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Avaliação da eficiência de modelos de estimativa de clorofila-a por sensoriamento remoto em reservatórios do semiárido brasileiro

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dc.creator.ID COSTA, L. D. A. pt_BR
dc.creator.Lattes http://lattes.cnpq.br/7986419824055460 pt_BR
dc.contributor.advisor1 CUNHA, John Elton de Brito Leite.
dc.contributor.advisor1ID CUNHA, J. E. B. L. pt_BR
dc.contributor.advisor1Lattes http://lattes.cnpq.br/7756258383405207 pt_BR
dc.contributor.referee1 RUFINO , Iana Alexandra Alves.
dc.contributor.referee2 MOLOZZI, Joseline.
dc.description.resumo A estimativa da qualidade da água dos reservatórios do Semiárido Brasileiro (SAB), por sensoriamento remoto utilizando satélite, representa uma importante ferramenta de monitoramento, auxiliando a gestão de recursos hídricos nesses ambientes. Um parâmetro comumente estimado por satélite é a Clorofila-a (Cla-a), o qual representa um indicador do processo de eutrofização dos corpos hídricos. Portanto, este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de 22 modelos espectrais disponíveis na literatura para estimativa de Cla-a, em 170 reservatórios do SAB. Para isso, utilizou-se dados de campo de Órgãos Públicos responsáveis pelo monitoramento desses mananciais. As imagens de satélite foram obtidas do Sentinel 2, nível 2A e 1C na plataforma do Google Earth Engine. Os dados Sentinel 2 3 2A contém correção atmosférica pelo algoritmo Sen2cor, já as imagens Sentinel 2 3 1C foram submetidas a correção pelo modelo SIAC (do inglês: Sensor Invariant Atmospheric Correction). Os conjuntos de dados foram analisados em tipologias de agrupamentos: por volumes dos mananciais; por concentrações de Cla-a de campo; e por reservatórios individualmente. Visando avaliar o desempenho dos modelos em diferentes cenários, foi empregado períodos temporais distintos nas análises (2015-2022 e 2019-2022). As correlações das imagens Sentinel 2 corrigidas pelo Sen2cor foram um pouco maiores, se comparadas com as imagens corrigidas pelo SIAC. Observou-se uma baixa eficiência dos modelos testados quando utilizado um número grande de reservatórios e a quantidade de correlações diminuiu à medida que o período temporal aumentou, possivelmente por estes possuírem dependência espaço-temporal por ambientes com características semelhantes aos locais onde foram gerados. Portanto, ainda persiste o desafio de adquirir um modelo eficaz para estimar Cla-a por satélite para todos os reservatórios do semiárido brasileiro, oferecendo suporte aos gestores de recursos hídricos locais. Contudo, recomenda-se a recalibração dos modelos para os reservatórios em que o R² apresentou bom desempenho, como alternativa para reduzir os erros avaliados pelo NMRSE e o NSE, e possibiliar a utilização com segurança desses modelos nesses corpos hídricos. pt_BR
dc.publisher.country Brasil pt_BR
dc.publisher.department Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN pt_BR
dc.publisher.program PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA CIVIL E AMBIENTAL pt_BR
dc.publisher.initials UFCG pt_BR
dc.subject.cnpq Engenharia Civil e Ambiental pt_BR
dc.title Avaliação da eficiência de modelos de estimativa de clorofila-a por sensoriamento remoto em reservatórios do semiárido brasileiro pt_BR
dc.date.issued 2024-02-29
dc.description.abstract Estimating the water quality of reservoirs in the Brazilian Semiarid Region (SAB) by remote sensing, using satellite, represents an important monitoring tool, assisting the management of water resources in these environments. Chlorophyll-a (Cla-a) is a parameter commonly estimated by satellite, serving as an indicator of eutrophication. Therefore, this study aimed to assess the performance of 22 spectral models available in the literature for Cla-a estimation in 170 SAB reservoirs. Field data from Public Agencies responsible for monitoring these water bodies were utilized. Satellite images were obtained from Sentinel 2, level 2A and 1C on the Google Earth Engine platform. The Sentinel 2 3 2A data included atmospheric correction by the Sen2cor algorithm, while Sentinel 2 3 1C images underwent correction using the SIAC model (Sensor Invariant Atmospheric Correction). Datasets were analyzed in typologies of groupings: by reservoir volumes, by field Cla-a concentrations, and individually by reservoirs. In order to evaluate the performance of the models in different scenarios, different time periods were used in the analyzes (2015-2022 and 2019-2022). Correlations of Sen2cor-corrected Sentinel 2 images were slightly higher compared to SIAC-corrected images. Model efficiency was low for a significant number of reservoirs, and the quantity of correlations decreased as the temporal period increased. It was concluded that there might be spatial and temporal dependence of the tested models on environments with characteristics similar to the locations where they were generated. Therefore, the challenge of acquiring an effective model to estimate Cla-a by satellite in all reservoirs in the Brazilian semi-arid region still remains, offering support to local water resource managers. However, it is recommended to recalibrate the models for the reservoirs in which the R² showed good performance, as an alternative to reduce the errors evaluated by the NMRSE and NSE, and to enable the safe use of these models in these water bodies. pt_BR
dc.identifier.uri http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/36701
dc.date.accessioned 2024-07-18T13:22:45Z
dc.date.available 2023-07-18
dc.date.available 2024-07-18T13:22:45Z
dc.type Dissertação pt_BR
dc.subject Google Earth Engine pt_BR
dc.subject Modelos espectrais pt_BR
dc.subject Qualidade de água pt_BR
dc.subject Monitoramento dos corpos hídricos pt_BR
dc.subject Google Earth Engine pt_BR
dc.subject Sentinel 2 pt_BR
dc.subject Spectral models pt_BR
dc.subject Water quality pt_BR
dc.subject Monitoring of water bodies pt_BR
dc.subject Sensoriamento remoto pt_BR
dc.rights Acesso Aberto pt_BR
dc.creator COSTA, Laisa Daiana Alcântara.
dc.publisher Universidade Federal de Campina Grande pt_BR
dc.language por pt_BR
dc.title.alternative Evaluation of the efficiency of chlorophyll-a estimation models by Remote sensing in reservoirs of the Brazilian semi-arid region pt_BR
dc.identifier.citation COSTA, Laisa Daiana Alcântara. Avaliação da eficiência de modelos de estimativa de clorofila-a por sensoriamento remoto em reservatórios do semiárido brasileiro. 2024 217 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2024. pt_BR


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