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 RemotoMarcos Augusto Macedo Araújo Vilela

Disciplina: Sensoriamento RemotoProf. Roberto Wagner Lourenço

1. Introdução

Disciplina: Sensoriamento RemotoProf. Roberto Wagner Lourenço

O funcionamento de cidades, pólos industriaise agricultura são dependentes do uso de águacontinental, sendo a manutenção da qualidade desterecurso imprescindível. A exploração da água seja parafins de consumo humano, irrigação ou geração deenergia, podem provocar desequilíbrios nos corposhídricos.

O monitoramento da qualidade da água éimportante para se conhecer pontos problemáticos eo comportamento da dinâmica de um ambienteaquático.

Nesse aspecto, trabalhos de campo são essenciais paracoletar e analisar amostras de água visando à identificação dosagentes poluidores e à quantificação dos seus impactos. Noentanto, estes trabalhos são dispendiosos e com elevado custofinanceiro.

É neste contexto que o sensoriamento remoto seconsolida como uma alternativa para se fazer uma estimativada qualidade da água dos rios, lagos e oceanos. O potencial dosensoriamento remoto é destacado principalmente nodirecionamento de trabalhos de campo, proporcionando ummonitoramente constante e de baixo custo.

2. Objetivos

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• Desenvolver um modelo de monitoramento de qualidadeda água através da utilização de sensoriamento remoto,que possa ser aplicado em reservatórios e outrosambientes aquáticos.

• Verificar quais parâmetros de qualidade da água, queforam medidos em campos, podem ser identificadosatravés de imagens de satélite.

3. Metodologia

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3.1 Área De Estudo

A área de estudo é o reservatório da usina hidrelétrica de SãoSimão, localizada no rio Paranaíba, na bacia hidrográfica do rioParaná. Concentra 60% da capacidade hidrelétrica instalado noBrasil.

3.2 Métodos

• Coleta de dados a partir da literaturaForam demarcadas 16 estações de coletas, chamadas de estaçõeslóticas, englobando os principais tributários do reservatório.Além de 9 estações de coleta cobrindo a área do lago,denominadas estações lênticas.

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Os pontos foram georrefenciados com o GPS nas coordenadasUTM, SAD 69, ZONA 22S e, em cada ponto foram examinadastreze variáveis físico-quimicas :

Condutividade Elétrica; Oxigenio Dissolvido; Transparência daágua; Temperatura da água; pH; Turbidez; Matéria emsuspenção; Fósforo total; Fósforo solúvel; Amônia; Nitrito;Nitrato. Também foram avaliadas 3 variáveis biológicas:Clorofila-a; Fitoplâncton e Cianobactérias.

Estes dados foram relacionados com dados obtidos dosensoriamento remoto obtido nas imagens dos satélites Land-Sat5 e Land-Sat 7.As variáveis que foram relacionadas para realizar a correlação comos dados obtidos nas imagens foram:Clorofila; Turbidez e Transparência da água.Essas variáveis foram utilizadas por apresentarem alterações nacoloração da água, podendo ser identificáveis em SensoriamentoRemoto.

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3.2 Métodos

• Processamento digital das imagens

As imagens foram adquiridas por banda espectral, sendo 7 bandaspor imagem, podendo ser combinadas ou analisadasindividualmente.As bandas utilizadas do satélite foram a 1, 2 e 3 pois nestas faixasespectrais, a água apresenta as maiores taxas de reflexão.

- Banda 1 corresponde à faixa espectral da cor azul comcomprimento 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.

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A partir disso, fez-se então o georreferenciamento a fim demelhorar a visualização dos alvos, pois as imagens produzidas porsensores remotos apresentam distorções geométricas.

Estes erros resultam de causas como a rotação e curvatura daTerra, variação de amplitude, posição e velocidade da plataforma,entre outros.

O georrefenciamento que é feito ajustando uma imagem a ummapa ou outra imagem que possui sistema de coordenadas dereferência.

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Após os processos de georrefenciamento das imagens, iniciou-se adeterminação da região de interesse que, nesse caso, foi a área doreservatório.Na etapa seguinte, foram retirados das imagens o valor de nível decinza de cada pixel.Neste estudo cada pixel possui uma área de 30X30m.Foram extraídos valores de nível de cinza em 9 pixel e achada amédia aritmética entre eles obtendo um único valor que foi usadona correlação com os parâmetros de qualidade da água.

Os valores extraídos foram relacionados com os valores coletadosem campo (clorofila, turbidez e transparência) e assim criado ométodo de interpretação de imagens para monitoramento dereservatórios.

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4. Resultados e Discussão

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Para o parâmetro de qualidade foi escolhida uma banda espectral:

Foi desenvolvida uma escala de absorção de radiação eletromagnéticaem níveis de cinza, que representa um significado diferente para cadabanda analisada.

Transparência da águaBand 1

• Em campo, medida pelo disco de Secchi.• 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 desubstâncias dissolvidas que conferem cor à água, (matéria orgânica).

• -Elevada transparência: Pouco sedimento suspenso/pouca matériaorgânica dissolvida.

Abril de 2002:C-02: 3,9mC-06:1,0 mGrande variação

Julho 2002:Mais uniforme

Janeiro 2003:Estação chuvosa.Concentração elevada de matéria em suspensão.

Janeiro 2004:Chuvas frequentes.Transparência menores.

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.

A turbidez é um parâmetro que indica se há presença desedimentos, sólidos e outras substancias em suspensão naagua, alterando o aspecto visual da água.

A banda 3 (faixa espectral vermelha) é a mais indicada parareconhecer medidas de turbidez.

Turbidez Band 3

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

Escala de absorção de REM para banda 3

Janeiro - 2009

Julho - 2009

Através das análises espaciais é possível identificar oscausadores de impactos e os locais propícios para ocorreremfuturos danos ambientais.

Em relação ao Reservatório de São Simão, identificou-se oslocais mais críticos com relação à entrada de sedimentos epresença algal, confirmando o que já havia sido constatado napesquisa de campo.

Trata-se de um procedimento de estimativas de parâmetro, enão de valores exatos.

5. Conclusões

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VILELA A. M. A MARCOS. Metodologia para monitoramentos da qualidade

da água de reservatórios utilizando sensoriamento remoto. Universidade Federal

de Uberlândia. 2010.

6. Referências Bibliográficas

Disciplina: Sensoriamento RemotoProf. Roberto Wagner Lourenço

Considerações do Grupo sobre a importância do trabalho

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Visto que o conteúdo do artigo abordado apresenta a teoriaaplicada em aulas teóricas e laboratoriais, o trabalho foi desuma importância para a fixação e melhor entendimento doconteúdo, além de possibilitar o aprendizado sobre umaaplicação do uso do sensoriamento remoto e suaimportância para estudos ambientais.