2ª Reunião Científica do Observatório de Pesquisa do Meio Ambiente (ORE) HYBAM nos Grandes Rios Amazônicos - Manaus (Brasil) 18-21/11/2007 2ª Reunião Científica do Observatório de Pesquisa do Meio Ambiente (ORE) HYBAM nos Grandes Rios Amazônicos - Manaus (Brasil) 18-21/11/2007 1 Joecila Santos da Silva Orientadores: Otto Corrêa Rotunno Filho (COPPE-UFRJ) Stéphane Calmant (LEGOS-UPS) Frédérique Seyler (LMTG-UPS) COFECUB Monitoramento da dinâmica das zonas úmidas na bacia do Rio Negro (Brasil) Co-tutela Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ Université Paul Sabatier - UPS
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Monitoramento da dinâmica das zonas úmidas na bacia do Rio ... · •AZUL (459 – 479 nm) B3 Mapeamento de águas costeiras ... SETEMBRO OUTUBRO NOVEMBRO DEZEMBRO 0 2000 4000 6000
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Joecila Santos da Silva
Orientadores: Otto Corrêa Rotunno Filho (COPPE-UFRJ) Stéphane Calmant (LEGOS-UPS)
Frédérique Seyler (LMTG-UPS)
COFECUB
Monitoramento da dinâmica das zonas úmidas na bacia do Rio Negro (Brasil)
Co-tutela Universidade Federal do Rio de Janeiro – UFRJ
Université Paul Sabatier - UPS
2ª Reunião Científica do Observatório de Pesquisa do Meio Ambiente (ORE) HYBAM nos Grandes Rios Amazônicos - Manaus (Brasil) 18-21/11/20072ª Reunião Científica do Observatório de Pesquisa do Meio Ambiente (ORE) HYBAM nos Grandes Rios Amazônicos - Manaus (Brasil) 18-21/11/2007 22
Sumário
• Introdução
• Área de Estudo
• Metodologia
• Resultados
• Conclusões e Continuidade da Pesquisa
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Zonas Úmidas : Um papel importante
GeomorfologiaHidrologia
BiogeoquímicaUso e ocupação
do solo
Ciclo hidrológico
dinâmicado clima
Homem:• vida• atividades
variabilidade climática
pressãoantrópica
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Estrutura hidrológicaClasses elementares uniformes de cada imagem (água, água +
vegetação, solos)
Exploração das medidas altimétricas
Estrutura espaço-temporal
Conjunto de variação das classes elementares
Quantificação o mais precisa possível das séries temporais de altura de água para o
conjunto da zona de inundação
Exploração das informações de sensoriamento remoto
MODELO DE RELAÇÃO SUPERFÍCIE/ALTURA DE ÁGUA
BASE DE DADOS
DADOS ALTIMÉTRICOSENVISAT + T/P + ERS 1 e 2
+ GFO
IMAGENSJERS-1 + MODIS
DADOS COMPLEMENTARES
FluviometriaPluviometria
Rede de drenagemSolos
VegetaçãoGravimetria
Solução de um sistema que seja o mais coerente com a variação de volume de água
na zona inundada
VALIDAÇÃOJERS-1SRTM
Metodologia
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As missões da altimetria espacial utilizadas
1970 1975 1980 1985 19951990 2000
Skylab
GEOSAT
TOPEX/POSEIDON
GEOS-3
JASON-1
GFO
1970 1975 1980 1985 19951990 2000
ERS-1ERS-2
ENVISAT
Seasat
2005
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Seleção dos dados
Ferramenta para gestão das medidas altimétricas•Acompanha a variação espaço-temporal
•Imagem georeferenciada e medidas altimétricas•Seleção tri-dimensional•Espaço superfície-profundidade
•Seleção mais refinada das medidas altimétricas
Traço 564 ENVISAT Rio Negro próximo à Manaus
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RESU
LTADOS
Criação das estações virtuais com GRASS GIS 6.1
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Validação das alturasde água altimétricas
MissãoENVISAT
Stação Virtual G536B147JSLongitude: 292.688000Latitude: 0.370941Rio Negro São Felipe
Rio NegroSão Felipe
satélite NESW
RESU
LTADOS
y = 0.9849x + 63.757R2 = 0.9925
6 6 . 00
6 8 . 00
70.00
72 .00
74 .00
76 .00
78 .00
2 . 00 4. 00 6 . 00 8 . 00 10. 00 1 2 .00 14 . 00
Nível in situ (m)
Alt
ura
alti
mét
rica
(m)
Correlação satisfatória
a = 0,98 m/m R2=99,25%
