Vera Lucia Nasser
Título
Estudo da Qualidade de água na Baía de Guanabara Utilizando Técnicas de Sensoriamento Remoto e Análise Geoestatística
Resumo
A compreensão da variabilidade espacial e temporal de parâmetros de qualidade de água em corpos hídricos constitui um permanente desafio dos cientistas nessa área de pesquisa. O sensoriamento remoto permite a aquisição de um conjunto significativo de informações com potencial de aplicação em estudos de qualidade de água. O presente trabalho objetiva avaliar a distribuição espacial de parâmetros de qualidade de água através de imagens de satélite. A metodologia consistiu de estudos de variabilidade espacial de parâmetros de qualidade de água e das imagens de satélite e suas inter-relações, incluindo um referencial geoestatístico. Utilizou-se duas imagens Landsat5-TM, adquiridas concomitantemente com duas campanhas de coleta de parâmetros de qualidade de água do sistema estuarino da baía de Guanabara. Uma das campanhas de estudo foi simultânea com a data de passagem do satélite e a outra com uma defasagem entre cinco e sete dias. Inicialmente, foi realizada uma análise de correlação dos tons de cinza da imagem com os parâmetros observados. Posteriormente, foram avaliadas as variações espaciais dos parâmetros de qualidade de água e da imagem, destacando uma abordagem geoestatística através da construção de variogramas e covariogramas. Finalmente, foi feita a modelagem da estrutura de correlação espacial presente nos dados, com a utilização do método de krigagem bayesiana. A título de ilustração, optouse pelos parâmetros sólidos em suspensão, temperatura e salinidade para a análise de krigagem. Os resultados mostram a importância da consideração da correlação espacial na estimativa de dados de qualidade de água e a possibilidade de integração entre os dados pontuais observados e a base de dados espaciais gerada pelas imagens de satélite.
Abstract
The understanding of the spatial and temporal variability of water quality parameters in hydric bodies rises a permanent challenge for scientists working in this research area. Remote sensing allows the acquisition of a significative set of informations with potential application in water quality studies. The present work intends to evaluate the spatial distribution of water quality parameters through satellite imagery. The methodology provided spatial variability assessments of the water quality parameters and satellite images and their relationship, including a geostatistical framework. Two Landsat5-TM images were acquired jointly with two field campaigns for collecting water quality parameters carried out in the estuary system of Guanabara bay. One of the field campaigns was simultaneous to the overpass of the satellite and the other one was delayed between five and seven days when compared to the satellite overpass. Initially, a correlation analysis was performed between gray level tones of the image and ground observed parameters. Following, the spatial variability of the water quality parameters and images was evaluated, with special emphasis to the geostatistical approach through the contruction of variograms and covariograms. Finally, modeling of the data spatial correlation structure was conducted using the bayesian kriging method. As an example, the suspension solid measurements, temperature and salinity parameters were used for the kriging analysis. The results show the importance of considering the spatial correlation for estimating water quality parameters and the possibility of integrating water quality gauge data with the spatial database produced by satellite imagery.
