Sensoriamento Remoto no Estudo da Água

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1 Sensoriamento Remoto no Estudo da Água Autores do seminário: Amanda Leone Amanda Pereira Beatriz Stadler Maria Julia Battaglini Metodologia para Monitoramento da Qualidade da Água de Reservatórios utilizando Sensoriamento Remoto Marcos Augusto Macedo Araújo Vilela Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

2 1. Introdução O funcionamento de cidades, pólos industriais e agricultura são dependentes do uso de água continental, sendo a manutenção da qualidade deste recurso imprescindível. A exploração da água seja para fins de consumo humano, irrigação ou geração de energia, podem provocar desequilíbrios nos corpos hídricos. O monitoramento da qualidade da água é importante para se conhecer pontos problemáticos e o comportamento da dinâmica de um ambiente aquático. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

3 Nesse aspecto, trabalhos de campo são essenciais para coletar e analisar amostras de água visando à identificação dos agentes poluidores e à quantificação dos seus impactos. No entanto, estes trabalhos são dispendiosos e com elevado custo financeiro. É neste contexto que o sensoriamento remoto se consolida como uma alternativa para se fazer uma estimativa da qualidade da água dos rios, lagos e oceanos. O potencial do sensoriamento remoto é destacado principalmente no direcionamento de trabalhos de campo, proporcionando um monitoramente constante e de baixo custo.

4 2. Objetivos Desenvolver um modelo de monitoramento de qualidade da água através da utilização de sensoriamento remoto, que possa ser aplicado em reservatórios e outros ambientes aquáticos. Verificar quais parâmetros de qualidade da água, que foram medidos em campos, podem ser identificados através de imagens de satélite. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

5 3. Metodologia 3.1 Área De Estudo A área de estudo é o reservatório da usina hidrelétrica de São Simão, localizada no rio Paranaíba, na bacia hidrográfica do rio Paraná. Concentra 60% da capacidade hidrelétrica instalado no Brasil. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

6 3.2 Métodos Coleta de dados a partir da literatura Foram demarcadas 16 estações de coletas, chamadas de estações lóticas, englobando os principais tributários do reservatório. Além de 9 estações de coleta cobrindo a área do lago, denominadas estações lênticas. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

7 Os pontos foram georrefenciados com o GPS nas coordenadas UTM, SAD 69, ZONA 22S e, em cada ponto foram examinadas treze variáveis físico-quimicas : Condutividade Elétrica; Oxigenio Dissolvido; Transparência da água; Temperatura da água; ph; Turbidez; Matéria em suspenção; Fósforo total; Fósforo solúvel; Amônia; Nitrito; Nitrato. Também foram avaliadas 3 variáveis biológicas: Clorofila-a; Fitoplâncton e Cianobactérias.

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9 3.2 Métodos Estes dados foram relacionados com dados obtidos do sensoriamento remoto obtido nas imagens dos satélites Land-Sat 5 e Land-Sat 7. As variáveis que foram relacionadas para realizar a correlação com os dados obtidos nas imagens foram: Clorofila; Turbidez e Transparência da água. Essas variáveis foram utilizadas por apresentarem alterações na coloração da água, podendo ser identificáveis em Sensoriamento Remoto. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

10 Processamento digital das imagens As imagens foram adquiridas por banda espectral, sendo 7 bandas por imagem, podendo ser combinadas ou analisadas individualmente. As bandas utilizadas do satélite foram a 1, 2 e 3 pois nestas faixas espectrais, a água apresenta as maiores taxas de reflexão. - Banda 1 corresponde à faixa espectral da cor azul com comprimento de onda que vai de 0,45 a 0,52 µm. - Banda 2 corresponde a cor verde, que vai de 0,52 a 0,60 µm - Banda 3 corresponde a cor vermelha e seu comprimento de onda é de 0,63 a 0,69 µm. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

