RESUMO Os dados de sensoriamento remoto são essenciais para se avaliar processos de natureza dinâmica em sistemas aquáticos continentais, tais como a eutrofização e o aumento da concentração de sedimentos suspensos. Portanto, objetivou-se desenvolver modelos para estimar as concentrações de clorofila-a a partir de dados de sensoriamento remoto em águas continentais da região semiárida brasileira. A área de estudo corresponde ao reservatório Orós, localizado no estado do Ceará. O desenvolvimento dos modelos baseou-se em medidas realizadas em 20 pontos amostrais. Foram coletadas amostras de água no reservatório para a análise das seguintes variáveis: i) clorofila-a, condutividade elétrica, pH, turbidez; ii) medições ópticas in situ da transparência da água e da radiância espectral. As medidas de radiância foram realizadas utilizando-se espectrorradiômetro ASD FieldSpec®3 Hi-Res. Posteriormente, os dados espectrais foram transformados em reflectância e utilizados para testar o desempenho de diversos modelos de estimativa de clorofila-a disponíveis na literatura. Os resultados indicaram que para o modelo de três bandas o valor máximo do coeficiente de determinação (R2) de 0,88 foi obtido utilizando-se as bandas espectrais: λ1 = 660 nm, λ2 = 690 nm, e λ3 = 717 nm. O modelo de duas bandas espectrais apresentou melhor desempenho (R2= 0,87) para as bandas espectrais λ1 = 660 nm e λ2 = 690 nm. Os modelos apresentaram um erro médio absoluto de 5,35 e 5,00 µg L-1, respectivamente para os modelos de três e duas bandas espectrais. Os modelos desenvolvidos são confiáveis, indicando que esta variável limnológica pode ser quantificada a partir dos dados de sensoriamento remoto de campo com elevado grau de confiabilidade.

ABSTRACT Remote-sensing data are essential to evaluate dynamic processes such as eutrophication and increases in the concentration of suspended sediments in continental aquatic systems. The aim of this study, therefore, was to develop models to estimate chlorophyll-a concentrations from remote-sensing data in continental waters of the Brazilian semi-arid region. The study area corresponds to the Orós reservoir, located in the state of Ceará. The models were developed based on measurements taken at 20 sampling points. Water samples were collected from the reservoir to i) analyse the chlorophyll-a, electrical conductivity, pH and turbidity; ii) take optical measurements in situ of water transparency and spectral radiance. Radiance measurements were carried out using an ASD FieldSpec®3 Hi-Res spectroradiometer. The spectral data were later transformed into reflectance values and used to test the performance of several models found in the literature for estimating chlorophyll-a. The results showed that for the three-band model, the maximum value for the coefficient of determination (R2), of 0.88, was obtained using the λ1 = 660 nm, λ2 = 690 nm and λ3 = 717 nm spectral bands. The model employing two spectral bands presented the best performance (R2 = 0.87) in the λ1 = 660 nm and λ2 = 690 nm bands. An absolute mean error of 5.35 and 5.00 µg L-1 was found for the three- and two-band models respectively. The developed models are reliable, showing that chlorophyll-a concentrations can be quantified from remote-sensing field data with a high degree of accuracy.

Resumo Os nanossatélites e os CubeSats foram desenvolvidos pela primeira vez para fins educacionais. No entanto, seu baixo custo e curto ciclo de desenvolvimento fizeram com que constelações de nanossatélites se tornassem uma opção acessível para aumentar a frequência de imagens de alta resolução visando o sensoriamento remoto de observação da Terra, requisito fundamental para o estudo e monitoramento de processos dinâmicos. Nesse sentido, embora ainda incipientes, as aplicações de nanossatélites e as missões propostas estão crescendo constantemente em número com aplicações em diferentes campos científicos. Existem várias iniciativas de universidades, agências espaciais e empresas privadas para lançar novas missões de nanossatélites. Essas iniciativas vêm investigando novas tecnologias para melhorar a qualidade das imagens e vêm estudando maneiras de aumentar a frequência de aquisição através do lançamento de grandes constelações de nanossatélites. Até agora, o setor privado está liderando o desenvolvimento de novas missões, cujas propostas envolvem a criação de constelações cujo número varia de 12 a mais de mil nanossatélites. Além disso, novas missões de nanossatélites vem sendo propostas para lidar com aplicações específicas, como desastres naturais, ou para testar melhorias na resolução espacial, temporal e radiométrica de nanossatélites. A combinação, sem precedentes, de alta resolução espacial e temporal oferecida pelas constelações de nanossatélites, associada a esforços de melhoria na qualidade do sensor é promissora e pode representar uma tendência das agências espaciais, universidades e empresas privadas de substituição de grandes satélites por nanossatélites menores e mais baratos. Este artigo relata primeiramente o desenvolvimento e novas missões de nanossatélites. Em seguida, uma sistemática revisão de artigos publicados usando a constelação de maior sucesso (PlanetScope e Doves) é apresentada e os principais trabalhos discutidos.

