Altimetria por satélite em pequenos reservatórios no semiárido brasileiro

Ribeiro Neto, Alfredo; Behnia, Sajedeh; Tourian, Mohammad J.; Costa, Fábio Araújo da; Sneeuw, Nico

doi:10.1590/2318-0331.262120210038

Brasil

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Scientific/Technical Article • RBRH 26 • 2021 • https://doi.org/10.1590/2318-0331.262120210038 linkcopiar

Altimetria por satélite em pequenos reservatórios no semiárido brasileiro

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

RESUMO

O Nordeste do Brasil é uma das regiões semiáridas mais populosas no mundo. A região é altamente dependente de reservatórios para abastecimento humano de água, irrigação, indústria e pecuária. O objetivo deste estudo foi validar séries temporais de níveis de água dos satélites Envisat, SARAL, Sentinel-3A/-3B, Jason-2/-3 em pequenos reservatórios no Nordeste do Brasil. No total, foram avaliadas as séries temporais de nível da água de 20 reservatórios. O Sentinel-3B superou os outros altímetros com um RMSE máximo de 0,21 m. Em sete reservatórios com curva cota-área-volume atualizadas, o nível de água dos satélites foi utilizado para calcular o volume correspondente. O volume obtido foi então comparado ao volume dado pela mesma curva usando nível medido. Os resultados mostraram que, no caso de pequenos reservatórios, a precisão das séries temporais de nível da água derivadas da altimetria de satélite é governada principalmente pela variabilidade sazonal do armazenamento especialmente no final do período de seca 2012-2017.

Palavras-chave: Monitoramento de reservatório; Sensoriamento remoto; Missões altimétricas

	Reservoir	Area [km²]	WV [m]	Lon	Lat	E/S	JA	S3A	S3B
1	Zabumbão	4.36	14.76	-42.21	-13.44			x
2	Prata	4.80	12.09	-35.83	-8.53			x
3	Poço do Barro	7.81	15.44	-38.46	-5.38		x
4	Lagoa do Arroz	7.81	14.52	-35.57	-6.80		x
5	Estreito	8.56	10.33	-42.81	-14.83			x
6	Poço Branco	10.60	27.00	-35.65	-5.63				x
7	Pau dos Ferros	10.97	16.64	-38.19	-6.15		x
8	Sabugi	11.83	14.16	-37.20	-6.65	x
9	Arg. de Figueiredo	16.95	8.82	-35.56	-7.44			x	x
10	Anagé	19.21	13.20	-41.19	-14.63	x
11	Trussu	20.45	21.83	-39.43	-6.31	x
12	Pedra Redonda	20.56	-	-41.49	-8.01			x
13	Bandeira de Melo	21.03	10.62	-40.82	-13.03		x		x
14	Edson Queiroz	25.20	15.99	-40.07	-4.22				x
15	Santa Cruz do Apodi	31.95	7.11	-37.80	-5.76				x
16	Pereira de Miranda	37.29	19.00	-39.26	-3.80				x
17	Mãe d’Água	43.46	21.13	-37.99	-7.02			x
18	Vinícius Barreto	47.92	15.65	-38.88	-5.15				x
19	Poço da Cruz	54.27	23.18	-37.71	-8.51	x		x
20	Araras	67.40	20.55	-40.45	-4.21		x	x

Mission	Retracker	Period	Revisit time [days]	Sampling rate [Hz] \| [m]	Source	Version
Envisat	ICE-1	2002-2010	35	18 \| 400	ESA	GDR-V3
SARAL/Altika	ICE-1	2013-2016	35	40 \| 175	AVISO	GDR-T
Jason 2	ICE-3	2008-2017	9.9156	20 \| 350	AVISO	PISTACH
Jason 3	ICE-1	2016-2019	9.9156	20 \| 350	AVISO	GDR-D
Sentinel-3A	OCOG	2016-2019	27	20 \| 300	COPERNICUS	O_NT_003
Sentinel-3B	OCOG	2018-2019	27	20 \| 300	COPERNICUS	O_NT_003

Mission	Reservoir	RMSE (m)	n	npc
Envisat	Poço da Cruz	0.30	50	0
	Sabugi	0.28	79	3
	Anagé	0.40	72	11
	Trussu	0.28	42	2
SARAL	Poço da Cruz	0.40	12	6
	Sabugi	0.17	14	9
	Anagé	0.17	24	6
	Trussu	0.35	15	3
Jason 2	Lagoa do Arroz	0.27	142	53
	Bandeira de Melo	0.29	99	38
	Pau dos Ferros	0.21	245	53
	Poço do Barro	0,86	177	22
	Araras	0.32	298	3
Jason 3	Lagoa do Arroz	0.39	55	41
	Bandeira de Melo	0.35	71	32
	Pau dos Ferros	0.19	44	78
	Poço do Barro	0.84	89	7
	Araras	0.14	86	38
Sentinel-3A	Poço da Cruz	0.76	15	10
	Mãe d’Água	0.20	38	14
	Estreito	0.50	41	7
	Zabumbão	1.01	33	5
	Prata	0.81	22	27
	Araras	0.97	37	15
Sentinel-3B	Bandeira de Melo	0,13	12	2
	Argemiro de Figueiredo	0.06	14	0
	Edson Queiroz	0.21	15	0
	Vinícius Barreto	0.11	11	4

Reservoir	Capacity (hm³)	RMSE (hm³)	RRMSE (%)	ΔV (%)
Poço da Cruz	483.72	9.28	3.94	-1.34
Sabugi	61.82	2.21	6.93	-1.10
Anagé	229.09	5.25	2.80	-0.22
Mãe d’Água	545.02	2.17	5.13	-1.05
Estreito	65.71	3.08	15.73	2.36
Zabumbão	61.34	2.50	11.46	1.13
Lagoa do Arroz	80.41	1.62	5.22	-0.70

Mission	Reference	RMSE [m]		Hydro-object	Characteristic
Mission	Reference	Study	NEB	Hydro-object	Characteristic
Envisat	Baup et al. (2014)	0.27	0.28–0.40	Reservoir	52 ha
	da Silva et al. (2010)	0.118–0.81		Amazon	Width < 500 m
	Sulistioadi et al. (2015)	0.21–0.69		Rivers and lakes	40–200 m wide
	Michailovsky et al. (2012)	0.24–1.06		River	40–400 m wide
SARAL	Kao et al. (2019)	0.11; 0.16	0.17; 0.40	Two lakes	Tibetan Plateau
	Schwatke et al. (2015)	0.078–0.318		Amazon	2.3–17.5 km wide
	Chander & Ganguly (2017)	0.12		Reservoir	520 km²
	Arsen et al. (2015)	0.05-1.18		Lakes in the Andes	0.7-28.7 km wide
Sentinel-3A	Jiang et al. (2020)	< 0.60	0.20–1.01	Rivers	Width < 400 m
Sentinel-3A	Gao et al. (2019)	0.20; 1.39	0.20–1.01	Rivers and lakes	400 m; 130 m wide
Jason-2/-3	Birkett & Beckley (2010)	0.03–0.33	0.27–0.80	Lakes	~800 m wide
	Ricko et al. (2012)	0.05–1.41		Lakes	> 100 km²
	Jarihani et al. (2013)	0.28		Lake	~1000 m wide

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