Proposta de um índice para detecção de macro e microplásticos em zonas costeiras através de sensoriamento remoto hiperespectral

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Silva, José Antônio Duarte da
• Orientador(a): Hackmann, Cristiano Lima
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Sensoriamento remoto; Monitoramento ambiental; Poluição ambiental; Imagens hiperespectrais
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/209920

A poluição marinha é um problema com impactos ambientais, econômicos e sociais, de dimensões globais. Diversos estudos demonstram que ações para a detecção de acúmulos de plásticos e microplásticos no meio ambiente são necessárias. Portanto o desenvolvimento de métodos para detecção remota tem grande importância para um monitoramento contínuo do problema. Os estudos neste trabalho visam ser uma base útil a ser aplicada no desenvolvimento do sensoriamento remoto (SR) de plásticos. A partir do método do ângulo de similaridade espectral (SAM), observamos o grau de similaridade entre cada um dos cinco polímeros: Polietileno de baixa densidade (LDPE), Politereftalato de etila (PET), Polipropileno (PP), Policloreto de vinila (PVC) e Poliamida 6.6 (PA6.6); e uma amostra de microplásticos coletados de ambiente costeiro. O resultado indicou que a assinatura espectral do PET é aquela que apresenta maior similaridade com a amostra de plásticos encontrados no meio ambiente. Por isso sugerimos que um limiar θ = 0,25 radianos (14, 3 ◦ ) pode ser empregado como parâmetro para a identificação de materiais plásticos em imagens de SR. O método de cálculo do Índice de Hidrocarbonetos Simplificado (HIS) foi desenvolvido com base nas características espectrais dos polímeros. Simulações de mistura espectral linear de diferentes proporções polímero/água e polímero/areia, mostraram haver uma relação de proporcionalidade entre o índice de hidrocarbonetos simplificado (HIS) e o índice de hidrocarbonetos (HI). O HI é um método que já tem sido empregado no sensoriamento de plásticos e uma comparação entre os resultados destes índices em uma imagem do sensor AVIRIS serviu de parâmetro para avaliar a eficácia do HIS. Também foram realizados testes com imagens de sensoriamento remoto simuladas no modelo de transferência radiativa anisotrópica discreta (DART). Estes testes sugerem que há a capacidade de detecção da proporção de plásticos existentes em uma cena, a partir do valor do HIS calculado para cada pixel da respectiva imagem, por um comportamento polinomial na relação entre a proporção de plásticos e o valor de HIS, no entanto outros estudos precisam ser realizados para confirmar a acurácia do método. Após identificada eficácias equivalentes entre os resultados dos métodos HIS e HI, foi realizada uma classificação com base no cálculo do SAM e o resultado deste procedimento foi comparado ao resultado obtido pelo HIS. A partir da composição entre os resultados, demonstramos que os métodos de classificação SAM e HIS concordam com a presença das substâncias pesquisadas em regiões de altas concentrações do material. Porém em regiões de baixa concentração, com alto grau de misturas espectrais ou na presença de solo exposto, os métodos apresentaram algumas divergências. Vimos neste trabalho que a detecção de plásticos no ambiente natural é viável. As características espectrais dos plásticos podem ser detectadas por SR e apresentam um bom destaque em relação a outros materiais feitos pelo homem e aos materiais naturais presentes na cena. No entanto a acurácia do método precisa ser melhorada.