Abstract Nanosatellites and CubeSats were first developed for educational purposes. However, their low cost and short development cycle made nanosatellite constellations an affordable option for observing the Earth by remote sensing, increasing the frequency of high-resolution imagery, which is fundamental for studying and monitoring dynamic processes. In this sense, although still incipient, nanosatellite applications and proposed Earth observation missions are steadily growing in number and scientific fields. There are several initiatives from universities, space agencies and private companies to launch new nanosatellite missions. These initiatives are actively investigating new technologies to improve image quality and studying ways to increase acquisition frequency through the launch of larger constellations. So far, the private sector is leading the development of new missions, with proposals ranging from 12 to more than one thousand nanosatellite constellations. Furthermore, new nanosatellite missions have been proposed to tackle specific applications, such as natural disasters, or to test improvements on nanosatellite spatial, temporal and radiometric resolution. The unprecedented combination of high spatial and temporal resolution from nanosatellite constellations associated with improvement efforts in sensor quality is promising and may represent a trend to replace the era of large satellites for smaller and cheaper nanosatellites. This article first reports on the development and new nanosatellite missions of space agencies, universities and private companies. Then a systematic review of published articles using the most successful private constellation (PlanetScope and Doves) is presented and the principal papers are discussed.

RESUMO Em uma região particular da Amazônia ocidental, peixes-boi amazônicos (Trichechus inunguis) vivem em um ambiente que se torna inóspito para eles durante a água-baixa anual. Para fugir dele, realizam uma migração perigosa para o refúgio enquanto o nível da água desce rapidamente. Nosso objetivo foi compreender melhor o papel da variação da profundidade neste processo migratório. Analisamos os únicos dados de rastreamento de peixes-boi selvagens (n=10 machos), 30 anos de imagens Landsat, 14 anos de hidrógrafa e um modelo batimétrico 3-D. As rotas migratórias possuíam trechos mais rasos, denominados gargalos migratórios, que secaram no final da maioria das vazantes, bloqueando o acesso ao refúgio. Os peixes-boi começaram a migração em tempo justo para atravessar os gargalos mais distantes, sugerindo que a sintonizaram para maximizar o período se alimentando sem comprometer a segurança. Para tal, parecem ter estimado a profundidade nos gargalos. Adicionalmente, um gargalo foi criado em <15 anos, ilustrando o dinamismo do ambiente e o desafio que isto impõe aos peixes-boi. Esses resultados provavelmente valem para boa parte da área de distribuição da espécie. Argumentamos que peixes-boi possuem um mapa cognitivo atualizável do ambiente e são comportamentalmente plásticos. Os planos de construção de barragens hidrelétricas, se concretizados, criariam mais gargalos e regimes de inundação menos previsíveis, dificultando a migração e consequentemente aumentando a mortalidade de peixes-boi. Também particionariam a espécie em populações pequenas, vulneráveis à extinção no curto-prazo. O desfecho seria o segundo colapso da espécie. O crescimento econômico não deve vir às custas da extinção do icônico peixe-boi.

ABSTRACT In a particular region within western Amazonia, Amazonian manatees (Trichechus inunguis) live in a floodplain environment that becomes inhospitable for them during the annual low-water season. To flee from it, they undergo a dangerous migration to a refuge while water levels are dropping fast. Our aim was to better understand the role of depth variation in this migratory process. We analyzed the sole tracking data on wild manatees (n=10 males), 30 years of Landsat images, a 14-year hydrograph and a 3-D bathymetric model. Migratory routes contained shallower segments, here called 'migratory bottlenecks', which dried out at the end of most lowering-water seasons, blocking the passage to the refuge. Manatees began migrating just in time to traverse the bottlenecks furthest away, suggesting they fine-tuned their departure so as to maximize time within the foraging home range without compromising safety. They apparently achieved this by estimating depth at the bottlenecks. Moreover, a bottleneck was created in >15 years, illustrating the environment's dynamism and the challenge this imposes upon manatees. Our results are probably generalizable to most of the species' range. We contend manatees possess an updatable cognitive map of their environment and are behaviorally plastic. Current dam-building plans, if implemented, would create more bottlenecks and make flooding less predictable, increasing manatee mortality from unsuccessful migrations. It would also partition the species into small populations, each prone to short-term extinction. The natural outcome would be the second species-level collapse. Economic growth should not come at the expense of the extinction of the iconic manatee.

RESUMOAs várzeas amazônicas são um importante componente do bioma Amazônico, mas impactos antrópicos e climáticos têm levado à perda florestal e à interrupção de processos e serviços ecossistêmicos. O presente estudo teve como objetivos avaliar a aplicabilidade do algoritmo Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) na detecção de mudanças na cobertura florestal de várzea no Baixo Amazonas, e analisar o potencial de atributos espectrais e temporais na classificação das perdas florestais em antrópicas ou naturais. Utilizamos uma série temporal de 37 imagens Landsat TM e ETM+, adquiridas entre 1984 e 2009. Aplicamos o algoritmo LandTrendr para detectar mudanças na cobertura florestal e extrair os atributos de "duração", "magnitude" e "ano de início" das mudanças, além de "NDVI ao final da série". A detecção se restringiu a áreas identificadas como cobertura florestal no início e/ou final da série. Os atributos derivados da série temporal foram classificados pelo algoritmo Support Vector Machine (SVM), diferenciando as perdas florestais antrópicas e naturais. A confiabilidade da detecção dos eventos de mudança foi consistentemente alta ao longo do rio Amazonas, e mais variável no interior da várzea. As trajetórias espectrais-temporais representaram fielmente os eventos de mudança na cobertura florestal, com base em averiguações em campo. A perda da cobertura florestal por causas antrópicas foi maior (1.071 ha) do que por causas naturais (884 ha), com exatidão global de classificação de 94%. Concluímos que o algoritmo LandTrendr é uma ferramenta confiável para aplicação em estudos de dinâmica da cobertura florestal de várzea.

