Como conclusões do presente trabalho, ressalta-se que as imagens provindas dos satélites Sentinel-2 apresentam potencial para identificação e monitoramento de parâmetros da água, tendo sido, aparentemente, eficientes para detectar concentrações do pigmento clorofila- a na Lagoa da Conceição. A aplicação do modelo gerado por Vargas (2019) resultou em valores similares àqueles encontrados em monitoramentos realizados em campo.
Além disso, verificou-se que a profundidade apresenta influência nos valores de concentração encontrados, sendo as regiões mais rasas afetadas pela reflectância de fundo da Lagoa da Conceição. Esta influência aparentemente não é mais percebida em profundidades maiores que 4m. Estudos complementares são recomendados com o objetivo de descobrir técnicas que permitam a redução do efeito de fundo nos valores de reflectância utilizados no modelo de concentração.
Não foram percebidas diferenças nas concentrações de clorofila-a durante as estações de verão e inverno, não sendo possível avaliar o impacto da população flutuante durante o verão sobre o corpo hídrico. Devido à influência do fundo da Lagoa da Conceição nos valores de reflectância próximo as bordas, torna-se mais difícil o monitoramento dos parâmetros da água, via sensoriamento remoto, nas regiões rasas próximas às fontes pontuais e difusas de poluição, provenientes das aglomerações urbanas localizadas principalmente na Lagoa de Baixo e na Lagoa do Meio.
Os agrupamentos de valores altos, em geral foram mais evidentes nas regiões profundas da Lagoa de Cima e da Lagoa de Baixo, indicando que nesses locais, a concentração de clorofila-a é homogênea em grande parte da região profunda. Entretanto, recomenda-se para os próximos estudos, que a mesma análise de agrupamento seja realizada retirando-se as áreas mais rasas da análise. Dessa forma, será possível identificar a existência de microrregiões mais críticas, dentro de cada compartimento profundo, onde a resposta espectral não é influenciada pelo fundo.
Além disso, ressalta-se as limitações deste trabalho em relação à calibração e validação do modelo testado pela indisponibilidade de amostras recentes de concentração de clorofila-a na Lagoa da Conceição. Sabe-se que o mesmo foi desenvolvido para outro sensor, com faixas espectrais e resolução espacial diferentes, sendo necessária sua calibração para o sensor MSI, do Sentinel 2.
Recomenda-se que novo estudo seja efetuado a partir da realização de coletas em campo, incluindo testes de modelos de bandas distintos do aplicado no presente trabalho, que utilizem também as bandas da região do Red-edge (B5, B6 e B7). Estas bandas são um grande diferencial do satélite Sentinel-2 em relação ao seu similar, Landsat 8, e segundo estudos recentes, estão diretamente relacionadas a picos de reflectância causados por fitoplânctons presentes na água, podendo ser promissoras na detecção de clorofila-a.
Por fim, ressalta-se a potencialidade dos satélites Sentinel 2 em promover um monitoramento consistente e sistemático de diversos ambientes terrestres, incluindo-se ambientes aquáticos. Conforme apresentado neste trabalho, em agosto, um mês menos chuvoso e com menor nebulosidade, foi possível encontrar 7 imagens da Lagoa da Conceição aptas a serem utilizadas no monitoramento. A maior frequência de revisita aumenta as possibilidades de existirem imagens disponíveis próximas às datas de coletas de campo, o que melhora a confiabilidade dos modelos semi-empíricos.
Além disso, destaca-se a possibilidade de monitoramento de outros parâmetros de qualidade da água, como por exemplo, turbidez, sólidos suspensos totais, salinidade, temperatura, entre outros, não se limitando à clorofila-a,
REFERÊNCIAS
ANDERSON, DONALD & GLIBERT, P & BURKHOLDER, JOANN. Harmful Algal Blooms and Eutrophication: Nutrient Sources, Composition, and Consequences. Estuaries. 25. 704-726. 10.1007/BF02804901, 2002.
