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Inversão de modelo baseado na equação de transferência radiativa para estimar a concentração de clorofila-a em águas produtivas - reservatório de Barra Bonita, Rio Tietê, SP

Processo: 15/18525-8
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de julho de 2016
Vigência (Término): 06 de junho de 2017
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências
Pesquisador responsável:Enner Herenio de Alcântara
Beneficiário:Fernanda Sayuri Yoshino Watanabe
Instituição-sede: Faculdade de Ciências e Tecnologia (FCT). Universidade Estadual Paulista (UNESP). Campus de Presidente Prudente. Presidente Prudente , SP, Brasil
Assunto(s):Sensoriamento remoto

Resumo

Reservatórios são ecossistemas aquáticos artificiais que modificam a hidrodinâmica de rios. O aumento do tempo de retenção e consequente aumento do tempo de disponibilidade de nutrientes levam a eutrofização do ambiente e florações de algas (fitoplânctons). Algumas espécies de fitoplânctons podem produzir metabólitos tóxicos para os animais e seres humanos. Neste sentido, o monitoramento de corpos d'água em termos da concentração de fitoplânctons tem importância ambiental e sanitária para o gerenciamento de recursos hídricos. Os reservatórios apresentam áreas extensas que dificultam o monitoramento da qualidade da água por meio de métodos tradicionais como coleta de amostras pontais de água para análise. Assim, o uso de dados de sensoriamento remoto é um aliado para avaliar a qualidade da água em termos de constituintes que sejam opticamente ativos, ou seja, que interagem a com radiação eletromagnética. O sensoriamento remoto da cor da água tem como objetivo justamente recuperar a concentração de constituintes opticamente ativos que alterem as propriedades ópticas inerentes da água, responsáveis pela variação da coloração da água. Diversos modelos têm sido desenvolvidos para estimar os constituintes opticamente ativos partir de dados de sensoriamento remoto. Esses modelos têm sido utilizados de abordagens empíricas, semi-analíticas e quase-analíticas. Os modelos empíricos envolvem ajustes estatísticos e não apresentam uma fundamentação física. Já os modelos semi-analíticos se baseiam em soluções para a equação de transferência radiativa. Os algoritmos quase-analíticos derivam as propriedades ópticas inerentes a partir de medidas da reflectância de sensoriamento remoto. Neste sentido, o objetivo do projeto proposto é parametrizar e calibrar modelos baseados na equação de transferência radiativa para estimar a concentração de clorofila-a em um reservatório tropical altamente produtivo. O trabalho será conduzido no reservatório de Barra Bonita, localizado no médio do curso do Rio Tietê, Estado de São Paulo. O reservatório de Barra Bonita é classificado como eutrófico e apresenta florações de cianobactérias. O Rio Tietê é um dos principais rios do Estado de São Paulo e apresenta grande importância ambiental e econômica. Entretanto, seu potencial para uso humano é limitado devido má qualidade de suas águas em determinadas regiões. A partir do trabalho proposto, é esperado obter modelos adequados para estimação da concentração de clorofila-a. Além disso, espera-se que o estudo contribua para o uso de tecnologias que estimem a qualidade da água e auxilie no gerenciamento de recursos hídricos.

Publicações científicas (9)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
BERNARDO, NARIANE; DO CARMO, ALISSON; PARK, EDWARD; ALCANTARA, ENNER. Retrieval of Suspended Particulate Matter in Inland Waters with Widely Differing Optical Properties Using a Semi-Analytical Scheme. REMOTE SENSING, v. 11, n. 19 OCT 2019. Citações Web of Science: 0.
WATANABE, FERNANDA; ALCANTARA, ENNER; BERNARDO, NARIANE; DE ANDRADE, CAROLINE; GOMES, ANA CAROLINA; DO CARMO, ALISSON; RODRIGUES, THANAN; ROTTA, LUIZ HENRIQUE. Mapping the chlorophyll-a horizontal gradient in a cascading reservoirs system using MSI Sentinel-2A images. Advances in Space Research, v. 64, n. 3, p. 581-590, AUG 1 2019. Citações Web of Science: 0.
WATANABE, FERNANDA; ALCANTARA, ENNER; RODRIGUES, THANAN; ROTTA, LUIZ; BERNARDO, NARIANE; IMAI, NILTON. Remote sensing of the chlorophyll-a based on OLI/Landsat-8 and MSI/Sentinel-2A (Barra Bonita reservoir, Brazil). Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 90, n. 2, 1, p. 1987-2000, AUG 2018. Citações Web of Science: 4.
YOSHINO WATANABE, FERNANDA SAYURI; ALCANTARA, ENNER; STECH, JOSE LUIZ. High performance of chlorophyll-a prediction algorithms based on simulated OLCI Sentinel-3A bands in cyanobacteria-dominated inland waters. Advances in Space Research, v. 62, n. 2, p. 265-273, JUL 15 2018. Citações Web of Science: 0.
WATANABE, FERNANDA; RODRIGUES, THANAN; DO CARMO, ALISSON; ALCANTARA, ENNER; SHIMABUKURO, MILTON; IMAI, NILTON; BERNARDO, NARIANE; ROTTA, LUIZ HENRIQUE. Assessment of Scattering Error Correction Techniques for AC-S Meter in a Tropical Eutrophic Reservoir. REMOTE SENSING, v. 10, n. 5 MAY 2018. Citações Web of Science: 0.
WATANABE, FERNANDA; ALCANTARA, ENNER; IMAI, NILTON; RODRIGUES, THANAN; BERNARDO, NARIANE. Estimation of Chlorophyll-a Concentration from Optimizing a Semi-Analytical Algorithm in Productive Inland Waters. REMOTE SENSING, v. 10, n. 2 FEB 2018. Citações Web of Science: 9.
RODRIGUES, THANAN; MISHRA, DEEPAK R.; ALCANTARA, ENNER; WATANABE, FERNANDA; ROTTA, LUIZ; IMAI, NILTON NOBUHIRO. Retrieving Total Suspended Matter in Tropical Reservoirs Within a Cascade System With Widely Differing Optical Properties. IEEE JOURNAL OF SELECTED TOPICS IN APPLIED EARTH OBSERVATIONS AND REMOTE SENSING, v. 10, n. 12, 2, p. 5495-5512, DEC 2017. Citações Web of Science: 0.
FERNANDA SAYURI YOSHINO WATANABE; ENNER HERENIO DE ALCÂNTARA; THANAN WALESZA PEQUENO RODRIGUES; NARIANE MARSELHE RIBEIRO BERNARDO; LUIZ HENRIQUE DA SILVA ROTTA; NILTON NOBUHIRO IMAI. Phytoplankton community dynamic detection from the chlorophyll-specific absorption coefficient in productive inland waters. Acta Limnol. Bras., v. 29, p. -, 2017.
WATANABE, FERNANDA; MISHRA, DEEPAK R.; ASTUTI, IKE; RODRIGUES, THANAN; ALCANTARA, ENNER; IMAI, NILTON N.; BARBOSA, CLAUDIO. Parametrization and calibration of a quasi-analytical algorithm for tropical eutrophic waters. ISPRS JOURNAL OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING, v. 121, p. 28-47, NOV 2016. Citações Web of Science: 21.

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