ABSTRACTThe Amazon várzeas are an important component of the Amazon biome, but anthropic and climatic impacts have been leading to forest loss and interruption of essential ecosystem functions and services. The objectives of this study were to evaluate the capability of the Landsat-based Detection of Trends in Disturbance and Recovery (LandTrendr) algorithm to characterize changes in várzeaforest cover in the Lower Amazon, and to analyze the potential of spectral and temporal attributes to classify forest loss as either natural or anthropogenic. We used a time series of 37 Landsat TM and ETM+ images acquired between 1984 and 2009. We used the LandTrendr algorithm to detect forest cover change and the attributes of "start year", "magnitude", and "duration" of the changes, as well as "NDVI at the end of series". Detection was restricted to areas identified as having forest cover at the start and/or end of the time series. We used the Support Vector Machine (SVM) algorithm to classify the extracted attributes, differentiating between anthropogenic and natural forest loss. Detection reliability was consistently high for change events along the Amazon River channel, but variable for changes within the floodplain. Spectral-temporal trajectories faithfully represented the nature of changes in floodplain forest cover, corroborating field observations. We estimated anthropogenic forest losses to be larger (1.071 ha) than natural losses (884 ha), with a global classification accuracy of 94%. We conclude that the LandTrendr algorithm is a reliable tool for studies of forest dynamics throughout the floodplain.

Este trabalho propõe a criação de um índice de estado trófico baseado na estimativa da concentração de clorofila através de sensoriamento remoto. Para atingir este objetivo, medidas do fator de reflectância bidirecional (BRF) adquiridas no reservatório de Ibitinga foram reamostradas para serem combinadas com bandas espectrais simuladas do Landsat/TM (TM_sim) e foram usadas para o cálculo da correlação linear com medidas de concentração de clorofila-a. A simulação de Monte Carlo foi aplicada para selecionar o modelo mais adequado para relacionar concentração de clorofila e reflectância simulada do TM/Landsat. A razão TM4_sim/TM3_sim forneceu o melhor modelo, com um valor de 0.78 para R². O modelo foi então invertido para criar uma tabela (LUT) com as relações entre os intervalos das razões TM4_sim/TM3_sim e as classes de estado trófico, abrangendo todo o intervalo de valores medidos no reservatório. Imagens do Landsat TM, corrigidas atmosfericamente e convertidas para reflectância de superfície, foram usadas para gerar uma imagem para a razão TM4/TM3. A distribuição de frequência da imagem da razão englobou todo o intervalo da razão TM4_sim/TM3_sim, indicando concordância entre os dados orbitais e os dados medidos in situ e corrobora o uso de dados de satélite para mapear a distribuição do estado trófico no reservatório. Com base nestas observações, a LUT foi aplicada à imagem razão Landsat/TM para mapear a distribuição espacial das classes de estado trófico no Reservatório de Ibitinga. Apesar da seleção estocástica da razão TM4_sim/TM3_sim como melhor variável de entrada para modelagem da concentração de clorofila-a, esta escolha foi baseada em fatores físicos: altas concentrações de fitoplâncton aumentam a reflectância na região do infra-vermelho próximo (TM4) e diminuem a reflectância na região espectral do vermelho (TM3). A razão entre bandas, portanto, realça a relação entre a concentração de clorofila-a e a reflectância medida por sensoriamento remoto.

This work proposes a trophic state index based on the remote sensing retrieval of chlorophyll-α concentration. For that, in situ Bidirectional Reflectance Factor (BRF) data acquired in the Ibitinga reservoir were resampled to match Landsat/TM spectral simulated bands (TM_sim bands) and used to run linear correlation with concurrent measurements of chlorophyll-α concentration. Monte Carlo simulation was then applied to select the most suitable model relating chlorophyll-α concentration and simulated TM/Landsat reflectance. TM4_sim/TM3_sim ratio provided the best model with a R² value of 0.78. The model was then inverted to create a look-up-table (LUT) relating TM4_sim/TM3_sim ratio intervals to chlorophyll-α concentration trophic state classes covering the entire range measured in the reservoir. Atmospheric corrected Landsat TM images converted to surface reflectance were then used to generate a TM4/TM3 ratio image. The ratio image frequency distribution encompassed the range of TM4_sim/TM3_sim ratio indicating agreement between in situ and satellite data and supporting the use of satellite data to map chlorophyll-α concentration trophic state distribution in the reservoir. Based on that, the LUT was applied to a Landsat/TM ratio image to map the spatial distribution of chlorophyll-α trophic state classes in Ibitinga reservoir. Despite the stochastic selection of TM4_sim/TM3_sim ratio as the best input variable for modeling the chlorophyll-α concentration, it has a physical basis: high concentration of phytoplankton increases the reflectance in the near-infrared (TM4) and decreases the reflectance in the red (TM3). The band ratio, therefore, enhances the relationship between chlorophyll-α concentration and remotely sensed reflectance.

