GLACIAL LAKE ICE COVERAGE VARIABILITY IN ANTARCTICA BASED ON SENTINEL-1 IMAGES: A CASE OF THE KELLER PENINSULA

Authors

DOI:

https://doi.org/10.14393/RCG2610878490

Keywords:

Seasonal behavior, Lake ice-phenology, Climate change, Backscatter coefficient, Digital image processing

Abstract

This study aimed to investigate backscatter values in Sentinel-1A images to identify the surface cover classes of lakes on the Keller Peninsula (ice and snow vs. ice-free). We analyzed five Sentinel-1A images (IW mode). Image processing involved calibration, thermal noise removal, co-registration, terrain correction, and filtering. Field data were collected, and backscatter coefficient thresholds were applied to identify the lake areas and classify each coverage class. The analysis of values at the central pixel of the lakes showed that the ice-free surface cover class values ranged from -19.34 to -16.87 dB. This variation is attributed to the increase in average air temperature, which causes greater melting and, consequently, increased soil moisture. Wind also influences the backscatter values. The application of a fixed backscatter threshold of -15 dB was not satisfactory. We recommend monitoring backscatter values from data collected at the central point of the lakes and performing tests using adaptive threshold values for automatic target classification.

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Author Biographies

  • Jorge Antônio Viel, Rio Grande do Sul Federal Institute of Education, Science and Technology

    Doutorando em Geografia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, mestre em Sensoriamento Remoto pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2018) , bacharel em Geografia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2015) e licenciado em Geografia pela Universidade de Caxias do Sul (2013). Atualmente é servidor do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul – Campus Bento Gonçalves.

  • Kátia Kellem da Rosa, Federal University of Rio Grande do Sul

    Doutora pelo Programa de Pós-Graduação em Geologia Marinha, UFRGS. Possui graduação em Licenciatura e Bacharelado em Geografia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006), mestrado em Geologia Marinha (UFRGS) (2009). Professora no Departamento de Geografia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul, UFRGS. Professora Permanente no Pós-Graduação em Geografia da UFRGS. Possui produtividade em Pesquisa CNPq Nível 2. Coordenadora do Laboratório de Geomorfologia e Sedimentologia glacial e atua como vice-diretora do Centro Polar e Climático na UFRGS. Membro editorial da Revista Pesquisas em Geociências UFRGS. Trabalha em projetos de pesquisa no Centro de Pesquisas Polar e Climático da UFRGS, e Laboratório do Processos Sedimentares e Ambientais da UFF, Laboratório de Cartografia na Geografia em Santa Maria, integrados ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia da Criosfera.

  • Carina Petsch, Federal University of Santa Maria

    Possui graduação em Geografia (Bacharelado) pela Universidade Estadual de Maringá (2011), mestrado em Geografia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2014) e doutorado em Geografia pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2018). Pós doutorado desenvolvido na Universidad de Buenos Aires (2023-2024) com recursos da CAPES. Atuou como professora colaboradora da UNIOESTE, campus Francisco Beltrão, no período de 05/2018 a 03/2019. Atua como pesquisadora no Laboratório de Geologia Ambiental (LAGEOLAM) da UFSM, Laboratório de Ensino e Pesquisas em Geografia e Humanidades (LEPGHU) e Centro Polar e Climático (CPC) da UFRGS Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM).

  • Danielle Dall Amaria Soffiatti, Federal University of Rio Grande do Sul

    Mestranda do programa de Pós-Graduação em Geografia pela universidade Federal do Rio Grande do Sul. Possui Graduação em Geografia. esquisadora do Centro Polar e climático da UFRGS sob orientação da professora Kátia Kellem da Rosa.

  • Luiz Felipe Velho, Rio Grande do Sul Federal Institute of Education, Science and Technology

    Engenheiro Cartógrafo (2006), mestre (2009) e doutor (2014) em Sensoriamento Remoto pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul, e especialista em Educação Básica e Profissional (2019) pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Campus Osório. Desde 2010, é professor da área de Geoprocessamento do Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Rio Grande do Sul - Campus Porto Alegre.