ANDRADE, RODRIGO DA ROCHA. Variação temporal do fitoplâncton em um ponto amostral do Lago Guaíba, Rio Grande do Sul, Brasil. 2009. 206 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Biologia de Ambientes Aquáticos Continentais, Instituto de Ciências Biológicas - Icb, Universidade Federal do Rio Grande, Rio Grande, 2009.
BASTOS, RAFAELLA BRASIL; FEITOSA, FERNANDO ANTÔNIO DO NASCIMENTO; MUNIZ, KÁTIA. Variabilidade espaço-temporal da biomassa fitoplanctônica e hidrologia no estuário do rio Una. Tropical Oceanography, Pernambuco, v. 33, n. 1, p.1-18, out. 2005. BAPTISTA, M.; NASCIMENTO, N.; BARRAUD, S. Técnicas Compensatórias em Drenagem Urbana. 2. ed. Porto Alegre: ABRH, 2011.
BIER, F. B. Caracterização morfométrica e hidrológica da bacia hidrográfica da Lagoa da Conceição, Florianópolis – SC. Florianópolis, 2013, 111 p., Trabalho de Conclusão de Curso – Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC.
CASTRO, LEONARDO MITRE ALVIM DE. Proposição de metodologia para a avaliação dos efeitos da urbanização nos corpos de água. 2007. 321 f. Tese (Doutorado) - Curso de Saneamento, Meio Ambiente e Recursos Hídricos, Universidade Federal de Minas Gerais, Belo Horizonte, 2007.
CARLSON, ROBERT E.,. A trophic state index for lakes, Limnology and Oceanography, 2, doi: 10.4319/lo.1977.22.2.0361, 1977.
CAMPANÁRIO, P. Florianópolis: dinâmica demográfica e projeção da população por sexo, grupos etários, distritos e bairros (1950- 2050). IPUF. 2007.
CETESB. Qualidade das Águas Interiores do Estado de São Paulo – Série Relatórios. Governo do Estado de São Paulo, Secretaria do Meio Ambiente: CETESB, 2017. Disponível em: <https://cetesb.sp.gov.br/aguas interiores/wpcontent/ uploads/sites/12/2013/11/Cetesb_QualidadeAguasInteriores_2017_02-06_VF.pdf>. Acesso em: 09 de setembro de 2019.
CHANG, NI-BIN, BENJAMIN W. VANNAH, Y. JEFFREY YANG & MICHAEL ELOVITZ. Integrated data fusion and mining techniques for monitoring total organic carbon concentrations in a lake, International Journal of Remote Sensing, 35:3, 1064- 1093, DOI: 10.1080/01431161.2013.875632, 2014.
CICERELLI, REJANE E., GALO, MARIA DE L. B. T.. Sensoriamento remoto multifonte aplicado na detecção do fitoplâncton em águas interiores. Rev. bras. eng. agríc. ambient..
2015, vol.19, n.3, pp.259-265. ISSN 1415-4366. http://dx.doi.org/10.1590/1807- 1929/agriambi.v19n3p259-265.
COLWELL, R. N. (Ed.). Manual of Remote Sensing, 2nd. Ed., Falls Church:ASP&RS, 1983.
ELLIS, J.B. HVITED-JACOBSEN, T. Urban drainage impacts on receiving waters. Journal of Hydraulic Research, vol. 34, pp. 771-783, 1996.
ESTEVES, FA.. Fundamentos de Limnologia. 3. ed. Rio de Janeiro: Interciência. 826 p, 2011. FONSECA, A. & BRAGA, E. & EICHLER, BEATRIZ. Distribuição espacial dos nutrientes inorgânicos dissolvidos e da biomassa fitoplanctônica no sistema pelágico da Lagoa da Conceição, Santa Catarina, Brasil, Atlântica, Rio Grande, 24(2): 69-83, 2002.
