Determinación de sólidos suspendidos totales en cuerpos de agua por medio de imágenes satelitales y su correlación con datos in situ

Abstract

Resumen Determinación de sólidos suspendidos totales en cuerpos de agua por medio de imágenes satelitales y su correlación con datos in situ En esta investigación se exploró el uso de imágenes de satélite como herramienta de monitoreo y seguimiento de calidad de agua en sistemas lénticos y como complemento a los muestreos in situ. Con el propósito de determinar las concentraciones de sólidos suspendidos totales en cuerpos de agua (SST), se eligieron imágenes satelitales representativas de diferentes periodos, las cuales se procesaron para calcular diversos índices espectrales que se utilizaron para estimar valores de SST. Posteriormente, se validaron los resultados mediante su comparación con registros SST obtenidos in situ.

La investigación se desarrolló como estudio de caso en tres (3) cuerpos de agua lénticos, siendo las lagunas: Fúquene, Herrera y Suesca, localizadas en la jurisdicción de la Corporación Autónoma Regional de Cundinamarca (CAR). Los resultados mostraron las estimaciones de sólidos suspendidos totales (SST) obtenidas a partir de imágenes satelitales de Landsat-8 y Sentinel-2 mostraron ser de alta calidad y confiabilidad, con una fuerte correlación con los datos in situ. Esto demuestra que las imágenes satelitales son una herramienta eficaz para el monitoreo de SST en cuerpos de agua lénticos. La calidad de las estimaciones varió según las características ópticas de cada cuerpo de agua. Los algoritmos ajustados para las lagunas de Fúquene, La Herrera y Suesca mejoraron la precisión, destacando la necesidad de calibrar modelos para cada cuerpo de agua en específico, principalmente para abordar condiciones ópticamente complejas.

Esta investigación demostró el potencial de las imágenes para monitorear parámetros de calidad de agua. Se resalta que, su implementación tiene bajo costo y permite la reducción del tiempo utilizado en métodos tradicionales. Igualmente, se establece la necesidad de superar el reto de discriminación de las coberturas debido a la vegetación acuática superficial que tienen algunos sistemas hídricos. (Texto tomado de la fuente).

Abstract Determination of total suspended solids in bodies of water through satellite images and its correlation with in situ data This research explored the use of satellite imagery as a tool for monitoring and tracking water quality in lentic systems and as a complement to in situ sampling. To determine total suspended solids (TSS) concentrations in water bodies, representative satellite images from different periods were selected and processed to calculate various spectral indices, which were used to estimate TSS values. The results were subsequently validated by comparing them with in situ TSS records.

The research was developed as a case study in three (3) lentic water bodies, being the lagoons: Fúquene, Herrera and Suesca, located in the jurisdiction of the Regional Autonomous Corporation of Cundinamarca (CAR). The results showed the estimates of total suspended solids (TSS) obtained from Landsat-8 and Sentinel-2 satellite images showed to be of high quality and reliability, with a strong correlation with in situ data. This demonstrates that satellite images are an effective tool for TSS monitoring in lentic water bodies. The quality of the estimates varied depending on the optical characteristics of each water body. The algorithms tuned for the lagoons of Fúquene, La Herrera and Suesca improved the accuracy, highlighting the need to calibrate models for each specific water body, mainly to address optically complex conditions.

This research demonstrated the potential of imagery for monitoring water quality parameters. It highlights its low-cost implementation and reduces the time required for traditional methods. It also highlights the need to overcome the challenge of land cover discrimination due to the surface aquatic vegetation found in some water systems.