Teledetección de agua


La teledetección del agua es la observación de cuerpos de agua como lagos , océanos y ríos a distancia para describir su color, estado de salud del ecosistema y productividad. La teledetección del agua estudia el color del agua mediante la observación del espectro del agua que deja el resplandor. A partir del espectro de color procedente del agua, se puede estimar la concentración de componentes ópticamente activos de la capa superior del cuerpo de agua mediante algoritmos específicos . [1] Monitoreo de la calidad del agua por teledeteccióny los instrumentos de corto alcance han recibido una atención considerable desde la fundación de la Directiva Marco del Agua de la UE. [1]

Los instrumentos de teledetección de agua (sensores) permiten a los científicos registrar el color de un cuerpo de agua, lo que proporciona información sobre la presencia y abundancia de componentes naturales del agua ópticamente activos (plancton, sedimentos, detritos o sustancias disueltas). El espectro de color del agua visto por un sensor de satélite se define como una propiedad óptica aparente (AOP) del agua. Esto significa que el color del agua está influenciado por la distribución angular del campo de luz y por la naturaleza y cantidad de las sustancias en el medio, en este caso, el agua. [2]Por tanto, los valores de reflectancia de la teledetección, un AOP, cambiarán con los cambios en las propiedades ópticas y las concentraciones de las sustancias ópticamente activas en el agua. Las propiedades y concentraciones de sustancias en el agua se conocen como propiedades ópticas inherentes o PIO. [1] OIA son independientes de la distribución angular de la luz (el "campo de luz"), sino que son dependientes del tipo y la cantidad de sustancias que están presentes en el agua. [2] Por ejemplo, el coeficiente de atenuación difusa de la irradiancia descendente, K d (a menudo utilizado como índice de claridad del agua o turbidez del océano ) se define como un AOP (o cuasi-AOP), mientras que el coeficiente de absorcióny el coeficiente de dispersión del agua se definen como IOP. [2] Hay dos enfoques diferentes para determinar la concentración de componentes de agua ópticamente activos mediante el estudio de espectros, distribuciones de energía luminosa en un rango de longitudes de onda o colores. El primer enfoque consiste en algoritmos empíricos basados ​​en relaciones estadísticas. El segundo enfoque consiste en algoritmos analíticos basados ​​en la inversión de modelos bioópticos calibrados. [1] [2] La calibración precisa de las relaciones y / o modelos utilizados es una condición importante para la inversión exitosa de las técnicas de teledetección del agua y la determinación de la concentración de los parámetros de calidad del agua a partir de los datos espectrales de teledetección observados. [1]Por lo tanto, estas técnicas dependen de su capacidad para registrar estos cambios en la firma espectral de la luz dispersada desde la superficie del agua y relacionar estos cambios registrados con los parámetros de calidad del agua mediante enfoques empíricos o analíticos. Dependiendo de los constituyentes del agua de interés y del sensor utilizado, se analizarán diferentes partes del espectro. [3]


El camino cubierto por la luz del sol a través del cuerpo de agua hasta el sensor de teledetección [1]
Ejemplo de espectros de absorción de fitoplancton específicos. En este gráfico se pueden ver los picos característicos de Ch-a azul y rojo a 438 nm y 676 nm. Otro pico visible es el máximo de absorción de cianoficocianina a 624 nm. [1]