GITELSON, A. A. ET AL. A simple semi-analytical model for remote estimation of chlorophyll-a in turbid waters: Validation. Remote Sensing of Environment, v. 112, n. 9, p. 3582–3593, set. 2008.
GHOLIZADEH, M.H.; MELESSE, A.M.; REDDI, L. A Comprehensive Review on Water Quality Parameters Estimation Using Remote Sensing Techniques. Sensors 2016, 16, 1298. LONDE, LUCIANA & MÁRCIA, EVLYN & NOVO, EVLYN & NOVO, MORAES & DO, MARIA & CALIJURI, M.. Avanços no estudo do comportamento espectral do fitoplâncton e identificação remota de algas, 2005.
LONDE, L. R.; NOVO, E. M. L. M.; CALIJURI, M. C. Aplicação de técnicas de sensoriamento remoto ao estudo do fitoplâncton de águas interiores, 2011.
HOUSE, M.A. & ELLIS, J.B. & HERRICKS, EDWIN & HVITVED-JACOBSEN, THORKILD & SEAGER, J & LIJKLEMA, L & AALDERINK, R.H. & Clifforde, I.T.. (1993). Urban Drainage-Impacts on Receiving Water Quality. Water Sci. Technol. 27 (1993) 117- 158.. 27. 10.2166/wst.1993.0293.
JENSEN, JOHN R.. Sensoriamento Remoto do Ambiente: Uma perspectiva em Recursos Terrestres. Rio de Janeiro: Parêntese, 2011.
LAMPARELLI , M. C. Grau de trofia em corpos d’água do estado de São Paulo: avaliação dos métodos de monitoramento. São Paulo : USP/ Departamento de Ecologia., 2004. 235 f. Tese de doutorado, Universidade de São Paulo, 2004.
NOVO, EVLYN M. L. DE MORAES. Sensoriamento remoto: princípios e aplicações. 4. ed. São Paulo: Blucher, 2010.
ODRESKI, Luis Felipe Rissetti. Influência hidrológica nos processos hidrodinâmicos da Lagoa da Conceição. 120 p. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Universidade Federal de Santa Catarina - UFSC. Florianópolis, 2012.
PAHLEVAN, Nima Sandeep K. Chittimalli, Sundarabalan V. Balasubramanian, Vincenzo Vellucci, Sentinel-2/Landsat-8 product consistency and implications for monitoring aquatic systems, Remote Sensing of Environment, Volume 220, Pages 19-29, ISSN 0034- 4257, 2019.
PORTO FILHO, E. Sedimentologia e Algumas considerações sobre a Biogeoquímica dos sedimentos de fundo da Lagoa da Conceição, Ilha de Santa Catarina. Dissertação (Mestrado em Geografia), UFSC, Florianópolis, Santa Catarina, 1993.
SANTANA, Paula Lidia. Modelagem Hidráulico-Hidrológica para Análise da Vazão Ecológica do Rio do Meio no Campus da UFSC. 2019. 86 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2019.
SIERRA DE LEDO, B.; SORIANO-SERRA, E. O ecossistema da Lagoa da Conceição. NEMAR/CCB/UFSC, SDM/FEPEMA. Florianópolis, 1999.
SILVA, J. C. Análise numérica da influência dos aportes fluviais e antrópicos sobre a
hidrodinâmica residual e a qualidade da água da Lagoa da Conceição – Florianópolis –
SC. 2013. 134 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia Ambiental, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2013.
SILVA, V. E. C. et al. Influência antrópica e da hidrodinâmica na qualidade da água e na distribuição de nutrientes e clorofila na Lagoa da Conceição - SC. In: Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (SBRH), 22, Florianópolis - SC. 2017
SILVA, V. E. C. Análise espaço temporal do estado trófico de uma laguna costeira subtropical: Lagoa da Conceição, Florianópolis, Santa Catarina. 2016. 99 f. Dissertação (Mestrado) – Curso de Engenharia Ambiental, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2016.
