GLÓRIA

Mar 29, 2023

Scientific Data volume 10, Número do artigo: 100 (2023) Citar este artigo

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Uma correção do autor para este artigo foi publicada em 06 de abril de 2023

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O desenvolvimento de algoritmos para sensoriamento remoto da qualidade da água (RSWQ) requer uma grande quantidade de dados in situ para contabilizar a diversidade bio-geo-óptica das águas interiores e costeiras. O conjunto de dados da comunidade GLObal Reflectance para geração de imagens e detecção óptica de ambientes aquáticos (GLORIA) inclui 7.572 medições de refletância de sensoriamento remoto hiperespectral com curadoria em intervalos de 1 nm dentro da faixa de comprimento de onda de 350 a 900 nm. Além disso, é fornecida pelo menos uma medição co-localizada da qualidade da água de clorofila a, sólidos suspensos totais, absorção por substâncias dissolvidas e profundidade Secchi. Os dados foram fornecidos por pesquisadores afiliados a 59 instituições em todo o mundo e vêm de 450 corpos d'água diferentes, tornando o GLORIA o estado de fato do conhecimento da diversidade óptica aquática costeira e continental in situ. Cada medição é documentada com detalhes metodológicos abrangentes, permitindo que os usuários avaliem a adequação ao propósito e fornecendo uma referência para profissionais que planejam medições semelhantes. Fornecemos acesso aberto e gratuito a este conjunto de dados com o objetivo de permitir o avanço científico e tecnológico em direção ao monitoramento RSWQ operacional regional e global.

A luz do sol refletida de volta através da interface água-ar carrega assinaturas espectrais características de vários constituintes-chave da qualidade da água devido à sua absorção específica de comprimento de onda e propriedades de dispersão1,2. Clorofila a, sólidos suspensos totais e matéria orgânica dissolvida colorida são os constituintes opticamente ativos dominantes em águas interiores e costeiras3,4, e medidas comuns de qualidade da água usadas para o gerenciamento de ecossistemas e saúde pública5,6,7,8. Medições precisas de refletância espectral (ou seja, a radiância ascendente normalizada pela irradiância solar descendente) são a base para aplicações de monitoramento ambiental sinópticas e econômicas usando sensores de satélite, sensores automatizados instalados perto da superfície da água e instrumentos portáteis para levantamentos de campo manuais9.

Instrumentos espaciais têm fornecido estimativas precisas de clorofila a e retroespalhamento de partículas em oceano aberto desde o final da década de 1990 com dados do Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS), seguido por muitos outros, incluindo o MEdium Resolution Imaging Espectrômetro (MERIS) e espectrorradiômetro de imagem de resolução moderada (MODIS) na década de 2000, e o Ocean and Land Color Instrument (OLCI) e Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) na última década10,11,12,13,14,15, 16,17. No entanto, em águas costeiras e interiores, as incertezas nessas estimativas são tipicamente muito maiores devido a fatores que incluem diversas contribuições atmosféricas, dispersão de luz de áreas terrestres adjacentes, variabilidade potencialmente não correlacionada de constituintes opticamente ativos e, em águas rasas opticamente, reflexão do fundo9, 18,19,20. Além disso, os geradores de imagens de resolução grosseira com uma resolução nominal próxima a 1 km são limitados em sistemas próximos à costa e estreitos, onde missões modernas de alta resolução como Landsat-8 e Sentinel-2 oferecem observações válidas21. No geral, a recuperação da qualidade da água em lagos, rios, estuários, lagoas e águas costeiras próximas à costa continua sendo uma área ativa de pesquisa onde melhorias são necessárias para que as observações de satélite possam atingir seu potencial e se tornar parte de programas de monitoramento de rotina para estados, tendências, e sistemas de alerta de saúde pública22,23,24,25,26.

Conjuntos de dados in situ grandes e globalmente representativos são essenciais para o desenvolvimento e validação de algoritmos bio-ópticos para apoiar o monitoramento em larga escala usando tecnologias de observação da Terra por satélite. Esses conjuntos de dados são particularmente escassos e geograficamente fragmentados em águas interiores e costeiras, pois as medições radiométricas não fazem parte da maioria dos programas de amostragem de rotina e muitos lagos são remotos e de difícil acesso.