OBJETIVO: Este trabalho descreve os experimentos realizados para avaliar as medidas de fluorescência in vivo (IVF) em um ambiente aquático opticamente complexo (planície de inundação amazônica), como método alternativo para a quantificação da clorofila-a na água. MÉTODOS: Foram coletados parâmetros de qualidade da água em 26 estações amostrais distribuídas em diversos lagos da planície de inundação de Curuai: temperatura, pH, turbidez, condutividade, profundidade, transparência ao disco de Secchi, concentração de clorofila-a (Chl-a), total de sólidos em suspensão (TSS) e carbono orgânico dissolvido (DOC) simultaneamente a quilômetros de transectos de IVF. Dois métodos de determinação do valor de fluorescência foram testados para o ajuste de modelos de estimativa da concentração de clorofila: fluorescência instantânea e fluorescência média. Também foram testados um modelo global e modelos regionais, os quais foram analisados em termos dos componentes opticamente ativos na água (Chl-a, DOC e TSS). RESULTADOS: Os resultados indicam que independentemente do método de estimativa de fluorescência empregado, não foi possível ajustar um modelo global para a planície de Curuai. Os modelos regionais apresentaram resultados contrastantes, de acordo com a concentração dos componentes opticamente ativos. Melhores resultados foram observados nos sistemas aquáticos com um único componente dominante, distribuído homogeneamente pelo respectivo lago. Os resultados destacam a influência das razões Chl-a/TSS, Chl-a/DOC e Feofitina/Chl-a no ajuste entre a IVF e a Chl-a. CONCLUSÕES: Não foi possível ajustar um modelo global para a planície de Curuai através de medidas de IVF. Entretanto, a busca por modelos regionais forneceu informações sobre os principais fatores que afetam a relação entre a IVF e a Chl-a. Dessa forma, este trabalho reforça o grande potencial da fluorometria, pois mesmo com um baixo número de amostras foi possível estabelecer um bom modelo no principal lago da planície. Ainda que a técnica não possa ser considerada extremamente precisa, ela é útil para avaliar o padrão de variação espacial da clorofila, com baixo custo. Estas possibilidades são muito interessantes na realização de missões de campo na bacia amazônica.

AIM: This paper describes an experiment carried out to evaluate in vivo fluorescence (IVF) as an alternative method for chlorophyll-a estimation in optically complex aquatic environment (Amazon floodplain lakes) METHODS: The experiment consisted of collecting in situ measurements at 26 sampling stations distributed throughout Curuai floodplain lakes. For each sampling station the following parameters were measured: temperature, turbidity, depth, Secchi depth, chlorophyll-a (Chl-a) concentration, total suspended solids (TSS) and dissolved organic carbon (DOC), concurrently with several transects of IVF. Two methods were tested for quantifying the fluorescence measurement to be used as input for the chlorophyll-a estimates: instantaneous IFV and average IVF. Global and regional models were tested and assessed by analyzing optically active components (Chl-a, DOC and TSS) of the water. RESULTS: Regardless of fluorescence estimating method, the results indicate that it was not possible to fit a global model for estimating Chl-a from IVF for all the lakes in the Curuai floodplain. Regional models provided contrasting results according to the concentration of optically active components. The best results were observed for aquatic systems with a single dominant component homogenously distributed throughout the lake. The results highlight the influence of the ratios Chl-a/TSS, Chl-a/DOC and Phaephytin/Chl-a in the relationship between IVF and chlorophyll concentration. CONCLUSIONS: It was not possible to develop a global model to account for the entire region of Curuai floodplain. The search for regional models provided insights on the main factors affecting the relationship between IVF and Chl-a concentration. Nevertheless this work reinforces the great potential of fluorometry technique, since even with a small number of samples it was possible to set a good model in the main lake of the Curuai floodplain. In spite the fact that this is not an accurate method, it is very useful for assessing the chlorophyll spatial distribution with relatively low cost. These possibilities are very interesting in the execution of field missions in the Amazon region.