SOUZA, R. C. A., Kux, H. J. H. Comportamento Espectral e Alvos Urbanos: simulação com as bandas espectrais do satélite CBERS. Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto,
12, Disponível em:
http://marte.sid.inpe.br/col/ltid.inpe.br/sbsr/2004/11.21.21.20/doc/1099.pdf. Acesso: 20 de novembro de 2019.
TOLEDO, JR. A.P. Informe preliminar sobre os estudos para a obtenção de um índice para a avaliação do estado trófico de reservatórios de regiões quentes tropicais. São Paulo, Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental, 12 p. + 32 figs. (Relatório Interno CETESB), 1990.
TOLEDO JR, ET. AL. A aplicação de modelos simplificados para a avaliação de processo da eutrofização em lagos e reservatórios tropicais. In: Anais do 12º Congresso Brasileiro de
Engenharia Sanitária. Camboriú, Associação Brasileira de Engenharia Sanitária. Camboriú (SC) 34 p. 1983.
VARGAS, ALEXA DE GODOY. Ajuste de modelos bio-ópticos semi-empíricos para estimativa remota da concentração de clorofila na Lagoa da Conceição. 2019. 82 f. TCC (Graduação) - Curso de Engenharia Sanitária e Ambiental, Centro Tecnológico, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis, 2019.
WATANABE, FERNANDA & ALCANTARA, ENNER & RODRIGUES, THANAN & ROTTA, LUIZ & BERNARDO, NARIANE & IMAI, NILTON. (2017). Remote sensing of the chlorophyll-a based on OLI/Landsat-8 and MSI/Sentinel-2A (Barra Bonita reservoir, Brazil). Anais da Academia Brasileira de Ciências. 90. 10.1590/0001-3765201720170125.
APÊNDICE A – Valores de reflectância (%) dos alvos vegetação, lagoa, oceano e área urbana
Vegetação Lagoa Oceano Área urbana
B2 B3 B4 B8 B2 B3 B4 B8 B2 B3 B4 B8 B2 B3 B4 B8 Verão 13/12/2018 3,10 5,85 2,81 39,57 2,42 2,59 1,19 0,02 5,24 4,46 1,61 0,96 16,14 19,75 23,46 30,47 16/12/2018 1,96 4,30 1,94 34,78 5,97 6,24 4,99 3,90 11,10 11,14 10,28 9,26 13,78 17,09 20,45 26,69 17/01/2019 2,62 4,89 2,16 37,94 2,24 2,17 1,12 0,03 2,72 2,03 0,57 0,34 15,93 19,00 22,22 29,05 30/01/2019 2,51 4,23 2,05 33,41 6,30 6,54 5,56 5,49 6,81 6,44 5,42 4,94 13,70 16,58 19,62 26,91 01/02/2019 2,38 4,86 2,21 37,32 2,08 2,38 1,38 0,06 2,99 2,19 0,96 0,64 15,87 19,37 23,14 29,91 24/02/2019 1,71 3,69 1,65 33,12 2,46 2,75 1,99 1,27 5,29 5,26 4,20 3,57 