Batimetria derivada de satélite (BDS) empírica para um trecho da plataforma leste do Rio Grande do Norte: estudo de caso em ambiente tropical
Empirical satellite-derived bathymetry (SDB) for a section of the eastern continental shelf of Rio Grande do Norte: a case study in a shallow tropical envionment
Resumen
RESUMO - As plataformas continentais rasas são zonas costeiras influenciadas por correntes, ondas e marés, diretamente associadas a processos de erosão e sedimentação, embora marcadas por significativa limitação de dados disponíveis. O relevo plataformal é geralmente obtido por métodos geofísicos hidroacústicos, os quais, embora precisos, envolvem elevados custos, consumo de tempo e limitações logísticas, sobretudo em áreas com condições oceanográficas adversas que dificultam levantamentos embarcados. Nesse cenário, a Batimetria Derivada de Satélite (BDS) empírica surge como alternativa econômica e complementar aos métodos tradicionais, permitindo mapeamento prévio com elevada resolução espacial e temporal. Este estudo aplicou a BDS empírica para mapear uma área da plataforma leste do Estado do Rio Grande do Norte, região caracterizada por afloramentos e bancos recifais que comprometem a navegação e a coleta de dados in situ. A metodologia baseou-se na utilização da refletância subaquática das faixas visíveis para estimar profundidades, calibradas com dados de cartas náuticas da Marinha do Brasil. As imagens foram processadas em ambiente SIG, empregando-se o modelo de Stumpf et al. (2003) sobre dados dos sensores Sentinel-2 MSI e Landsat-8 OLI. O melhor desempenho foi observado nas imagens Sentinel, com coeficiente de determinação (R²) de 0,90, enquanto as imagens Landsat apresentaram R² de 0,83. A técnica demonstrou aplicabilidade em áreas com profundidades de até 30 m. Ruídos iniciais foram mitigados por meio de filtros de mediana, melhorando a qualidade dos perfis gerados. Os resultados evidenciam o potencial e as limitações da BDS como ferramenta auxiliar para ampliar o conhecimento batimétrico em ambientes costeiros restritivos.
Palavras-chave: Plataformas continentais rasas. Imagens de satélite. Razão de bandas. Estimativa de batimetria. Filtro de mediana.
ABSTRACT - Shallow continental shelves are coastal zones influenced by currents, waves, and tides, directly associated with erosion and sedimentation processes, although characterized by a significant lack of available data. The shelf relief is generally obtained through hydroacoustic geophysical methods, which, although accurate, involve high costs, time consumption, and logistical limitations, especially in areas with adverse oceanographic conditions that hinder vessel-based surveys. In this context, empirical Satellite-Derived Bathymetry (SDB) emerges as a cost-effective and complementary alternative to traditional methods, allowing preliminary mapping with high spatial and temporal resolution. This study applied empirical SDB to map an area of the eastern continental shelf of the State of Rio Grande do Norte, a region marked by outcrops and reef banks that hinder navigation and in situ data collection. The methodology was based on the use of underwater reflectance from visible spectral bands to estimate depths, calibrated using nautical chart data provided by the Brazilian Navy. Satellite images were processed in a GIS environment, employing the model proposed by Stumpf et al. (2003) using data from Sentinel-2 MSI and Landsat-8 OLI sensors. The best performance was observed with Sentinel images, yielding a coefficient of determination (R²) of 0.90, while Landsat images presented an R² of 0.83. The technique proved applicable in areas with depths of up to 30 meters. Initial noise was mitigated through the application of median filters, improving the quality of the generated profiles. The results highlight both the potential and the limitations of SDB as an auxiliary tool for expanding bathymetric knowledge in constrained coastal environments.
Keywords: Shallow continental shelves. Satellite imagery. Band ratio. Bathymetry estimation. Median filter.
