GLORIA

Mar 29, 2023

Dati scientifici volume 10, numero articolo: 100 (2023) Citare questo articolo

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Lo sviluppo di algoritmi per il telerilevamento della qualità dell'acqua (RSWQ) richiede una grande quantità di dati in situ per tenere conto della diversità bio-geo-ottica delle acque interne e costiere. Il set di dati della community GLObal Reflectance per l'imaging e il rilevamento ottico degli ambienti acquatici (GLORIA) include 7.572 misurazioni curate della riflettanza di telerilevamento iperspettrale a intervalli di 1 nm nell'intervallo di lunghezze d'onda da 350 a 900 nm. Inoltre, viene fornita almeno una misurazione co-localizzata della qualità dell'acqua della clorofilla a, dei solidi sospesi totali, dell'assorbimento da parte delle sostanze disciolte e della profondità di Secchi. I dati sono stati forniti da ricercatori affiliati a 59 istituzioni in tutto il mondo e provengono da 450 diversi corpi idrici, rendendo GLORIA lo stato di fatto della conoscenza della diversità ottica acquatica costiera e interna in situ. Ogni misurazione è documentata con dettagli metodologici completi, consentendo agli utenti di valutare l'idoneità allo scopo e fornendo un riferimento per i professionisti che pianificano misurazioni simili. Forniamo accesso aperto e gratuito a questo set di dati con l'obiettivo di consentire il progresso scientifico e tecnologico verso il monitoraggio operativo RSWQ regionale e globale.

La luce del sole riflessa attraverso l'interfaccia acqua-aria trasporta le firme spettrali caratteristiche di diversi costituenti chiave della qualità dell'acqua a causa delle loro proprietà di assorbimento e diffusione specifiche della lunghezza d'onda1,2. La clorofilla a, i solidi sospesi totali e la materia organica disciolta colorata sono i costituenti otticamente attivi dominanti nelle acque interne e costiere3,4 e misure comuni della qualità dell'acqua utilizzate per la gestione dell'ecosistema e della salute pubblica5,6,7,8. Misurazioni accurate della riflettanza spettrale (cioè la radianza ascendente normalizzata dall'irradianza solare discendente) sono la base per applicazioni sinottiche ed economicamente vantaggiose di monitoraggio ambientale che utilizzano sensori satellitari, sensori automatizzati installati vicino alla superficie dell'acqua e strumenti portatili per indagini manuali sul campo9.

Gli strumenti spaziali hanno fornito stime accurate della clorofilla a e della retrodiffusione delle particelle nell'oceano aperto dalla fine degli anni '90 con i dati del Sea-viewing Wide Field-of-view Sensor (SeaWiFS) seguito da molti altri, incluso il MEdium Risoluzione Imaging Spettrometro (MERIS) e Spettroradiometro per immagini a risoluzione moderata (MODIS) negli anni 2000, e Ocean and Land Color Instrument (OLCI) e Visible Infrared Imaging Radiometer Suite (VIIRS) negli ultimi dieci anni10,11,12,13,14,15, 16,17. Tuttavia, nelle acque costiere e interne, le incertezze in queste stime sono in genere molto più elevate a causa di fattori che includono diversi contributi atmosferici, luce diffusa proveniente da aree terrestri adiacenti, variabilità potenzialmente non correlata dei costituenti otticamente attivi e, in acque otticamente poco profonde, riflessione del fondale9, 18,19,20. Inoltre, gli imager a risoluzione grossolana con una risoluzione nominale vicina a 1 km sono limitati nei sistemi vicini e ristretti dove moderne missioni ad alta risoluzione come Landsat-8 e Sentinel-2 offrono osservazioni valide21. Nel complesso, il recupero della qualità dell’acqua nei laghi, nei fiumi, negli estuari, nelle lagune e nelle acque costiere vicine alla costa rimane un’area di ricerca attiva in cui sono necessari miglioramenti in modo che le osservazioni satellitari possano realizzare il loro potenziale e diventare parte dei programmi di monitoraggio di routine per gli stati, le tendenze e le tendenze degli ecosistemi. e sistemi di allerta per la sanità pubblica22,23,24,25,26.

Set di dati in situ di grandi dimensioni e rappresentativi a livello globale sono essenziali per lo sviluppo e la validazione di algoritmi bio-ottici per supportare il monitoraggio su larga scala utilizzando tecnologie di osservazione satellitare della Terra. Tali set di dati sono particolarmente scarsi e geograficamente frammentati nelle acque interne e costiere poiché le misurazioni radiometriche non fanno parte della maggior parte dei programmi di campionamento di routine e molti laghi sono remoti e di difficile accesso.