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J. A. Domínguez et al.munitario en política de aguas, define la tipologíade la masas de agua, así como los indicadoresde calidad hidromorfológica, calidad físicoquímicay presentación del estado ecológico delas aguas continentales superficiales. El Centrode Estudios Hidrográficos durante el siglo XXIviene realizando diversos proyectos con el finúltimo de disponer de un sistema operacional deseguimiento del estado ecológico de las masasde aguas continentales eficaz para la gestión delas aguas continentales españolas. Para ello eranecesario disponer de un satélite con un resoluciónespectral, temporal, radiométrica y espacialadecuada. El único sensor que cumple la mayoríade los requerimientos necesarios para realizareste seguimiento es el sensor MERIS instaladoen el satélite ENVISAT; la única deficienciade este sensor es su resolución espacial (300 m),aunque es suficiente para poder realizar el seguimientodel 80% de las masas de agua españolas(Peña et al., 2004).METODOLOGÍALa idea inicial era utilizar imágenes L2, correspondientesa imágenes de reflectividad proporcionadaspor la ESA, a las cuales se les aplicaríanmodelos desarrollados a partir de datosde campo. La diferencia existente entre los valoresde reflectividad de las imágenes L2 de ME-RIS con los valores de reflectividad de agua, enmasas de aguas continentales, era tal que se descartosu utilización para el seguimiento de parámetrosde calidad de agua, por lo que se decidióutilizar nivel L1b de MERIS (Peña et al., 2004).La metodología para implementar el sistema deseguimiento del estado ecológico de las aguascontinentales podemos resumirla en:a) Generación de librería espectral de ecosistemasacuáticos continentales. Los datos a adquiriren campo corresponderían a medidas dereflectividad, medidas de perfiles con sonda multi-paramétricay muestras del primer espesor ópticopara analizar pigmentos mediante HPLC yfitoplancton (Ruiz-Verdú et al., 2008, Domínguezet al., 2008). La reflectividad medida desdeuna embarcación a una determinada alturarespecto a la superficie del agua es:R rs = (L sfc – ρ ·L Sky )/E sdonde E s es la irradiancia solar, L sfc es la radianciaprocedente del agua y L Sky es la radiancia procedentedel cielo.Estas variables se midieron con un espectrorradiómetroASD-FR un espectralón y con unpanel de referencia lambertiano gris del 25%.A partir de los datos de campo (velocidad delviento) y la información auxiliar (ángulos cenitalessolares) se determinan los valores de Rrs apartir del modelo de transferencia radiativa (Mobley1999).La sonda multi-paramétrica consta de: CTDy fluorómetros de clorofila-a, materia orgánicadisuelta coloreada (CDOM), ficocianina y ficoeritrina,así como un turbidímetro y un sensor0,090,08[Cla] (mg m –3 )0,070,06Reflectancia0,050,040,030,020,010412 442 490 510 560 620 665 681 705 753 760 775 865 890 990Longitud de onda (nm)1 5 15 40 97 390Figura 1. Espectros de campo para diferentes valores de concentración de clorofila-a.30 Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2010. 34: 29-35
Seguimiento del estado ecológico de las aguas continentales superficiales españolas mediante imágenes MERISPigmentosPeridininaFucoxantinaNeoxantinaViolaxantinaAlloxantinaLuteinaZeaxantinaClorofila-bClorofila-aFeofitina-aGrupos taxonómicosDianoflageladosDiatomeas (algo en dinoflagelados)Euglenofíceas (algo en cloroficeas)ClorofíceasCriptofíceasClorofíceasCianobacteriasClorofíceas (algo en uglonofíceas)TodosTodosTabla 1. Los pigmentos analizados y grupos taxonómicosde algas a los que corresponden.PAR. El proceso de filtrado de las muestras parael análisis de pigmentos fotosintéticos se realizamediante una bomba de vacío de baja presiónque absorbe el agua de una rampa en la cualse colocan los recipientes con filtros de fibra devidrio Whatman GF/F de 25 mm de diámetro y0,7 µm de tamaño medio de poro. El análisis mediantecromatografía líquida de alta resolución(HPLC) consta de 2 fases, la fase de extraccióny el análisis de pigmentos mediante un equipode cromatografía de líquidos de alta resolución(HPLC), con muestreador automático y detectorde Diodo Array, de la casa Hewlett-Packard (actualAgilent), modelo 1050.b) Desarrollo de algoritmos. Los algoritmosque hasta el momento se han desarrollado sonlos correspondientes a la concentración de clorofila-a[Cla] y ficocianina [PC].La concentración de clorofila-a como indicadorde biomasa y la concentración de ficocianina,pigmento característico de las cianofíceas,debido a que algunas de ellas son tóxicas (Peñay Domínguez, 2006; Ruiz-Verdú et al., 2008).Los algoritmos se han determinado a partir dedatos de campo, en el mismo punto se han medidoespectros de agua, que posteriormente se hantransformado en espectros de agua correspondientesa las bandas del sensor MERIS, concentraciónde clorofila-a en muestras posteriormentedeterminadas en el laboratorio mediante HPLCy medidas «in situ» mediante fluorómetro, previamentecalibrado, en el caso de la ficocianina.El algoritmo de concentración de clorofila-aen función de las bandas MERIS (Fig. 2) correspondea una función por partes, necesaria debidoa que en los espectros de campo en todos seobserva el primer mínimo de absorción de la clorofila-a,pero no en todos se observa el segundo,sólo en aquellos en la concentración de clorofila-aes elevada:— Para valores altos de concentración de clorofila-ay en la cuales se observan con claridadlos valores para la cual se utiliza la banda de absorciónde la clorofila-a (banda 7) y la fluorescenciade la clorofila-a (banda 9).— La segunda corresponde a aquellos valoresde concentración de clorofila-a bajos y para700[Cla] (mg/m 3 )y = 19,34e 6,1257x R 2 = 0,72y = 19,34e 5,2044x R 2 = 0,93600500400300x = {[(B5 – B2) / (B5 + B2)] – 0,662955} ≤ 0x = [(B9 – B7) / (B9 + B7)] – ≥ 02001000–0,7 –0,6 –0,5 –0,4 –0,3 –0,2 –0,1 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7Figura 2. Analizando los espectros de campo se observa la necesidad de encontrar una función compuesta pero continuapara la concentración de clorofila-a (p < 0,001, n = 78).Revista de Teledetección. ISSN: 1988-8740. 2010. 34: 29-35 31
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