13,30 16,59 19,66 26,22 03/03/2019 1,39 3,93 1,46 39,00 1,22 1,62 0,76 0,01 2,91 2,07 0,41 0,18 14,69 18,13 21,62 29,40 23/03/2019 1,70 3,59 1,52 35,06 1,18 1,29 0,60 0,01 4,31 3,62 0,85 0,31 12,34 15,28 18,16 25,69 Inverno 19/06/2019 1,95 3,13 1,69 29,12 1,87 1,84 1,17 0,31 2,88 2,43 0,90 0,44 10,45 12,68 15,17 20,99 21/06/2019 1,48 2,92 1,46 31,84 0,97 1,15 0,73 0,02 2,71 2,68 0,62 0,12 10,73 13,39 16,07 22,94 06/07/2019 1,66 2,70 1,39 31,15 1,26 0,98 0,53 0,01 4,77 4,21 1,15 0,36 11,14 13,03 15,70 23,24 09/07/2019 4,78 6,03 4,35 35,42 3,61 4,57 4,53 4,40 6,61 6,21 3,50 3,14 12,04 13,90 15,78 22,69 11/07/2019 1,94 3,42 2,03 30,60 1,86 2,27 1,44 0,83 3,45 3,20 1,47 1,11 11,34 13,98 16,64 23,19 16/07/2019 1,63 2,79 1,46 31,33 1,31 1,14 0,66 0,01 4,78 4,83 2,11 0,94 10,54 12,48 14,96 22,25 03/08/2019 1,38 2,88 1,60 30,68 1,05 1,50 0,82 0,10 2,14 1,90 0,51 0,32 9,77 12,47 15,33 22,67 05/08/2019 1,84 2,94 1,56 30,52 1,46 1,43 0,61 0,01 3,53 2,80 0,57 0,09 11,77 13,98 16,83 23,74 08/08/2019 2,66 3,75 2,20 28,58 2,91 3,10 1,59 0,43 6,44 6,37 2,85 1,44 11,56 13,75 16,47 22,07 10/08/2019 2,58 4,03 2,51 28,20 2,74 3,42 2,07 1,13 4,50 4,41 2,05 1,20 11,74 14,52 17,17 22,95 13/08/2019 1,83 3,27 1,92 30,21 2,84 3,54 2,41 1,41 6,08 6,94 3,89 2,14 10,96 13,60 16,46 23,45 23/08/2019 2,04 3,45 2,07 28,42 2,26 2,68 1,53 0,85 2,28 2,16 1,18 0,77 10,73 13,28 16,14 22,52 30/08/2019 1,86 3,48 1,96 29,86 2,04 2,67 1,51 0,27 4,64 4,83 1,91 0,85 12,42 15,26 18,44 24,99
APÊNDICE B – Valores médios e desvio padrão da concentração de clorofila-a, em μg/L, por faixa de profundidade
13/12/2018 17/01/2019 01/02/2019 03/03/2019 23/03/2019 19/06/2019 21/06/2019 06/07/2019 Profundidades
(m) Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P.
0 a 0,5 2,37 0,28 2,40 0,36 2,21 0,32 1,92 0,26 2,14 0,21 2,34 0,37 2,07 0,29 2,43 0,63 0,5 a 1,0 2,36 0,28 2,47 0,40 2,23 0,32 1,92 0,25 2,16 0,22 2,33 0,47 2,00 0,31 2,48 0,78 1,0 a 1,5 2,38 0,33 2,54 0,44 2,28 0,36 1,93 0,28 2,15 0,26 2,46 0,44 2,01 0,34 2,87 1,01 1,5 a 2,0 2,46 0,38 2,77 0,54 2,38 0,41 2,03 0,36 2,27 0,36 2,92 0,56 2,29 0,54 3,86 1,26 2,0 a 2,5 2,66 0,46 3,14 0,64 2,62 0,47 2,19 0,44 2,61 0,49 3,44 0,67 2,63 0,68 4,89 2,00 2,5 a 3,0 2,82 0,46 3,43 