Simulation of spectral bands of the MERIS sensor to estimate chlorophyll-a concentrations in a reservoir of the semi-arid region = Simulação de bandas espectrais do sensor MERIS para estimativas das concentrações de clorofila-a em reservatório da região semiárida

• Main Authors: Fernando Bezerra Lopes, Evlyn Márcia Leão de Moraes Novo, Cláudio Clemente Faria Barbosa, Eunice Maia de Andrade, Rafael Damiati Ferreira
• Format: Article
• Language: English
• Published: Universidade Federal de Roraima 2016-07-01
• Series: Agro@mbiente On-line
• Subjects: Continental water; Monitoring; Remote sensing
• Online Access: http://revista.ufrr.br/agroambiente/article/view/3482/1985

Nowadays, the monitoring of water is essential for the sustainability and better management of water resources. The use of remote sensing data is important, since it allows evaluation of dynamic problems in aquatic systems, such as the eutrophication of bodies of water and suspended sediment. The aim of this study was to estimate chlorophyll-a concentrations in a reservoir of the semi-arid region of Brazil using simulated orbital-sensor data, as an aid in the management of water resources. The study area corresponded to the Orós reservoir, in the State of Ceará, Brazil. Water samples for analysis of the chlorophyll-a and measurements of the spectral radiance of the aquatic system were collected from 20 points. The radiance was measured by spectroradiometer. The data were collected in June and August of 2011. The model using three bands of the MERIS sensor (7, 9 and 10) presented an R2 of 0.84. For the two-band model (7 and 9), the value of R2 was 0.85. The waters of the Orós reservoir were all classified as eutrophic. The main optically active component in modelling the shape of the spectra was chlorophyll-a. The models showed a mean absolute error (MAE) of 3.45 and 3.61 μg L-1 for the three- and two-band models respectively. The models displayed high coefficients of determination, i.e. the simulations show the feasibility of estimating chlorophyll-a concentration from the data of the MERIS orbital sensor. = O monitoramento da água nos dias atuais é essencial para a sustentabilidade e para a melhor gestão dos recursos hídricos. O uso de dados de sensoriamento remoto é relevante, uma vez que permite a avaliação de problemas dinâmicos em sistemas aquáticos, tais como a eutrofização de corpos de água e dos sedimentos em suspensão. Objetivou-se estimar as concentrações de clorofila-a em reservatório da região semiárida do Brasil, usando dados simulados de sensor orbital, como suporte à gestão dos recursos hídricos. A área de estudo corresponde ao açude Orós, no estado do Ceará. As amostras de água para análise da clorofila-a e as medições da radiância espectral do sistema aquático foram coletadas em 20 pontos. As medidas de radiância foram realizadas utilizando um espectrorradiômetro. Os dados foram coletados nos meses de junho e agosto de 2011. O modelo usando três bandas (7, 9 e 10) do sensor MERIS apresentou R2 igual a 0,84. Para o modelo de duas bandas (7 e 9), o valor de R2 foi de 0,85. As águas do reservatório Orós foram todas classificadas como eutróficas. O principal componente opticamente ativo modelando a forma dos espectros foi clorofila-a. Os modelos apresentaram um erro médio absoluto (EMA) de 3,45 e 3,61 μg L-1, respectivamente, para os modelos de três e de duas bandas. Os modelos apresentaram coeficientes de determinação altos, ou seja, as simulações mostram a viabilidade de se estimar as concentrações de clorofila-a a partir dos dados do sensor orbital MERIS.