O monitoramento de sistemas aquáticos, através do sensoriamento remoto, vem crescendo conforme os anos, pois além de imagens de satélites orbitais, recentemente, a utilização de VANTs (Veículo Aéreo Não Tripulado) amplia a capacidade de monitoramento de ambientes aquáticos devido ao aumento das resoluções espaço-temporais, permitindo, por exemplo, o monitoramento de proliferação de algas em um determinado reservatório, como também a carga de sólidos e suspensão.

Este artigo apresenta os principais conceitos sobre o uso de sensoriamento remoto, especificamente com suporte de VANTs, na estimativa de parâmetros de qualidade da água.  Confira aqui.

O laboratório GEOTEC Hídrica tem o prazer de apresentar um tutorial completo e didático focado nas coleções de imagens Sentinel-2, para instruir sobre correções atmosféricas, classificação por NDCI e metodologia de upload de imagens para o aplicativo AlgaeMap.

Confira o documento completo: Baixe aqui.

No dia 26 de maio de 2022, a candidata ao título de mestra em recursos hídricos, Janice Ferreira da Silva, defendeu com sucesso a sua dissertação intitulada como Uso de veículo aéreo não tripulado (Vant) na estimativa da turbidez das águas do Canal São Gonçalo, Pelotas – RS, Brasil.

A dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, do Centro de Desenvolvimento Tecnológico da Universidade Federal de Pelotas, é requisito parcial à obtenção do título de Mestre em Recursos Hídricos.

Resumo:

“ A água é um elemento integrador e fundamental para o desenvolvimento humano. Para assegurar a disponibilidade hídrica com qualidade adequada para os distintos usos, são necessários instrumentos de gestão e controle eficazes e alinhados com a velocidade de resposta que o mundo moderno impõe. As técnicas convencionais de amostragem para monitoramento de recursos hídricos possuem limitações espaciais e temporais e neste sentido o sensoriamento remoto apoiado com uso de veículos aéreos não tripulados (Vants) se insere como uma das ferramentas capazes de agregar velocidade e amplitude de áreas de monitoramento. O objetivo deste estudo foi estimar a turbidez da água por meio de valores de reflectâncias obtidos a partir da calibração de ortomosaicos produzidos por Vants no espectro visível (RGB).

A metodologia desenvolvida neste estudo compreendeu atividades de campo com amostragem de turbidez, captura de imagens aéreas por Vants e aquisição de imagens satelitais do Sentinel 2. As amostragens de turbidez, in situ, foram realizadas utilizando uma sonda multiparamétrica e a captura de imagens aéreas foi através de sensor de imagem RGB embarcado em drone Phantom 4 (DJI) em sincronia com a passagem do sensor MSI (Sentinel 2). Para calibração espectral foram utilizadas placas de referência com reflectância conhecida. A relação entre as variáveis investigadas permitiu identificar 7 principais fatores que afetaram os resultados alcançados, além de diversas recomendações para aplicação em pesquisas envolvendo estudos similares em pequenos ecossistemas aquáticos. ”

Relatório Guarapiranga (2015 -2021).pdf

Relatório Billings (2015 -2021).pdf

O aluno do curso de Engenharia Hídrica e  bolsista AF-UFPel, Edgar Ramalho Santos, defendeu o seu TCC sobre o Monitoramento da qualidade da água da Lagoa Mirim utilizando imagens de satélite para detecção do NDCI e estimativa de clorofila-a.

“As florações de fitoplâncton são ocorrências naturais que podem ser influenciadas pela ação antrópica. Esses eventos podem trazer dificuldades para manutenção da saúde pública, pois aumentam o nível de toxicidade em corpos hídricos, gerando também danos econômicos aos órgãos gestores de saneamento.

Portanto, para analisar a condição da água e propor novas ferramentas de análise, foram levantados dados referentes ao monitoramento da qualidade das águas superficiais da Lagoa Mirim e Canal São Gonçalo, da Agência de Desenvolvimento da Bacia da Lagoa Mirim (ALM), no período de 2018 a 2020, totalizando 8 pontos de amostragem (1 no canal e 7 na lagoa).

