Application of Sentinel-2 Level-2A images for monitoring water surface in reservoirs in the semiarid region of Pernambuco — Brazil

Abstract

As técnicas de sensoriamento remoto fornecem alternativas efetivas e eficientes para a observação da dinâmica espaçotemporal da água superficial em reservatórios. O objetivo deste artigo foi analisar a aplicabilidade de imagens do satélite Sentinel-2 de Nível 2A no período de 2016 a 2024 para o mapeamento e monitoramento da extensão da água superficial em reservatórios da região Sertão do estado de Pernambuco. Para tanto, foi utilizado um algoritmo automático não supervisionado e não paramétrico que faz a combinação de índices de água com bandas de reflectância de imagens ópticas para a identificação de pixels de água. Os resultados foram comparados com dois conjuntos de dados: monitoramento in situe MapBiomas. Problemas com imagens ópticas afetadas por nuvens sobre o reservatório e erros de classificação dos pixels de água foram notados. Os resultados mostraram que, de modo geral, o algoritmo apresentou uma tendência de subestimação da extensão da superfície hídrica, decorrente da dificuldade de detecção dos pixels de água nas bordas dos reservatórios. Para atenuar esse comportamento, aplicou-se Rede Neural Artificial para corrigir o viés de subestimação. A correção de viés resultou em ganho de desempenho das métricas para os casos em que o tamanho e a representatividade da amostra de calibração foram suficientes para o treinamento e construção do modelo de Rede Neural Artificial.

Keywords

• imagens ópticas; índices de água; semiárido; rede neural artificial.