Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2019
Autor(a) principal: Euriques, Jorge Felipe, 1987-
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Solos - Umidade
Sistema de Posicionamento Global
Satelites artificiais em sensoriamento remoto
Geodésia
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/62323
Resumo: Orientadora: Profa. Dra. Claudia Pereira Krueger
id UFPR_d1db3164cb491ff9df5328f9e7fc3be3
oai_identifier_str oai:acervodigital.ufpr.br:1884/62323
network_acronym_str UFPR
network_name_str Repositório Institucional da UFPR
repository_id_str
spelling Euriques, Jorge Felipe, 1987-Krueger, Cláudia Pereira, 1964-Nievinski, Felipe GeremiaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas2019-08-19T15:47:26Z2019-08-19T15:47:26Z2019https://hdl.handle.net/1884/62323Orientadora: Profa. Dra. Claudia Pereira KruegerCoorientador: Prof. Dr. Felipe Geremia NievinskiDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas. Defesa : Curitiba, 14/03/2019Inclui referências: p. 106-112Resumo: A umidade do solo se refere ao conteúdo de água presente na zona insaturada do solo, a qual não se distribui espacialmente de maneira homogênea. Esta grandeza está relacionada: aos ciclos biogeoquímicos; aos fluxos de energia entre a superfície física da Terra e a atmosfera; à agricultura, sendo essencial nos sistemas de manejo e irrigação; ao projeto e monitoramento de obras de engenharia; e são dados fundamentais para modelos de delimitação de áreas de inundação, enchentes, ou mesmo de recarga de águas subterrâneas. A determinação da umidade do solo é efetuada por dois modos: 1) Métodos diretos como o Gravimétrico, que é acurado, mas é laborioso, pois requer a coleta de amostras do solo. 2) Métodos indiretos, onde explora-se propriedades que se relacionam com esta grandeza. Sondas de capacitância são autônomas e exploram a permissividade do solo, contudo, têm precisão limitada e também como no gravimétrico, proporcionam medidas pontuais. Sondas que determinam a umidade precisamente a partir da avaliação da moderação na intensidade de nêutrons rápidos, as quais abrangem uma área de centenas de metros, contudo têm custo elevado. Existem missões satelitais específicas para monitoramento global da umidade do solo, porém estas informações são muito generalizadas, tendo resolução espacial de dezenas de quilômetros. A Refletometria GNSS por Multicaminho (GNSS-MR), é uma recente técnica da Geodésia que permite realizar sensoriamento remoto à curta distância através das oscilações que o multicaminho gera na Razão Sinal-Ruído (SNR). O multicaminho é o efeito da combinação dos sinais GNSS diretos, de interesse ao posicionamento, e dos sinais que chegam a antena de maneira indireta, após refletirem e interagirem com as superfícies do entorno, os quais degradam as observáveis, prejudicando o posicionamento acurado. Dada esta interação, os sinais passam a conter informações que podem ser relacionadas às propriedades das superfícies de reflexão, tais como a umidade do solo. Neste âmbito, o GNSS-MR apresenta vantagens sobre os métodos tradicionais como: área de abrangência alcança cerca de 30 m para antenas com altura de ?2 m (Zonas de Fresnel); e utilização de dados de estações GNSS existentes. Nesta pesquisa efetuou-se a avaliação do desempenho do GNSS-MR na determinação da umidade do solo no entorno de uma estação localizada no município de Cachoeira Paulista - SP. Para isto, utilizou-se dados GNSS referentes a uma campanha com 16 meses de duração (Junho de 2014 a outubro de 2015) a partir dos quais se obteve séries temporais de umidade do solo por diferentes sinais via algoritmo refletométrico desenvolvido por Nievinski e Larson (2013, 2014a, 2014b, 2014c), o qual foi adaptado para emprego na determinação de umidade do solo por Tabibi et al. (2015). A avaliação foi efetuada mediante comparação com séries determinadas por 3 sondas de capacitância e 1 sonda de nêutrons da rede COSMOS. Obteve-se correlação superior a 73% entre o sinal GLONASS RS2P com os dados da sonda COSMOS, com RMSE 0,0157m³/m³. Desta forma, o GNSS-MR surge como método alternativo na determinação da umidade do solo. Palavras-chave: GNSS-R. Umidade do Solo. SNR. Multicaminho.Abstract: Soil moisture refers to the water content present in the unsaturated zone of the soil, which is not spatially distributed in a homogeneous manner. This greatness is related to biogeochemical cycles, to the flows of energy between the physical surface of the Earth and the atmosphere, to agriculture, being essential in the management and irrigation systems, to the project and monitoring of engineering works and are fundamental data for models of delimitation of inundation areas, floods, or even of recharge of underground waters.Soil moisture determination is performed by two modes: 1) Direct methods such as gravimetric, which is accurate, but is laborious, because it requires the collection of soil samples. 