Análise da qualidade da água a partir de observações hiperespectrais

• Processo: 22/01107-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de junho de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2022
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências
• Pesquisador responsável: Cláudio Clemente Faria Barbosa
• Beneficiário: Thainara Munhoz Alexandre de Lima
• Supervisor: Claudia Giardino
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institute for Electromagnetic Sensing of the Environment, Milano (IREA-CNR), Itália
• Vinculado à bolsa: 21/02714-7 - Mapeamento de cianobactérias no reservatório de Promissão por algoritmos híbridos e imagens do sensor OLCI/Sentinel-3, BP.MS
• Assunto(s): Qualidade da água Águas continentais Sensoriamento remoto Imageamento hiperespectral Biogeoquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: águas continentais | Hiperespectral | qualidade da água | Sensoriamento Remoto | Sensoriamento Remoto

Resumo

Nas últimas décadas, com o crescente crescimento populacional e as mudanças climáticas, os processos biogeoquímicos em ambientes aquáticos têm sido afetados negativamente em termos de qualidade da água. Nesse contexto, o sensoriamento remoto surge como uma importante ferramenta no monitoramento desses ecossistemas, onde por meio de algoritmos bio-ópticos, informações sobre parâmetros de qualidade da água podem ser derivadas. Apesar de sua ampla utilização, as altas variações espaço-temporais nas propriedades ópticas dos sistemas aquáticos brasileiros trazem desafios ao uso do sensoriamento multiespectral. Os sistemas multiespectrais geralmente coletam dados em três a seis bandas espectrais em uma única observação da região do visível e do infravermelho próximo do espectro eletromagnético. Esse tipo de categorização espectral acaba mascarando as características específicas de absorção de muitos constituintes ópticos, limitando a aplicação de sensores multiespectrais. Ao longo da última década, os avanços na tecnologia de sensores têm superado essa limitação, com o desenvolvimento de tecnologias de sensores hiperespectrais, que permitem uma caracterização espectral quase contínua de alvos em todo o espectro. Com relação à aplicação de dados hiperespectrais em ambientes aquáticos, maior atenção deve ser dada devido ao baixo sinal radiométrico proveniente de corpos d'água. Isso faz com que esses ambientes exijam sensores que possuam características radiométricas precisas. Nesse contexto, a missão hiperespectral PRISMA, lançada em 2019, tem mostrado resultados promissores na estimativa de parâmetros de qualidade da água em corpos d'água continentais. Com resolução espectral de 237 bandas, o satélite permite uma melhor estimativa das características de absorção de componentes ópticos aquáticos, como o pigmento ficocianina, que tem um pico de absorção específico em 620nm. Para melhor avaliar a aplicabilidade da missão PRISMA em águas brasileiras, a pesquisa BEPE visa analisar a estimativa de parâmetros de qualidade da água a partir de imagens PRISMA, comparando com medições in situ e sensores multiespectrais. (AU)

Publicações científicas

(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)

DE LIMA, THAINARA MUNHOZ ALEXANDRE; GIARDINO, CLAUDIA; BRESCIANI, MARIANO; BARBOSA, CLAUDIO CLEMENTE FARIA; FABBRETTO, ALICE; PELLEGRINO, ANDREA; BEGLIOMINI, FELIPE NINCAO. Assessment of Estimated Phycocyanin and Chlorophyll-a Concentration from PRISMA and OLCI in Brazilian Inland Waters: A Comparison between Semi-Analytical and Machine Learning Algorithms. REMOTE SENSING, v. 15, n. 5, p. 21-pg., 2023-03-01. (22/01107-2, 20/14613-8)