  • Sandra Bromberg, University of São Paulo

    Bacharel em Ciências Biológicas pelo Instituto de Biociências da Universidade de São Paulo (1993), com mestrado e doutorado em Oceanografia Biológica pelo Instituto Oceanográfico da Universidade de São Paulo - IOUSP (1999 e 2004). Bióloga do Laboratório de Ecologia Bêntica do Departamento de Oceanografia Biológica do IO-USP, entre 2002 e 2018, sob supervisão da Profa Dra Ana Maria Setubal Pires Vanin. Atualmente, trabalha no Laboratório de Ecologia Recifal (BIOREC) sob supervisão do Prof. Dr. Tito Lotufo e atua junto à "Coleção Biológica Prof. Edmundo Ferraz Nonato" do Instituto Oceanográfico (ColBIO), sob a curadoria da Dra. Mônica A. V. Petti.

  • Jefferson Cardia Simões, Federal University of Rio Grande do Sul

    professor titular de Glaciologia e Geografia Polar da UFRGS, membro titular da Academia Brasileira de Ciências e Comendador da Ordem Nacional do Mérito Científico, é o pioneiro da ciência glaciológica no Brasil. Foi Vice-Presidente do Scientific Committee on Antarctic Research/Conselho Internacional de Ciência (SCAR/ISC) de 2016 a 2024 e Vice-Pró-Reitor de Pesquisa da UFRGS de 2020 a 2024. Ele obteve seu PhD pelo Scott Polar Research Institute, University of Cambridge, Inglaterra, em 1990. É pós-doutor pelo Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de lEnvironnement (LGGE) du CNRS/França e pelo Climate Change Institute (CCI), University of Maine, EUA. Leciona e orienta alunos de graduação e pós-graduação em Geociências e Geografia.

  • Rosemary Vieira, Fluminense Federal University

    Possui graduação em Geografia pela Universidade Federal Fluminense (1987), mestrado em Geografia - Universidade do Chile (2002), doutorado em Geociências pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2006 - Capes 7) e Estágio de Doutoramento - Universidade do Chile (2005). Pós-Doutorado no Centro Polar e Climático, IGEO-UFRGS. Atualmente é Professora Associada IV da Universidade Federal Fluminense (UFF) - Departamento de Geografia/Instituto de Geociências, sendo credenciada para orientação nos programas de pós-graduação em Geografia: PósGeo/UFF - Niterói (Capes 6), como Professora Permanente, PósGeo/UFF - Campos dos Goytacazes e PósGeo/UFRGS (Capes 6), como Professora Colaboradora. É Pesquisadora do Programa Antártico Brasileiro. Coordenadora do Laboratório do Processos Sedimentares e Ambientais (LAPSA), integrado ao Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia da Criosfera.

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Published

2025-12-08

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Vol. 26 No. 108 (2025): Dezembro

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Copyright (c) 2025 Jorge Antônio Viel, Kátia Kellem da Rosa, Carina Petsch, Danielle Dall Amaria Soffiatti, Luiz Felipe Velho, Sandra Bromberg, Jefferson Cardia Simões, Rosemary Vieira

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How to Cite

VIEL, Jorge Antônio; ROSA, Kátia Kellem da; PETSCH, Carina; SOFFIATTI, Danielle Dall Amaria; VELHO, Luiz Felipe; BROMBERG, Sandra; SIMÕES, Jefferson Cardia; VIEIRA, Rosemary. GLACIAL LAKE ICE COVERAGE VARIABILITY IN ANTARCTICA BASED ON SENTINEL-1 IMAGES: A CASE OF THE KELLER PENINSULA. Caminhos de Geografia, Uberlândia, v. 26, n. 108, p. 253–270, 2025. DOI: 10.14393/RCG2610878490. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/caminhosdegeografia/article/view/78490. Acesso em: 15 dec. 2025.