As variáveis examinadas foram clorofila-a, nutrientes e variáveis complementares, onde o fósforo se destaca atingindo índices consideravelmente acima dos padrões normativos. O Índice de Estado Trófico e o Índice de Qualidade da Água foram quantificados e avaliados, resultando na predominância de um grau de trofia intermediário a elevado e em uma classificação minimamente “regular” para a qualidade da água. No Brasil, as florações que alteram a trofia da água ainda não possuem um sistema de monitoramento espaço- temporal que permita entendê-las quanto ao seu desdobramento em meio aquático, no sentindo de antecipar a necessidade de tratamento e direcionar os esforços para redução de ocorrências. O fitoplâncton, caracterizado espectralmente no meio aquático pela presença de clorofila-a, necessita de condições favoráveis para o seu desenvolvimento.

Desta forma, o presente trabalho foi dedicado à busca por consolidar uma ferramenta de monitoramento das florações de fitoplâncton, identificando a presença de clorofila-a por meio do Índice de diferença normalizada da clorofila (NDCI) em meio aquático. Tal busca atrela o sensoriamento remoto e a computação em nuvem, na tentativa de cruzar dados históricos de qualidade da água na Lagoa Mirim com dados de satélite, a fim de gerar um algoritmo capaz de representar as condições das águas da lagoa. Este trabalho resulta em dados espaço-temporais que possibilitam uma perspectiva diferente para a qualidade das águas da Lagoa Mirim e em uma proposta de inovação e aprimoramento dos sistemas de monitoramento aquático.”

Frequência de bloom algal na Lagoa Mirim entre 2018 e 2020. Gerado com AlgaeMAp

Quem passa pelo novo Parque Jardim Botânico, localizado no bairro Fátima da cidade de Caxias do Sul-RS, percebe que em algumas épocas do ano as represas São Paulo e São Pedro no Complexo Dal Bó possuem plantas aquáticas (macrófitas) que, em determinados períodos, tomam praticamente toda a represa.

As macrófitas podem surgir quando há excesso de matéria orgânica na água, ou seja, descarte de lixo, esgoto, insetos e animais em decomposição. A sujeira descartada nas ruas da cidade e no entorno da própria represa são carregadas pela chuva até as barragens e servem de alimento para a reprodução das plantas.

O Engenheiro Hidrico Juliano Vasconcellos Sinotti, formado pela Universidade Federal de Pelotas – UFPEL, realizou um estudo inovador nas represas que atendem o abastecimento público na cidade de Caxias do Sul-RS, a fim de compreender a proliferação de macrófitas juntamente com blooms de cianobactérias, utilizando instrumentos e ferramentas de geotecnologias.

Com o uso da plataforma Google Earth Engine, através de imagens de satélite, foi possível verificar e distinguir florações de plantas aquáticas, auxiliando a compreensão da qualidade da água em cada represa,  gerando uma série temporal, onde foi possivel identificar que a época de maior proliferação é no início da primavera e se estende ate o final do verão, explica Sinotti. O estudo segue para publicação em revista e congressos internacionais e estará disponivel tambem para acesso público na biblioteca online da UFPEL.

O complexo Dal Bó é responsável pelo abastecimento de nove bairros de Caxias do Sul, o que equivale a 4% da população. De acordo com o Serviço Autonômo Municipal de Água e Esgoto (SAMAE) de Caxias do Sul, a presença das plantas não altera a qualidade da água distribuída para a população.

O Monitoramento por sensoriamento remoto vem ganhando potência nos ultimos anos e isso vem sendo utilizado por muitos pesquisadores no cenário atual das mudanças climaticas. Atualmente, a equipe do Laboratório de Geotecnologias da UFPEL vem desenvolvendo ferramentas capazes de analisar  a qualidade da água por dados geospaciais. Uma dessas ferramentas é o Aplicativo “AlgaeMap”, desenvolvido dentro da plataforma Google Earth Engine e que fornece imagens históricas e atuais contendo informações do estado trófico, da concentração de clorofila-a e da floração de algas em reservatórios e lagos da América do Sul.

Por Juliano Sinotti.

Foto aérea: Represas São Pedro e São Miguel no Complexo Dal Bó.