2) Indirect methods, where it explores properties that relate to this greatness. Capacitance probes are autonomous and exploit the permissiveness of the soil, however, have limited precision and also as in gravimetric, provide punctual measurements. Probes that determine soil moisture precisely from the evaluation of moderation in the intensity of fast neutrons, which cover an area of hundreds of meters, however have high cost.There are specific satellite missions for global monitoring of soil moisture, however these measurements are very generalized, with spatial resolution of tens of kilometers. The GNSS Reflectometry by multipath (GNSS-MR), is a recent technique of Geodesy that allows to realize remote sensing at short distance through the oscillations that the multipath generates in the signal-to-noise ratio (SNR). The multipath is the effect of the combination of direct GNSS signals, of interest to positioning, and the signals that arrive at the antenna in an indirect way, after reflecting and interacting with the surrounding surfaces, which degrade the observables, damaging the accurate positioning.Given this interaction, the signals will contain information that may be related to the properties of reflection surfaces, such as soil moisture. In this context, GNSS-MR presents advantages over traditional methods such as: area of coverage reaches about 30 m for antennas with height of ? 2 m (Fresnel zones); and use of data from existing GNSS stations.In this research the GNSS-MR performance was evaluated in the determination of soil moisture in the vicinity of a station located in the city of Cachoeira Paulista-SP.For this, GNSS data collected during a 16-month campaign were used (June 2014 to October 2015) from which the temporal series of soil moisture was obtained by different signals via the reflectometric algorithm developed by Nievinski and Larson (2013, 2014a, 2014B, 2014c), which was adapted for use in determining soil moisture by Tabibi et al. (2015). The evaluation was performed by comparing the series determined by 3 capacitance probes and 1 neutron probe of the COSMOS network. A correlation higher than 73% between the GLONASS RS2P signal and the COSMOS probe data was obtained, with RMSE 0,0157m³/m³. In this way, GNSS-MR emerges as an alternative method for soil moisture determination. Keywords: GNSS-R. Soil Moisture. SNR. Multipath.112 p. : il. (algumas color.).application/pdfSolos - UmidadeSistema de Posicionamento GlobalSatelites artificiais em sensoriamento remotoGeodésiaDeterminação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasilinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisporreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - JORGE FELIPE EURIQUES.pdfapplication/pdf9933211https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/62323/1/R%20-%20D%20-%20JORGE%20FELIPE%20EURIQUES.pdf46033cb107a14240f5d70d33218b3c73MD51open access1884/623232019-08-19 12:47:26.585open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/62323Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082019-08-19T15:47:26Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
title Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
spellingShingle Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
Euriques, Jorge Felipe, 1987-
Solos - Umidade
Sistema de Posicionamento Global
Satelites artificiais em sensoriamento remoto
Geodésia
title_short Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
title_full Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
title_fullStr Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
title_full_unstemmed Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
title_sort Determinação da umidade do solo por meio da técnica de refletometria GNSS : primeiros resultados no Brasil
author Euriques, Jorge Felipe, 1987-
author_facet Euriques, Jorge Felipe, 1987-
author_role author
dc.contributor.other.pt_BR.fl_str_mv Krueger, Cláudia Pereira, 1964-
Nievinski, Felipe Geremia
Universidade Federal do Paraná. Setor de Ciências da Terra. Programa de Pós-Graduação em Ciências Geodésicas
dc.contributor.author.fl_str_mv Euriques, Jorge Felipe, 1987-
dc.subject.por.fl_str_mv Solos - Umidade
Sistema de Posicionamento Global
Satelites artificiais em sensoriamento remoto
Geodésia
topic Solos - Umidade
Sistema de Posicionamento Global
Satelites artificiais em sensoriamento remoto
Geodésia
description Orientadora: Profa. Dra. Claudia Pereira Krueger
publishDate 2019
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-08-19T15:47:26Z
dc.date.available.fl_str_mv 2019-08-19T15:47:26Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2019
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://hdl.handle.net/1884/62323
url https://hdl.handle.net/1884/62323
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 112 p. : il. (algumas color.).
application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFPR
instname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron:UFPR
instname_str Universidade Federal do Paraná (UFPR)
instacron_str UFPR
institution UFPR
reponame_str Repositório Institucional da UFPR
collection Repositório Institucional da UFPR
bitstream.url.fl_str_mv https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/62323/1/R%20-%20D%20-%20JORGE%20FELIPE%20EURIQUES.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 46033cb107a14240f5d70d33218b3c73
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)
repository.mail.fl_str_mv informacaodigital@ufpr.br
_version_ 1847526258994315264

Registros relacionados