OBJETIVO: A temperatura da água possui uma importante função ecológica e no controle de processos biogeoquímicos em um corpo d'água. O monitoramento convencional da qualidade da água geralmente é dispendioso e que consome muito tempo. Este é um problema particularmente interessante quando se esta estudando grandes áreas. Entretanto, ferramentas como o sensoriamento remoto pode ser considerado adequado no estudo destas áreas. O objetivo deste estudo foi analisar séries temporais de temperatura da água e dos fluxos de calor para melhorar o entendimento de suas variações temporais em reservatório hidrelétricos. MÉTODO: Neste trabalho, dados do sensor MODIS/Terra de temperatura da superfície da água (TSA) nível 2, 1 km de resolução nominal (MOD11L2, versão 5) foram utilizados. Todas as imagens, livres de nuvem, do MODIS/Terra de 2003 a 2008 foram utilizadas, resultando em 786 imagens tomadas durante o dia e 473 durante a noite. As séries temporais de temperatura da superfície da água foram obtidas por meio de médias mensais e janelas de 3×3 pixels em três áreas distintas do reservatório: 1) próximo a barragem, 2) região central do reservatório e 3) na confluência dos rios. Dados meteorológicos foram utilizados para a estimativa do balanço de calor no reservatório para os anos de 2003 a 2008. Uma análise de correlação entre as séries temporais de temperatura da água estimadas durante o dia e noite com os fluxos de calor. Os fluxos mais bem correlacionados foram verificados quanto sua ciclicidade com a variação de temperatura, por meio do uso do algoritmo de wavelet cruzada, coerência e fase. RESULTADOS: A média mensal de TSA diurna mostrou uma maior variabilidade se comparada com a série temporal de TSA noturna. Além disto, apresentam um ciclo sazonal bem marcado, passando por um mínimo durante os meses de Junho e Julho e um máximo nos meses de Dezembro e Janeiro. Para analisar este padrão, uma análise de Fourier e de Wavelet foi realizada. As séries temporais de TSA diurnas mostraram variabilidades cíclicas em 4,5, 6, 12 e 36 meses e para as noturnas em 2, 3, 6 e 12. A análise de correlação mostrou que os fluxos de calor correlacionados com a TSA diurna explicam 89% (RMS = 0.89 °C, p < 0.0013) e noturna 94% (RMS = 0.53 °C, p < 0.0002). CONCLUSÃO: A série temporal de TSA diurna e a radiação de onda curta apresentam picos de variabilidade centradas em 6 meses (com certo atraso de variabilidade por parte da radiação de onda curta) e 12 meses (com variabilidade avançada por parte da radiação de onda curta). Para a série temporal de TSA noturna, existe concordância com a radiação de onda longa nos períodos de 1, 3, 6 e 12 meses.

AIM: Water temperature plays an important role in ecological functioning and in controlling the biogeochemical processes of the aquatic system. Conventional water quality monitoring is expensive and time consuming. It is particularly challenging for large water bodies. Conversely, remote sensing can be considered a powerful tool to assess important properties of aquatic systems because it provides synoptic and frequent data acquisition over large areas. The objective of this study was to analyze time series of surface water temperature and heat flux to advance the understanding of temporal variations in a hydroelectric reservoir. METHOD: MODIS water-surface temperature (WST) level 2, 1 km nominal resolution data (MOD11L2, version 5) were used. All available clear-sky MODIS/Terra images from 2003 to 2008 were used, resulting in a total of 786 daytime and 473 nighttime images. Time series of surface water temperature was obtained computing the monthly mean in a 3×3 window of three reservoir selected sites: 1) near the dam, 2) at the centre of the reservoir and 3) in the confluence of the rivers. In-situ meteorological data from 2003 to 2008 were used to calculate surface energy budget time series. Cross-wavelet, coherence and phase analysis were carried out to compute the correlation between daytime and nighttime surface water temperatures and the computed heat fluxes. RESULTS: The monthly mean of the day-time WST shows lager variability than the night-time WST. All time series (daytime and nighttime) have a cyclical pattern, passing for a minimum (June - July) and a maximum (December and January). Fourier and the Wavelet Analysis were applied to analyze this cyclical pattern. The daytime time series, presents peaks in 4.5, 6 12 and 36 months and the nighttime WST shows the highest spectral density at 12, 6, 3 and 2 months. The multiple regression analysis shows that for daytime WST, the heat flux terms explain 89% of the annual variation (RMS = 0.89 °C, p < 0.0013). For nighttime, the heat flux terms explain 94% (RMS = 0.53 °C, p < 0.0002). CONCLUSION: The daytime WST and shortwave radiation presents a good agreement for periods of 6 (with shortwave retarded) and 12 months (with shortwave advanced); For nighttime WST and longwave the good agreement is present for 1, 3, 6 and 12 months, all with longwave advanced in relation to WST.

OBJETIVO: Esse trabalho investiga o efeito da extrema variação da mudança do nível da água em 2009 na estrutura e diversidade das comunidades de fitoplâncton nos lagos da planície de inundação do Baixo Amazonas,e compara estes resultados à estrutura da comunidade de fitoplâncton reportada na literatura para os períodos de água alta em 2002 e 2003, próximos a condições hidrológicas normais. MÉTODOS: Amostras de água da sub-superfície foram coletadas para a análise de fitoplâncton e clorofila-a nos períodos de água alta e baixa em 2009. Temperatura da água (°C), pH, turbidez (NTU) e condutividade elétrica (µS.m-1) foram medidas, e o índice de diversidade de Shannon calculado. RESULTADOS: Os resultados revelaram diferenças marcantes na composição taxonômica entre fases da inundação (alta e baixa) e também entre eventos hidrológicos normais (2002 e 3003) e extremos (2009), todos relacionados com a intensidade do pulso de inundação. CONCLUSÕES: Flutuações extremas do nível da água podem resultar em alterações na estrutura da comunidade e na diversidade. Esse trabalho é uma contribuição valiosa a pesquisa em fitoplâncton, pois apresenta a estrutura da comunidade sob condições hidrológicas extremas na planície de inundação Amazônica.

