1. Diagnóstico das possibilidades de exploração de imagens de satélite para reforçar o monitoramento da qualidade da água de meios aquáticos
2. Uso de imagens de satélite para reforçar o monitoramento da qualidade da água em meios aquáticos.

Após várias reuniões, foram selecionados 9 quadrantes de satélite Sentinel-2 com as agências beneficiárias para cobrir as bacias PCJ, a bacia do Guandu e a parte a montante da bacia do Paraíba do Sul (ver imagem abaixo).

Os algoritmos de processamento que estão sendo desenvolvidos pelo IRD/CNES foram usados nesses 9 quadrantes para gerar valores de 4 parâmetros (turbidez, clorofila-a, sólidos em suspensão, matéria orgânica dissolvida) a partir das imagens disponíveis durante um período de 28 meses (maio de 2021/setembro de 2023).

Em seguida, o OiEau integrou os mais de 6.000 arquivos resultantes por meio de processos automatizados de processamento para gerar informações úteis para a tomada de decisões de acordo com os beneficiários na forma de:

• Mapas interativos para visualização espacial e temporal por parâmetro e por bacia, em áreas selecionadas pelos beneficiários (veja o exemplo abaixo para o reservatório de Salto Grande);
• Dashboards interativos de estações virtuais* identificadas pelas agências beneficiárias, mostrando a variação temporal dos parâmetros.

• Turbidez (NTU, FTU): essa variável é certamente a mais fácil de monitorar por satélite, pois se trata de uma medição ótica mesmo quando é realizada no campo, através de sondas. Consequentemente, a medição por satélite ficará naturalmente mais parecida com as coletas de campo. As medições de turbidez convencionais variam em função do comprimento de onda utilizado, do ângulo de difusão medido pelo sensor in situ ou do processamento inerente a cada fabricante de sonda. Essas medições convencionais são calibradas a partir de soluções de referência, como a formazina, para produzir estimativas em escalas nefelométricas (NUT, FTU). O modelo desenvolvido por Dogliotti et al. (2015) para monitorar a turbidez de águas turvas a partir de imagens de satélite demostrou precisão suficiente para um uso operacional e para faixas amplas de concentração. Vale ressaltar que a turbidez pode permitir monitorar tanto a presença de material inorgânico (sedimentos) quanto a presença de algas. A escala de valores utilizada para a exibição da camada nos mapas segue a classificação CONAMA dos cursos de água para turbidez (ver tabela embaixo).

• Concentração em clorofila-a (micrograma/l): essa variável é um indicador do estado trófico de um corpo hídrico pela correlação com a biomassa de algas (fitoplâncton), sendo assim um parâmetro chave para o monitoramento da qualidade de água. Para essa variável, os modelos radiométricos a se utilizar devem ser adaptados em função do contexto (águas claras vs águas turvas) a partir de um conjunto de modelos disponível na literatura. A escala de valores utilizada para a exibição da camada nos mapas segue a classificação CONAMA dos cursos de água para clorofila-a (ver tabela ao lado).
  

• Concentração de sólidos em suspensão ou matéria em suspensão (mg/l): essa variável representa a quantidade de material particulado em suspensão. É geralmente utilizada para quantificar a presença de sedimentos em suspensão e estimar as taxas de erosão nas bacias a montante dos pontos de amostragem ou relacionar as concentrações de nutrientes que são transportados pelos sedimentos mais finos. Para essa variável é necessário adotar modelos híbridos para medir em conjunto baixas e altas concentrações, e diversos modelos podem ser utilizados (Nechad et al. 2010, Martinez et al. 2015).
  

• Matéria orgânica dissolvida (m-1): é um indicador de processos biogeoquímicos nos ecossistemas. Indica um estágio avançado de degradação da matéria orgânica nos ecossistemas aquáticos ou terrestres de uma bacia hidrográfica local. A matéria orgânica dissolvida na água pode ser o resultado de processos naturais (degradação da matéria orgânica do solo) ou de processos antrópicos como poluições pontuais (lançamentos de esgotos) ou difusas (poluições agrícolas). A presença de substância orgânica dissolvida em um corpo de água controla a absorção de luz e é medida usando seu coeficiente de absorção de luz no comprimento de onda azul (geralmente em 440 nm). Os dados de satélite permitem o monitoramento da matéria orgânica dissolvida colorida (CDOM), que é a fração opticamente mensurável do carbono orgânico dissolvido (COD). CDOM é expresso em uma unidade de m-1.