O sensoriamento remoto tem entrado em foco nos últimos meses. Além de uma opção ao trabalho presencial, dificultado em razão da pandemia, oferece  também um conjunto de ferramentas que vêm sendo cobiçadas por empresas do setor elétrico.

Uma das facilidades é o armazenamento e processamento em nuvem, que permite um maior armazenamento de dados e uma maior velocidade de processamento. Atualmente a Fundação Certi, de Santa Catarina, está trabalhando no desenvolvimento de projetos de monitoramento ambiental, incluindo a medição da qualidade da água de reservatório de usinas, e o outro de controle da vegetação.

“Apesar da coleta de dados em campo ser a prática mais comum entre as empresas e empreendimentos, este tipo de abordagem consome grande quantidade de recursos humanos e financeiros, além de apresentar limitações”, explica o coordenador do projeto na Certi, Marcelo Pedroso Curtarelli.

É interessante ver a expansão das atividades relacionadas ao sensoriamento remoto e como essas novidades podem impactar o sistema produtivo, gerando mais praticidade e qualidade para os serviços ofertados.

Leia mais sobre os projetos.

Itaipu em Google Earth Engine. Imagem ilustrativa.

Lançado recentemente o recurso Timelapse do Google Earth permite aos usuários visualizarem as principais mudanças ocorridas na Terra de 1984 a 2020. Isso só é possível devido às 24 milhões de fotos de satélite registradas nos últimos 37 anos, que foram combinadas para análises comparativas. O Google Timelapse gera um vídeo global com função de zoom que é feito de 33 mosaicos anuais sem nuvens, um para cada ano.

O Google Earth Engine utilizou imagens de satélite adquiridas nas últimas três décadas por cinco satélites diferentes. A maioria das imagens vem do Landsat, um programa conjunto de observação da Terra da USGS / NASA que observa a Terra desde a década de 1970. Para ao ano de 2015 e 2016, são utilizadas imagens do Landsat 8 e Sentinel-2A.

A empresa também oferece outras funções como um tour guiado interativo. Mais de 800 vídeos de Timelapse 2D e 3D também foram enviados para uso público. Veja mais. Dessa forma, qualquer pessoa pode ver o desenvolvimento do tempo e testemunhar as mudanças planetárias nos últimos quarenta anos.

Eai gostou? Ficou curioso?

Confira essa ferramenta aqui.

O primeiro satélite de observação da Terra desenvolvido e operado pelo Brasil é o Amazonia 1.

A missão Amazônia fornecerá dados de sensoriamento remoto (imagens) para observação e monitoramento do desmatamento, principalmente na região amazônica, e implantará uma produção agrícola diversificada com alta taxa de retorno em todo o país, buscando complementar os planos ambientais existentes.

O lançamento ocorreu na Índia e o satélite foi enviado há dois meses. Cerca de 300 milhões de reais foram investidos no desenvolvimento de satélites. O contrato do veículo indiano custou mais 20 milhões de reais.

O aparelho é resultado de oito anos de trabalho e foi desenvolvido integralmente no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe), em São José dos Campos, localizado no interior de São Paulo. Dois projetos semelhantes serão lançados em um futuro próximo: Amazônia-1B e Amazônia-2.

Possui um imageador óptico de visão ampla (câmera com 3 bandas no espectro visível) e uma banda próxima ao espectro infravermelho (infravermelho próximo ou NIR) .Pode observar cerca de 850 km com resolução de cerca de 60 metros.

Sua órbita foi projetada para fornecer uma alta frequência de retorno (5 dias), para que possa fornecer uma quantidade significativa de dados de um mesmo ponto do planeta. Esse recurso é extremamente valioso em aplicativos como um alerta de desmatamento na Amazônia, pois aumenta a probabilidade de capturar fotos úteis quando há cobertura de nuvens na região.

Os dados gerados ainda ajudarão a participar de outras aplicações relacionadas, como: monitoramento de áreas costeiras, reservatórios, florestas naturais e plantadas, desastres ambientais, etc.

Finalmente, como os satélites de sensoriamento remoto anteriores foram desenvolvidos em cooperação internacional com outros países, a missão Amazônia consolidará o conhecimento do Brasil no desenvolvimento geral de missões espaciais usando satélites estabilizados de três eixos. Saiba mais

Arte: Junior Miranda / Homem do Espaço