11 A partir disso, fez-se então o georreferenciamento a fim de melhorar a visualização dos alvos, pois as imagens produzidas por sensores remotos apresentam distorções geométricas. Estes erros resultam de causas como a rotação e curvatura da Terra, variação de amplitude, posição e velocidade da plataforma, entre outros. O georrefenciamento que é feito ajustando uma imagem a um mapa ou outra imagem que possui sistema de coordenadas de referência. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

12 Após os processos de georrefenciamento das imagens, iniciou-se a determinação da região de interesse que, nesse caso, foi a área do reservatório. Na etapa seguinte, foram retirados das imagens o valor de nível de cinza de cada pixel. Neste estudo cada pixel possui uma área de 30X30m. Foram extraídos valores de nível de cinza em 9 pixel e achada a média aritmética entre eles obtendo um único valor que foi usado na correlação com os parâmetros de qualidade da água. Os valores extraídos foram relacionados com os valores coletados em campo (clorofila, turbidez e transparência) e assim criado o método de interpretação de imagens para monitoramento de reservatórios. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

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17 4. Resultados e Discussão Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

18 Para o parâmetro de qualidade foi escolhida uma banda espectral: Foi desenvolvida uma escala de absorção de radiação eletromagnética em níveis de cinza, que representa um significado diferente para cada banda analisada.

19 Transparência da água Band 1 Em campo, medida pelo disco desecchi. Medida em metros que corresponde à profundidade de visualização do disco de Secchi imerso na água. - setores com baixa transparência: Grande concentração de sedimentos suspenso. Tambem pode indicar, possível presença de substâncias dissolvidas que conferem cor à água, (matéria orgânica). -Elevada transparência: Pouco sedimento suspenso/pouca matéria orgânica dissolvida.

20 Abril de 2002: C-02: 3,9m C-06:1,0 m Grande variação Julho 2002: Mais uniforme Janeiro 2003: Estação chuvosa. Concentração elevada de matéria em suspensão. Janeiro 2004: Chuvas frequentes. Transparência menores.

21 Clorofila Band 2 Indicador da presença de biomassa algal em ambientes aquáticos. Band 2, faixa espectral da cor verde. Coletas (abril e julho de 2002 e janeiro 2003) não houve variação de concentração de clorofila. Baixas concentrações.

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24 Turbidez Band 3 A turbidez é um parâmetro que indica se há presença de sedimentos, sólidos e outras substancias em suspensão na agua, alterando o aspecto visual da água. A banda 3 (faixa espectral vermelha) é a mais indicada para reconhecer medidas de turbidez.

25 2003: ponto mais alto (C-09) com 145 UT; ponto mais baixo C-02 com 7,17 UT 2004: ponto mais alto com 94,9 UT(C-08) localizado na Foz do Rio dos Bois- Go

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27 Escala de absorção de REM para banda 3

28 Julho Janeiro

29 5. Conclusões Através das análises espaciais é possível identificar os causadores de impactos e os locais propícios para ocorrerem futuros danos ambientais. Em relação ao Reservatório de São Simão, identificou-se os locais mais críticos com relação à entrada de sedimentos e presença algal, confirmando o que já havia sido constatado na pesquisa de campo. Trata-se de um procedimento de estimativas de parâmetro, e não de valores exatos. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

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31 6. Referências Bibliográficas VILELA A. M. A MARCOS. Metodologia para monitoramentos da qualidade da água de reservatórios utilizando sensoriamento remoto. Universidade Federal de Uberlândia Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço

32 Considerações do Grupo sobre a importância do trabalho Visto que o conteúdo do artigo abordado apresenta a teoria aplicada em aulas teóricas e laboratoriais, o trabalho foi de suma importância para a fixação e melhor entendimento do conteúdo, além de possibilitar o aprendizado sobre uma aplicação do uso do sensoriamento remoto e sua importância para estudos ambientais. Disciplina: Sensoriamento Remoto Prof. Roberto Wagner Lourenço