Determination of the Relative Sediment Concentration in Water Bodies Using Remote Sensing Methodology

Abstract

Studies for the determination of the relative concentration of sediments (RCS) in bodies of water such as rivers, marshes and river deltas require specialized equipment, field work and laboratory analyses of samples, all with high economic costs. Remote sensing, in regions of the optical electromagnetic spectrum, particularly in the visible range between 0.4 and 0.6 µm, shows radiometric contrasts associated with the relative concentration of sediments in water bodies. This work presents an analysis of the principal spectral, spatial and radiometric properties or characteristics of remote sensors for the determination of the relative concentration of sediments in bodies of water, a methodological process for its cartography at a given time or an established period of time. This cartography is based on digital processing of images rather than direct measurements in the field. Lastly, applications are presented for the delta coast of the southwestern area of the Colombian Caribbean between Barranquilla and Punta Piedra and in the lacustrine area of the Guajaro Reservoir and the Jobo and Capote Wetlands in the upper Canal del Dique, Colombia.

Los estudios para la determinación de la concentración relativa de sedimentos (CRS) en cuerpos de agua como ríos, ciénagas o deltas fluviales requieren equipos especializados, trabajo de campo y análisis de laboratorio de muestras con altos costos económicos. Los sensores remotos, en regiones del espectro electromagnético óptico, particularmente en el rango visible entre 0.4 y 0.6 µm, permiten determinar contrastes radiométricos asociados a la concentración relativa de sedimentos en cuerpos de agua. En este trabajo, se presenta un análisis de las principales propiedades o características espectrales, espaciales y radiométricas de los sensores remotos para la determinación de la concentración relativa de sedimentos en cuerpos de agua, un proceso metodológico para su cartografía en un momento determinado y en un periodo de tiempo establecido. Esta cartografía está basada en el procesamiento digital de las imágenes pero no en mediciones directas en campo. Finalmente se presentan aplicaciones en el litoral costero y deltaico de la parte suroccidental del mar Caribe colombiano entre Barranquilla y Punta Piedra y en la zona lacustre del Embalse del Guájaro y las Ciénagas del Jobo y Capote en la cuenca alta del Canal del Dique, Colombia.

Os estudos para a determinação da concentração relativa de sedimentos (CRS) em corpos d’água como rios, pântanos ou deltas fluviais requerem de equipamentos especializados, trabalho de campo e análise de laboratório de amostras com altos custoseconômicos. Os sensores remotos, em regiões do espectro eletromagnético ótico, particularmente na faixa visível entre 0,4 e 0,6 µm, permitem determinar contrastes radiométricos associadosà concentração relativa de sedimentos em corpos d’água. Neste trabalho, apresenta-se uma análise das principais propriedades ou características espectrais, espaciais e radiométricas dos sensoresremotos para a determinação da concentração relativa de sedimentos em corpos d’água, um processo metodológico para sua cartografia nummomento determinado e num período de tempo estabelecido. Esta cartografia está baseada pelo processamento digital das imagens, mas não por medições diretas em campo. Finalmente, apresentam-se aplicações na costa marítima e deltaica da parte sudoeste do Caribe colombiano entre Barranquilla e Punta Piedra, na área lacustre da barragem do Guajaro e nos pântanos Jobo e Capote na bacia alta do Canal del Dique (Colômbia).