Uso do sensoriamento remoto para monitoramento da concentração de clorofila a em açudes do semiárido

Abstract

Apesar da dependência dos açudes para o abastecimento público no Semiárido brasileiro, muitos deles estão eutrofizados e apresentam florações de cianobactérias. O monitoramento limnológico convencional nessa região, e no país como um todo, não tem a frequência e a abrangência necessárias. Nesse cenário, o uso do sensoriamento remoto surge como opção para suprir as lacunas espaciais e temporais do monitoramento. Em vista disso, o objetivo deste trabalho foi propor modelos matemáticos para predição da concentração de clorofila a (Chla) em açudes do Semiárido a partir de dados de sensoriamento remoto, a saber: dados de radiometria e de imagens MERIS/OLCI e MODIS (de 1 km e de 500 m de resolução). Adicionalmente, pretendeu-se testar a aplicação dos modelos voltados a imagens MODIS de 500 m para geração de uma série temporal de Chla estimada. Coletaram-se dados de radiometria e Chla em pontos amostrais situados em seis açudes, durante cinco campanhas realizadas entre 2008 e 2012. Dentre numerosos modelos analisados, 14 foram selecionados, sendo cinco para imagens MODIS de 500 m de resolução (bandas 1, 3 e 4 desse sensor); dois para imagens MODIS de 1 km (bandas 13, 14 e 15); dois para imagens MERIS (bandas 7, 8, 9 e 10); e cinco para aplicação a dados de radiometria. Os modelos tiveram calibração bem sucedida e devem ser validados em estudos futuros. Um dos modelos para imagens MODIS 500 m foi validado e aplicado com sucesso à geração de uma série de Chla estimada no açude Eng.º Armando Ribeiro Gonçalves, abrangendo o período de julho de 2003 a janeiro de 2012. Esse modelo apresentou potencial para a análise de tendências na variação temporal da Chla e identificação de açudes em condições eutróficas. A abordagem adotada pode servir de base para um sistema automatizado de monitoramento da Chla em reservatórios. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT

Reservoirs in the Brazilian semiarid region are crucial for water supply, but many undergo cultural eutrophication and present cyanobacteria blooms. The conventional limnological monitoring in those water bodies lacks the necessary spatiotemporal coverage. In this scenario, remote sensing becomes a relevant option for complementing the conventional monitoring. This work aimed to select models for predicting chlorophyll a concentration (Chla) in Brazilian semiarid reservoirs from remote sensing data, namely data from field radiometry and from MERIS and MODIS (500 m and 1 km spatial resolution) imagery. It was also aimed to apply the selected MODIS 500 m models to the generation of a time series of estimated Chla. We collected radiometry and Chla data in six reservoirs, in five field campaigns which took place from 2008 to 2012. Fourteen models were selected: five for MODIS 500 m (bands 1, 3 and 4); two for MODIS 1 km (bands 13, 14 e 15); two for MERIS (bands 7, 8, 9 e 10); and five for radiometry data. The models were successfully calibrated and must be validated in future works. One of the MODIS 500 m models was validated and used for generating a time series of estimated Chla in Eng. Armando Ribeiro Gonçalves reservoir, covering the Jul/2003 – Jan/2012 period. The model has good potential for temporal trends analyses and for identifying reservoirs under eutrophic condition. The adopted approach in the time series generation may be the basis for an automated Chla monitoring system.