AIM: This paper examines the effect of the extreme water level change in 2009 on the structure and diversity of the phytoplankton communities in lakes of the Lower Amazon Floodplain, and compares it to phytoplankton community structure data reported in the literature for 2002 and 2003 high water periods, closer to the normal hydrological conditions. METHODS: Sub-surface integrated water samples for phytoplankton and chlorophyll-a analyses were collected during high and low water phases in 2009. Water temperature (°C), pH, turbidity (NTU) and electrical conductivity (µS.m-1) were measured, and the Shannon diversity index was calculated. RESULTS: The results showed striking differences in taxonomic composition between phases (high and low) and also between normal (2002 and 2003) and extreme (2009) hydrological conditions, all related to the flood pulse intensity. CONCLUSIONS: Extreme water level fluctuations can result in shifts in phytoplankton community structure and diversity. This work represents a valuable contribution to phytoplankton research since presents the community structure under extreme hydrological events in the Amazon floodplain.

Este estudo apresenta um mapa da cobertura vegetal da planície de inundação do Rio Amazonas entre as cidades de Parintins (AM) e Almeirim (PA), com base em imagens Landsat-MSS adquiridas entre 1975 e 1981. O processamento digital dessas imagens envolveu a transformação para imagens-fração de vegetação, solo e água escura (sombra), seguido da aplicação de técnicas de segmentação e classificação por região. O mapa resultante da classificação foi organizado em quatro classes de cobertura do solo: floresta de várzea, vegetação não-florestal de várzea, solo exposto e água aberta. A precisão do mapa foi estimada a partir de dois tipos de informações coletadas em campo: 1) pontos de descrição: para validação das classes de cobertura não sujeitas a grandes alterações, como é o caso dos corpos d'água permanentes, e identificação de indicadores dos tipos de cobertura original presentes na paisagem na ocasião da obtenção das imagens (72 pontos); 2) entrevistas com moradores antigos para a recuperação da memória sobre a cobertura vegetal existente há 30 anos (44 questionários). Ao todo foram coletadas informações em 116 pontos distribuídos ao longo da área de estudo. Esses pontos foram utilizados para calcular o Índice Kappa de concordância entre os dados de campo e o mapa resultante da classificação automática, cujo valor (0,78) indica a boa qualidade do mapa de cobertura vegetal da várzea. Os resultados mostram que a região possuía uma cobertura florestal de várzea de aproximadamente 8.650 km2 no período de aquisição das imagens.

This study presents a vegetation map of the Amazon River floodplain between the towns of Parintins (AM) and Almeirim (PA), based on Landsat-MSS scenes from 1975 to 1981. Digital processing involved the transformation of multispectral images into fraction-images of vegetation, soil and dark water (shadow), followed by the application of segmentation and region-classification techniques. The resulting map was organized four classes of land cover types: floodplain forest, non-forest floodplain vegetation, bare soil, and open water. Map accuracy was estimated from two types of ground data 1) sample points describing ground cover classes not subjected to major changes, such as permanent water bodies, and identifying indicators of the 30 year old vegetation type landscape (72 points); 2) interviews with community early residents for memory recovery of information on the vegetation cover existing in the 1970 (44 interviews). Altogether, 116 information points was collected along the study area. These points were used to calculate the Kappa Index for agreement between the four field-verified classes and the automatic classification, with value (0.78) indicates the good quality of the floodplain vegetation cover map. The region had 8650 km2 coverage of floodplain forest at the time of image acquisition.

OBJETIVO: Esse trabalho investiga a variação temporal e espacial de algumas características limnológicas dos lagos da planície de inundação da região de confluência dos Rios Japurá e Solimões, onde está localizada a Reserva de Desenvolvimento Sustentável Mamirauá (RDSM); MÉTODOS: Analisaram-se temperatura, condutividade, pH, oxigênio dissolvido, turbidez e transparência da água em três profundidades (superfície, Secchi e no limite da zona fótica) e coletadas amostras de água na superfície para a determinação de material orgânico e inorgânico em suspensão, clorofila-a, feofitina, nitrogênio e fósforo total, carbono orgânico e inorgânico dissolvido, em duas fases da hidrógrafa, água alta em 2009, e água baixa em 2008, 2009 e 2010; RESULTADOS: Os resultados mostraram que as variáveis medidas possuem uma alta variabilidade nos corpos d'água na região de estudo: a) entre as fases da hidrógrafas; b) entre os rios principais; e c) entre as margens opostas do Rio Japurá, mostrando a importância do pulso de inundação na variação dos parâmetros físicos e químicos e ainda a em relação ao rio principal de alimentação; CONCLUSÕES: O monitoramento dos parâmetros físicos e químicos em Mamirauá servirá como futura referência para comparação com outras regiões menos preservadas, como o Baixo Amazonas, e ainda como linha de base para modelos sobre efeitos das mudanças climáticas e influências antropogênicas no ecossistema aquático Amazônico.