0,64 2,85 0,47 2,36 0,44 2,90 0,60 3,77 0,74 2,94 0,78 5,44 2,06 3,0 a 3,5 3,06 0,45 3,73 0,60 3,04 0,46 2,52 0,52 3,11 0,51 4,09 0,75 3,13 0,85 6,09 2,66 3,5 a 4,0 3,35 0,44 4,08 0,58 3,24 0,48 2,65 0,50 3,31 0,54 4,31 0,73 3,30 1,03 6,77 3,42 4,0 a 4,5 3,56 0,39 4,22 0,52 3,33 0,46 2,74 0,49 3,41 0,53 4,40 0,71 3,42 0,94 7,12 3,73 4,5 a 5,0 3,68 0,35 4,28 0,52 3,32 0,41 2,75 0,47 3,50 0,58 4,43 0,71 3,41 0,86 6,96 3,15 5,0 a 5,5 3,72 0,36 4,26 0,56 3,12 0,38 2,57 0,45 3,46 0,56 4,49 0,72 3,39 0,91 7,55 4,91 5,5 a 6,0 3,69 0,40 4,26 0,49 3,08 0,41 2,44 0,55 3,50 0,59 4,47 0,74 3,33 0,89 8,19 6,18 6,0 a 6,5 3,78 0,35 4,28 0,41 3,46 0,31 2,93 0,36 3,69 1,32 4,40 0,71 3,54 0,84 6,80 2,25 6,5 a 7,0 3,73 0,30 4,18 0,44 3,36 0,29 2,88 0,36 3,52 0,56 4,34 0,74 3,44 0,76 7,00 3,64 7,0 a 7,5 3,84 0,31 4,30 0,36 3,36 0,28 2,94 0,27 3,54 0,51 4,16 0,72 3,58 0,71 7,39 1,87 7,5 a 8,0 3,67 0,22 4,26 0,28 3,26 0,25 2,75 0,30 3,36 0,48 3,92 0,40 3,09 0,49 6,36 2,00 8,0 a 8,67835 3,58 0,28 4,19 0,40 3,33 0,21 2,75 0,31 3,61 0,33 4,61 0,63 4,04 1,52 6,17 1,10
11/07/2019 16/07/2019 03/08/2019 13/08/2019 23/08/2019 Profundidades (m) Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P. Média D.P.
0 a 0,5 2,19 0,30 2,39 0,40 2,05 0,22 2,30 0,21 2,27 0,26 0,5 a 1,0 2,13 0,29 2,39 0,52 1,97 0,22 2,28 0,24 2,21 0,27 1,0 a 1,5 2,17 0,36 2,52 0,87 1,90 0,22 2,33 0,28 2,22 0,30 1,5 a 2,0 2,44 0,45 3,04 0,81 2,07 0,31 2,56 0,30 2,49 0,35 2,0 a 2,5 2,72 0,49 3,73 0,99 2,31 0,41 2,78 0,36 2,80 0,43 2,5 a 3,0 2,89 0,50 4,35 1,21 2,49 0,46 2,91 0,35 3,00 0,43 3,0 a 3,5 3,01 0,48 4,81 1,39 2,63 0,48 3,03 0,36 3,14 0,42 3,5 a 4,0 3,16 0,47 5,26 1,77 2,74 0,48 3,13 0,32 3,27 0,40 4,0 a 4,5 3,23 0,49 5,47 1,90 2,82 1,21 3,17 0,29 3,33 0,42 4,5 a 5,0 3,26 0,48 5,60 2,24 2,82 0,48 3,21 0,28 3,33 0,39 5,0 a 5,5 3,28 0,56 6,13 3,51 2,82 0,55 3,24 0,32 3,40 0,47 5,5 a 6,0 3,28 0,58 6,67 5,52 2,82 0,56 3,30 0,30 3,56 0,59 6,0 a 6,5 3,27 0,38 4,90 1,07 2,84 0,45 3,21 0,22 3,26 0,30 6,5 a 7,0 3,29 0,37 4,71 0,94 2,67 0,40 3,23 0,19 3,17 0,29 7,0 a 7,5 3,33 0,38 4,50 0,83 2,75 0,44 3,21 0,18 3,18 0,30 7,5 a 8,0 3,36 0,29 5,16 1,82 2,77 0,44 3,27 0,22 3,11 0,25 8,0 a 8,67835 3,42 0,31 5,73 1,31 2,44 0,22 3,15 0,29 3,19 0,28