Nivelamento da estação in situ
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Estação virtualSérie temporal altimétrica
MissãoENVISAT
Stação Virtual G235B145JS Long: 297.4799 Lat: 0.622581 Lago Caapiranga
Primeiras medidas em ZIVariação da altura ≈ 60cmErros das medidas inferior à amplitude do sinal
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Estação virtualSérie temporal altimétrica
MissãoENVISAT
Stação Virtual G235B145JS Long: 297.4799 Lat: 0.622581 Lago Caapiranga
ICE- 1 ICE-2 ICE1 - ICE2( S V6)variação temporal do fluxoICE1 melhor desempenho ICE2Pequena dispersão dos dados
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CorrelaçãoAltura de água ENVISATAltura de água GRACE
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MosaicoVazante
ImagensJERS-1
MosaicoCheia
RESU
LTADOS
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•AZUL (459 – 479 nm) B3 Mapeamento de águas costeiras Diferenciação entre solo e vegetação Diferenciação entre vegetação conífera e decídua
•VERDE (545 – 565 nm) B4 Mapeamento de vegetação Qualidade da água
•VERMELHO (620 – 670 nm) B1 Absorção da clorofila Diferenciação de espécies vitais Áreas urbanas, uso do solo Agricultura Qualidade da água
•INFRAVERMELHO PRÓXIMO (841 – 876/1230 – 1250 nm) B2 e B5 Delineamento de corpos de água Mapeamento geomorfológico Mapeamento geológico Áreas úmidas Agricultura Vegetação
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Índices NDVI e EVIB2 B1
NDVI = (B2-B1/B2+B1) EVI = 2,5*[B2-B1]/[B2+6*B1-7,5*B3 + 1]
B3 B2 B1
RESU
LTADOS
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classe 1 – água livre (regiões totalmente inundáveis) – NIR <1500classe 2 – vegetação inundável – 0,1 < EVI < 0,3 e 1500 < NIR < 2700classe 3 – vegetação não inundável – NDVI > 0,5classe 4 – outros – NDVI < 0,5 e NIR > 2700
Água livre Água + vegetação Superfície inundada ENVISAT
RESU
LTADOS
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ConclusõesContinuação do estudo
• Estimar as variações temporais das superfícies de áreas inundadas pelas imagens MODIS;
• Cálculo das séries temporais de nível de água a partir de 1995;
• Estimar os volumes de água que transitam nessas várzeas por um período decenal;
• Avaliar a possibilidade de realizar o balanço hídrico a partir do uso exclusivo de dados de satélites;
• Análise de sensibilidade de modelos hidrológicos para avaliar se esses dados podem ser incorporados nesses modelos
COFECUB
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Agradecimentos Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) no âmbito do projeto CAPES/COFECUB Nº 516/05 – Modelagem Hidrológica-Atmosférica Aplicada à Gestão de Grandes Bacias Hidrográficas pela bolsa de doutorado
Ao Centre de Topographie des Océans et de l'Hydrosphère (CTOH) do Laboratoire d´Études en Geophysique et Océanographie Spatiales (LEGOS), pelos Geophysical Data Records – GDRs do satélites ENVISAT utilizados na pesquisa
Ao Global Rain Forest Mapping (GRFM) e a National Aeronautics and Space Administration (NASA), através do Earth Observation System Data Gatewaye pelas imagens dos satélites JERS-1 e MODIS disponibilizadas para a pesquisa
Ao Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, pela disponibilização de mapas da região
À Agência Nacional de Águas (ANA) pelo fornecimento de dados hidrológicos in situ.
Ao projeto Hidrologia da bacia Amazônica (HiBAm), ao Institut de Recherche pour le Déveleppement (IRD) e a CPRM pelo apoio a esta pesquisa
À Bennoit Le Guennec, Emmanuel Roux, Flávio Vaz, Geraldo Wilson, Guillaume Ramillien, Jean-François Cretaux, Jean Loup Guyot, Jean Michel Martinez, Maria Justi da Silva, Marie Paule Bonnet, Patrick Seyler, Walter Collischonn e Webe Mansur que participaram ou participam do desenvolvimento desta pesquisa