AIM: This paper examines the spatial and temporal variation of limnological characteristics of floodplain lakes in the Solimões and Japurá confluence, an undisturbed region - the Mamirauá Sustainable Development Reserve (MSDR); METHODS: We analyzed surface temperature, conductivity, pH, dissolved oxygen, turbidity and transparency, and surface water samples were collected for determination of suspended inorganic and organic matter, chlorophyll-a, pheophytin, total nitrogen, total phosphorus, organic and inorganic carbon, in two phases of the hydrograph stage, 2009 high water phase, 2008, 2009 and 2010 low water phases; RESULTS: The results showed that the studied water bodies have high variability in all measured variables: a) between hydrograph phases; b) among main rivers; and c) between opposite margins of Japurá River; CONCLUSIONS: This shows the remarkable influence of the flood pulse and the primary water source on the limnology of this system. The monitoring of physical and chemical limnological variables in Mamirauá will serve as future reference for comparison with disturbed areas, such as the Lower Amazon, and as a baseline for modeling the effects of climate change and anthropogenic influences on Amazon aquatic ecosystem.

Esta pesquisa foi proposta devido ao processo de acelerada degradação da qualidade da água em regiões bastante populosas, o qual resulta, em grande parte, do uso e ocupação da terra inadequados. Assim sendo, este objetiva avaliar a relação entre o estado trófico do reservatório de Barra Bonita (SP) e o potencial poluidor da bacia hidrográfica de contribuição no espaço e no tempo. A determinação do estado trófico do reservatório de Barra Bonita baseou-se em amostras coletados em 30 estações distribuídas homogeneamente na superfície do lago em duas datas: 1990 e 2002. Com base nessas amostras foram determinados os parâmetros necessários à aplicação do Índice de Estado Trófico (IET), cujos resultados foram espacializados utilizando-se o ArcView 3.2 da ESRI. Para determinar o potencial poluidor da bacia foram obtidas imagens do satélite Landsat referentes também à 1990 e 2002. Essas imagens foram submetidas a classificação (dizer o tipo) de modo a se obter mapas de uso e cobertura da terra. Foram também obtidos dados sobre o crescimento populacional da bacia e dados para o cálculo da carga de nitrogênio e fósforo lançada pela população, via esgoto sanitário, nos corpos hídricos da bacia. Os resultados mostraram que ocorreu um incremento significativo do nível trófico da água, entre 1990 e 2002 de forma diferenciada para cada compartimento do reservatório em questão. A degradação da qualidade da água, expressa pelo nível trófico foi muito mais intensa no braço do rio Tietê, cujos pontos apresentaram como eutróficos tanto em 1990 como para 2002 devido à contribuição de fontes de poluição da cidade de São Paulo. A avaliação integrada dos sistemas aquático e terrestre, no espaço e no tempo, permitiu concluir que a degradação da qualidade da água possui forte relação com as alterações no uso e cobertura da terra e com o aumento populacional, traduzidos em fontes difusas e pontuais de poluição e que estas alterações podem ser detectadas aplicando-se geotecnologias. Outro aspecto relevante dos resultados foi o de verificar que o potencial poluidor da bacia hidrográfica não é espacialmente homogêneo, e que portanto, as medidas de controle de poluição precisam ser focadas nas áreas mais críticas, onde a degradação é mais intensa.

This research aimed to understand the fast water degradation process in overpopulated áreas as a result of inadequate land use and land cover practices. Therefore, the objetive of this study is to assess the relationship between the trophic state of the Barra Bonita Reservoir(SP) and the pollution potential of its drainage basin in space and time. The trophic state determination was based in water samples collected at 32 stations evenly distributed in the lake in two dates: 1990 and 2002. These samples were used to determine the key parameters for the computation of the Trophic State Index (TSI), which was then spatialised with aid of the ESRI ArcView 3.2 sofware. The pollution potential was based on several data: land use and land cover maps derived from the Landsat /Thematic Mapper images acquired in 1990 and 2002; population growth and nitrogen and phosphor load. The results showed the increase in the water trophic level from 1990 to 2002, but this increase was not homogenous. The water quality degradation, as expressed by the TSI was highest in Tietê river compartment due to response to the higher pollution potential of São Paulo city. The space and time integrated analyses of the terrestrial and aquatic system allowed to conclude that the water quality degradation is closely connected to both land use and land cover changes in the drainage basin and to the population growth. Other important finding was that the pollution potential is not homogenous throughout the drainage basin, and that therefore, the pollution control police must be focused in more critical areas, where the degradation is more intense.

