Efeitos de diferentes componentes opticamente ativos na reflectância da água para a estimativa remota das concentrações de clorofila-a fitoplanctônica
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Date
2019-08-30Author
Gross, Joceli Augusto 
Primeiro orientador
Cassol, Roberto
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A importância do monitoramento da comunidade fitoplanctônica e de variáveis relacionadas aos seus organismos constituintes, como a clorofila-a, é indubitável, devido às sua relação com a qualidade das águas, mas, ainda são necessários avanços acerca da representatividade das amostras, visando o reconhecimento de padrões espaciais e temporais da referida variável. Dados e técnicas de sensoriamento remoto têm sido referenciados como uma alternativa viável para suprir esta demanda. Por outro lado, a estimativa remota das concentrações de clorofila-a fitoplanctônica ainda pode ser vista como um desafio, principalmente em corpos de água do caso dois, em grande parte devido aos efeitos dos diferentes componentes opticamente ativos sobre os dados de sensoriamento remoto, inclusive dos distintos organismos fitoplanctônicos. Algoritmos foram e estão sendo desenvolvidos para este propósito, dentre eles os modelos empíricos de uma única banda espectral obtidos em análises de regressão simples, apesar de esta técnica ser aplicável somente quando uma única variável independente afeta a variável dependente, o que não ocorre em corpos de água do caso dois. Neste contexto, o objetivo geral do presente trabalho foi verificar a adequabilidade de modelos empíricos desenvolvidos por regressão simples para estimar a clorofila-a fitoplanctônica a partir de dados de reflectância de uma única banda espectral e demonstrar que organismos fitoplanctônicos podem ser considerados distintos componentes opticamente ativos das águas. Para cumprir com o referido objetivo, organismos fitoplanctônicos classificados como Cyanophyceae, Euglenophyceae e Chlorophyceae foram isolados e cultivados, amostras de sedimentos inorgânicos foram processadas e geometrias de iluminação e de aquisição dos dados radiométricos foram determinadas e controladas para a realização de um experimento em nível laboratorial, que constou basicamente de medições da reflectância da água de um tanque, em distintos tratamentos relacionados aos componentes opticamente ativos presentes na mesma. As análises de correlação, regressão simples e o erro quadrático médio, mostraram que os modelos empíricos de uma única banda espectral, desenvolvidos por regressão simples, podem estimar erroneamente as concentrações de clorofila-a, mesmo que na água contiver apenas fitoplâncton, porque os organismos fitoplanctônicos cultivados promoveram variações distintas e inversas da reflectância em função das variações nas concentrações de clorofila-a e podem ser considerados distintos componentes opticamente ativos das águas. Na presença de sólidos suspensos inorgânicos os erros de estimativa podem ser ainda maiores, porque os efeitos aditivos desse componente sobre a variação da reflectância da água, não são subtraídos pelo modelo, mas sim considerados como sendo ocasionados por clorofila-a. Portanto, os modelos empíricos desenvolvidos por regressão simples a partir de dados de reflectância de uma única banda espectral são inadequados para estimar clorofila-a fitoplanctônica em corpos de água, mesmo porque, não há um único comprimento de onda das regiões de visível e infravermelho próximo do espectro eletromagnético que seja afetado somente pela variável independente clorofila-a, mesmo que na água contiver apenas fitoplâncton.
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