Utilização de técnicas de deteção remota no estudo de plumas costeiras: O caso do Estuário do Vouga

Abstract

No contexto dinâmico associado às zonas costeiras, a influência das bacias hidrográficas através dos fluxos hidrológicos ricos em sedimentos e matéria orgânica condicionam a formação de estruturas costeiras. Nesta dissertação é apresentado um estudo sobre plumas costeiras, mais especificamente da pluma com origem na descarga associada ao estuário do rio Vouga, através de técnicas de deteção remota. Com este estudo pretendeu-se identificar e caracterizar a pluma costeira gerada pela descarga lagunar, durante o período entre 2017 e 2020. O desenvolvimento da deteção remota observado nas últimas décadas possibilita atualmente a utilização deste tipo de técnicas nas mais diversas aplicações. Neste caso em particular, na monitorização de fenómenos costeiros auxiliada pela capacidade destas técnicas de medição da temperatura superficial oceânica. Desta forma, foi desenvolvida uma metodologia com recurso a dados óticos e térmicos infravermelhos adquiridos pelo Landsat 8, mas também dados SAR adquiridos pela plataforma Sentinel-1. A cartografia da pluma realizada a partir das imagens térmicas infravermelhas foi concretizada inicialmente de forma manual apoiada pela interpretação dos gradientes térmicos e auxiliada por uma composição RGB. Esses mesmos dados foram de seguida submetidos a uma cadeia de processamento baseada no algoritmo de identificação de limites automático Canny Edge. A identificação da pluma através das imagens SAR foi realizada pela interpretação de assinaturas texturais adquiridas pelas imagens na área de interesse. Consoante o tipo de dados, o procedimento metodológico foi adaptado de modo a facilitar a análise e discussão dos resultados. Nos resultados obtidos neste estudo, independentemente do tipo de dados analisado, foi possível observar características associadas à presença da pluma costeira na região do estuário do Vouga. Deste modo foi evidenciada a viabilidade da metodologia desenvolvida quer no reconhecimento e cartografia da pluma costeira como na caracterização da mesma. A identificação deste tipo de estruturas através de imagens SAR exibiu resultados promissores apesar do teor experimental da análise proporcionando, em simultâneo com os resultados obtidos a partir das imagens Landsat, a possibilidade de caracterização de um fenómeno dominante associado à dinâmica dos ambientes de interface costeira.

In the dynamic context associated with coastal zones, the influence of river basins through hydrological flows rich in sediments and organic matter condition the formation of coastal structures. This dissertation presents a study on coastal plumes, more specifically the plume originating from the discharge associated with the Vouga River estuary, through remote sensing techniques. This study aimed to identify and characterise the coastal plume generated by the estuarine discharge, during the period between 2017 and 2020. The development of remote sensing observed in the last decades currently favours the use of this type of techniques in a wide range of applications. In this particular case, the monitoring of coastal phenomena facilitated by the ability of these techniques to measure the ocean surface temperature. In this way, a methodology was developed using optical and thermal infrared data acquired by the Landsat 8, but also SAR data acquired by the Sentinel-1 platform. The plume cartography carried out from the thermal imaging was initially carried out manually supported by the interpretation of thermal gradients and aided by an RGB composition. These same data were then submitted to a processing chain based on the Canny Edge automatic boundary identification algorithm. The identification of the plume through the SAR imaging was performed by the interpretation of textual signatures acquired by the images in the area of interest. Depending on the type of data, the methodological procedure was adapted in order to facilitate the analysis and discussion of the results. In the results obtained in this study, regardless of the type of data analysed, it was possible to observe characteristics associated with the presence of the coastal plume in the Vouga estuary region. In this way, the feasibility of the methodology developed was evidenced both in the recognition and cartography of the coastal plume but also in its characterisation. The identification of this type of structures through SAR images showed promising results despite the experimental nature of the analysis, providing, simultaneously with the results obtained from Landsat images, the possibility of characterising a dominant phenomenon associated with the dynamics of coastal interface environments.