A construção da hidroelétrica de Tucuruí, no sudeste do Estado do Pará, Brasil, em 1981, impôs grandes mudanças ambientais, desmatamentos e migração para a região. O objetivo deste trabalho é verificar a influência destas mudanças na ocorrência da malária no Município de Jacundá, Pará, Brasil, utilizando-se técnicas de sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas. Os parâmetros utilizados para a construção dos mapas foram: distância das estradas, classe agrossilvopastoril, distância de coleções hídricas (rios, igarapés e do reservatório) e da área urbana do município. Neste estudo, verificou-se o caráter epidêmico da malária a partir da construção da barragem de Tucuruí. Sugere-se que o padrão sazonal da incidência está relacionado com o período de maior estabilidade das margens do reservatório e ocorrência de áreas alagadas, além de maior exposição de trabalhadores na época de colheita na região. Foi observado que a distribuição dos casos está relacionada com as formas de uso e ocupação da terra, principalmente em áreas de maior influência das estradas, locais onde se concentra grande parte da população.

Construction of the Tucuruí hydroelectric dam in Southeast Pará State, Brazil, in 1981, caused enormous environmental changes, deforestation, and human migration to the region. This study focuses on the influence of these changes and the appearance of malaria in the municipality of Jacundá, Pará, using remote sensing and geographic information systems. The variables used to construct maps were distances from roads, farming areas, rivers, the dam, streams, and the urban area. This study confirmed the elevation of malaria to the epidemic level since the construction of the Tucuruí dam. The study suggests that a seasonal pattern of malaria incidence is associated with the flooding season and exposure of workers during harvest. Malaria cases were related to the form of land occupation, especially in more densely populated areas.

A construção da hidroelétrica de Tucuruí, no sudeste do Estado do Pará, Brasil, em 1981, impôs grandes mudanças ambientais, desmatamentos e migração para a região. O objetivo deste trabalho é verificar a influência destas mudanças na ocorrência da malária no Município de Jacundá, Pará, Brasil, utilizando-se técnicas de sensoriamento remoto e sistemas de informações geográficas. Os parâmetros utilizados para a construção dos mapas foram: distância das estradas, classe agrossilvopastoril, distância de coleções hídricas (rios, igarapés e do reservatório) e da área urbana do município. Neste estudo, verificou-se o caráter epidêmico da malária a partir da construção da barragem de Tucuruí. Sugere-se que o padrão sazonal da incidência está relacionado com o período de maior estabilidade das margens do reservatório e ocorrência de áreas alagadas, além de maior exposição de trabalhadores na época de colheita na região. Foi observado que a distribuição dos casos está relacionada com as formas de uso e ocupação da terra, principalmente em áreas de maior influência das estradas, locais onde se concentra grande parte da população.

Construction of the Tucuruí hydroelectric dam in Southeast Pará State, Brazil, in 1981, caused enormous environmental changes, deforestation, and human migration to the region. This study focuses on the influence of these changes and the appearance of malaria in the municipality of Jacundá, Pará, using remote sensing and geographic information systems. The variables used to construct maps were distances from roads, farming areas, rivers, the dam, streams, and the urban area. This study confirmed the elevation of malaria to the epidemic level since the construction of the Tucuruí dam. The study suggests that a seasonal pattern of malaria incidence is associated with the flooding season and exposure of workers during harvest. Malaria cases were related to the form of land occupation, especially in more densely populated areas.

O presente trabalho demonstra a aplicabilidade de imagens de sensoriamento remoto e de métodos de processamento de imagens digitais para definição de locais adequados à instalação de sistemas telemétricos de monitoramento de variáveis ambientais em sistemas aquáticos, localizados em regiões de difícil acesso. A técnica consiste essencialmente da aplicação de operações Booleanas entre mapas da pluma do Rio Amazonas e de zonas inundadas do Lago de Curuai em diferentes etapas do ciclo hidrológico. A localização exata para o sistema de monitoramento telemétrico será vital para o desenvolvimento de modelos de troca de gases traço entre a planície de inundação Amazônica e a atmosfera.

The present work illustrates the application of remote sensing and image processing methods to define appropriate sites for installing buoy moored telemetric systems at the surface of Amazon floodplain lakes for long-term limnologic-micrometeorologic monitoring. The technique consists essentially of Boolean operations over Amazon plume maps and historic inundation of the Curuai Lake at distinct stages of the hydrologic cycle. The precise location for the long-term monitoring is vital to the development of models concerning air-water trace gas exchange in the Amazon floodplains.

Este artigo se propõe a apresentar exemplos de questões científicas que puderam ser respondidas no contexto do Projeto LBA (Large Sale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia) graças à contribuição de informações derivadas de sensoriamento remoto. Os métodos de sensoriamento remoto permitem integrar informações sobre os vários processos físicos e biológicos em diferentes escalas de tempo e espaço. Nesse artigo, são enfatizados aqueles avanços de conhecimento que jamais seriam alcançados sem a concorrência da informação derivada de sensoriamento.

This paper aims to assess the contribution of remote sensing technology in addressing key questions raised by the Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA). The answers to these questions foster the knowledge on the climatic, biogechemical and hydrologic functioning of the Amazon, as well as on the impact of human activities at regional and global scales. Remote sensing methods allow integrating information on several processes at different temporal and spatial scales. By doing so, it is possible to perceive hidden relations among processes and structures, enhancing their teleconnections. Key advances in the remote sensing science are summarized in this article, which is particularly focused on information that would not be possible to be retrieved without the concurrence of this technology.