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Dezembro 2020

As imagens de satélite contêm informações sobre a propagação da luz pela atmosfera em tempo real, representam a luz que interage com a atmosfera e a terra, ou seja, a luz refletida. Essas informações foram filtradas através da técnica de componentes principais, assumiu-se que as informações relacionadas à atmosfera estão contidas nos componentes secundários e terciários da imagem. As informações filtradas permitiram a construção de curvas reais de refletância difusa (% R) com resolução espectral (λ) nm. Veja o gráfico 1.

Gráfico 1. Curva de refletância espectral ao variar a concentração de CO2

O ajuste trigonométrico é um método eficaz para parametrizar curvas de refletância difusa simuladas e reais. Além disso, a parametrização trigonométrica permitiu obter a relação matemática entre os coeficientes de expansão da série de Fourier e os respectivos parâmetros ópticos para o CO2 no caso das curvas de refletância simuladas. Ou seja, os coeficientes da série de Fourier tornaram-se referenciais durante o processo de recuperação dos parâmetros ópticos na atmosfera, pois pelo menos um coeficiente de Fourier proporcionou uma relação clara com relação à concentração para cada poluente estudado. Assim, quando as curvas reais de refletância difusa foram parametrizadas trigonometricamente, os coeficientes de Fourier foram obtidos.

Com o auxílio dos coeficientes de Fourier do ajuste das curvas reais de refletância difusa do satélite, foi determinada a concentração de CO2, porém, foi apresentado um novo método para obtenção da concentração de poluentes atmosféricos em tempo real e continuamente em termos de crescimento, diminuição ou variação destes. A importância do método apresentado é a sensibilidade às mudanças na concentração dos contaminantes, que vai além da determinação de uma concentração exata.

Ao realizar a análise de cada um dos coeficientes de parametrização da série de Fourier ao variar a concentração de CO2, não foi possível determinar algum tipo de comportamento regular para a maioria deles, exceto para a constante ao, cujo comportamento pode ser observado no gráfico 2.

Gráfico 2. Coeficiente de Fourier ao versus concentração de CO2

Esta dependência representa uma importante contribuição que permite estabelecer uma relação matemática do tipo polinomial de grau 3 entre a constante de Fourier ao e a concentração de Dióxido de Carbono, CO2. Essa relação é mostrada na equação (1) e permite recuperar a concentração de dióxido de carbono, CO2, na atmosfera modelada.

ao= 0,2922(%CO2)3 – 0,5491(%CO2)2 + 0,3608(%CO2) + 0,8573                         (1)

Nesse ponto, podemos nos perguntar: o que é necessário para um usuário utilizar o método proposto para determinar o poluente a partir da imagem de satélite? Por isso, a seguir se apresentam de forma simples os passos adotados no método para o usuário (veja a figura 1).

  1. Obtenha imagens de satélite multiespectrais e seus respectivos metadados. Ou seja, a refletância difusa radial real aparecerá nos metadados.
  2. Filtre os metadados.
  3. Obtenha as curvas espectrais de refletância difusa.
  4. Parametrize as curvas trigonometricamente e obtenha os coeficientes de Fourier.
  5. Substitua na equação (1) os coeficientes de Fourier para determinar a concentração do poluente.

Figura 1. Método do usuário

Semia Rafeh de Maddah

Universidade Temple, Filadélfia, Pensilvânia, USA

 semiara@gmail.com

Aaron A. Muñoz

Departamento de Física, Universidade de Carabobo, Venezuela

 aamunozmorales@gmail.com

  @aamunoz78

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