in this study evidenced several possibilities for interpretation of water spectral information. / A energia solar que chega à superfície da Terra representa um fenômeno essencial para a manutenção da vida e o conhecimento de sua dinâmica contribui para a compreensão de processos complexos, como o comportamento espectral da água. Dentre as principais propriedades que interagem com radiação eletromagnética encontram-se a clorofila-a os sólidos em suspensão. Nessa perspectiva, o presente estudo tem por objetivo analisar em 40 pontos de coleta de dados, a influência dos Componentes Opticamentes Ativos no comportamento espectral das águas, do reservatório da Usina hidrelétrica Barra dos Coqueiros (GO). Para obtenção dos dados, foram realizadas quatro campanhas de campo, as quais ocorreram em 10/fevereiro/2016 e 28/janeiro/2017 (maiores precipitações) e 04/agosto/2016 e 07/julho/2017 (menores precipitação). Os dados espectrais, foram obtidos por meio de espectrorradiômetro portátil, modelo FieldSpec® Hand Held. A análise de clorofila-aseguiu a proposta de Mackinney (1941), os dados de sólidos em suspensão a metodologia de Wetzel e Likens (1991; 2000) e APHA (1998; 2005) e a transparência da água realizada conforme Esteves (1998) e Peixoto et al. (2015). O diagnóstico das principais informações dos espectros de reflectância da água ocorreu com aplicação de técnicas: remoção do contínuo, derivada, análise cluster, extração da reflectância de superfície da imagem do satélite Landsat 8-OLI. Com base nos resultados, verificou-se diversos fatores de atuação no comportamento espectral das águas do reservatório da UHE Barra dos Coqueiros (GO), como a sazonalidade climática (período chuvoso e seco) e as formas do uso e ocupação da terra, distintas pelas produções agrícolas, aspectos esses, que favorecem nos campos de fevereiro/2016 e janeiro/2017, valores mais elevados de sólidos em suspensão e clorofila-a menores transparência da água, resultando em maiores reflectância nas faixas espectrais do verde (500 nm a 600 nm) e vermelho (600 nm a 700 nm). Nos campos realizados em agosto/2016 e julho/2017, os níveis da reflectância influenciados por sólidos em suspensão e clorofila-asão baixas e as transparências da água apresentou maiores profundidade, devido a maior absorção da radiação eletromagnética na água nas bandas espectrais do azul (400 nm a 500 nm) e infravermelho (700 nm a 900 nm). Desse modo, as geotecnologias aplicadas neste estudo, evidenciaram diversas possiblidades para interpretação da informação espectral da água.

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