MAAP #111: Incêndios na Amazônia Boliviana – Usando o Google Earth Engine para Monitorar

Recent fire in the dry forests of the the Bolivian Amazon. Data: Planet.

Começamos uma nova série sobre como aproveitar o poder da nuvem para melhorar o monitoramento em tempo real na Amazônia e além.

À medida que a quantidade de dados de imagens de satélite disparou, também aumentaram os desafios das equipes de pesquisa para utilizar totalmente essas informações abundantes e pesadas (em termos de terabytes).

Em resposta, empresas de tecnologia como Google, Amazon e Microsoft têm oferecido seu poderoso poder computacional, via internet (nuvem), para ajudar a processar, analisar, exibir e armazenar big data.

Aqui, destacamos o Google Earth Engine , que foi projetado para o processamento livre de informações geoespaciais (incluindo imagens de satélite) e publicação de resultados em aplicativos da web.

Em nosso primeiro exemplo, mostramos o poder do Google Earth Engine para ajudar no monitoramento de incêndios na Amazônia boliviana . Conforme observado em nossos relatórios anteriores , a temporada de incêndios de 2019 na Bolívia foi intensa, com vários incêndios importantes nas florestas secas e savanas amazônicas.

Atualmente, há uma necessidade urgente de monitoramento em tempo real de incêndios ativos para auxiliar os esforços contínuos de gerenciamento de incêndios em nível nacional. Em resposta, desenvolvemos o aplicativo descrito abaixo.

O aplicativo “ Incêndios na Amazônia – Bolívia ”

Screen shot of the “Amazon Fires – Bolivia” app.

Desenvolvemos o aplicativo “ Incêndios na Amazônia – Bolívia ” que permite aos usuários acessar e analisar facilmente um arquivo de imagens de satélite recentes dos incêndios na Amazônia boliviana em tempo quase real.

Especificamente, o usuário pode comparar dados de aerossóis (do satélite Sentinel-5P) com imagens recentes de cinco satélites diferentes (radar Terra, Aqua, Suomi, Sentinel-2 e Sentinel-1).

Recomendamos visualizar os dados do aerossol no painel esquerdo e as imagens mais recentes no painel direito .

Os dados de Aeresol ( Índice de Aerossol Ultravioleta ) fazem um trabalho surpreendentemente bom de destacar com precisão e exatidão a localização de incêndios ativos porque estão mostrando as emissões reais (poluentes) dos incêndios (ao contrário dos dados de alerta de incêndio comumente usados ​​que detectam anomalias gerais de temperatura, não incêndios reais). É importante notar que eles podem ser calculados na presença de nuvens para que a cobertura diária e global seja possível. Este aplicativo representa um dos primeiros usos importantes dos dados de aerossol do Sentinel-5P para detectar incêndios em tempo real.

Os vermelhos indicam os níveis mais altos de aeresol (e provavelmente os maiores incêndios), seguidos de laranja , amarelo, verde , azul claro , roxo , azul escuro e preto .

Observe que, se você diminuir o zoom, os dados de aerossóis também cobrem grande parte da Amazônia brasileira .

Atualmente, novas imagens são incluídas automaticamente no aplicativo quando são adicionadas ao conjunto de dados do Google Earth Engine (normalmente com um atraso de um ou dois dias), mas durante períodos críticos, carregaremos manualmente novas imagens diariamente.

Nossa esperança é que os atores relevantes, incluindo o governo e as equipes de combate a incêndios, possam usar essas informações em tempo real para lidar melhor com os incêndios.

Link para o aplicativo “Amazon Fires – Bolívia”:
https://luciovilla.users.earthengine.app/view/monitoring-amazon-fires

Guia de Imagens

O aplicativo mostra imagens em cores naturais. Como um guia, abaixo mostramos uma série de imagens em cores naturais em relação a imagens infravermelhas de “cor falsa”, que destacam melhor as cicatrizes de queimaduras (preto) em relação à vegetação (vermelho).

Guia 1. Dados: Planeta.
Guia 2. Dados: Planeta.
Guia 3. Dados: Planeta.

Agradecimentos

Agradecemos a D. Larrea (ACEAA), M. Terán (ACEAA), C. de Ugarte (ACEAA) e A. Condor (ACCA) pelos comentários úteis às versões anteriores deste relatório.

O desenvolvimento deste aplicativo foi possível graças ao apoio da equipe do Google Earth Engine, com o apoio do SilvaCarbon (programa de assessoria técnica que disponibiliza espaços para os países conhecerem novas ferramentas) e do programa SERVIR Amazônia.

Este trabalho foi apoiado pelos seguintes financiadores principais: Fundação MacArthur, Fundo Internacional de Conservação do Canadá (ICFC), Metabolic Studio e Global Forest Watch Small Grants Fund (WRI).

Citação

Villa L, Finer M (2019) Incêndios na Amazônia Boliviana – Usando o Google Earth Engine para Monitorar. MAAP: 111.

MAAP #110: Descoberta Importante – Muitos Incêndios na Amazônia Brasileira Seguem o Desmatamento de 2019

Incêndio de 2019 na Amazônia brasileira (Rondônia) que se seguiu ao desmatamento de 2019. Dados: Planet.

No MAAP #109, relatamos uma descoberta importante e fundamental para entender os incêndios deste ano na Amazônia brasileira: muitos dos incêndios de 2019 ocorreram após eventos de desmatamento de 2019 .

Aqui, apresentamos nossa estimativa mais abrangente: 125.000 hectares (310.000 acres) desmatados em 2019 e depois queimados em 2019 (julho-setembro). Isso equivale a 172.000 campos de futebol.*

Portanto, a questão é tanto o desmatamento quanto o fogo ; os incêndios são frequentemente um indicador tardio do desmatamento agrícola recente.

Essa descoberta fundamental inverte a suposição amplamente divulgada de que os incêndios estão queimando florestas tropicais intactas para cultivo e criação de gado.

Em vez disso, descobrimos que é o contrário, as florestas foram cortadas e depois queimadas, presumivelmente para enriquecer os solos. É agricultura de “ corte e queima ”, não “queima e corte”.

As implicações políticas são importantes: o foco nacional e internacional precisa estar na minimização de novos desmatamentos, além da prevenção e gestão de incêndios.

Esses dados inovadores são baseados em nossa análise de um extenso arquivo de imagens de satélite, permitindo-nos confirmar visualmente áreas que foram desmatadas em 2019 e posteriormente queimadas em 2019 (consulte Metodologia).

Abaixo, apresentamos uma nova série de 7 vídeos de timelapse impressionantes que mostram vividamente exemplos de desmatamento em 2019 seguidos por incêndios (veja o mapa base abaixo para obter os locais exatos do zoom).

Vídeos de lapso de tempo: Desmatamento de 2019 seguido de incêndios

O vídeo 1 mostra o desmatamento de 845 hectares (2.090 acres) no estado do Mato Grosso no início de 2019, seguido por incêndios começando em julho. Planet link .

 

O vídeo 2 mostra o desmatamento de 910 hectares (2.250 acres) no estado do Amazonas no início de 2019, seguido por incêndios em agosto. Planet link .

 

O vídeo 3 mostra o desmatamento de 650 hectares (1.600 acres) no estado de Rondônia no início de 2019, seguido por um incêndio em X. Link do Planeta .

 

O vídeo 4 mostra o desmatamento de 1.760 hectares (4.350 acres) no estado do Mato Grosso no início de 2019, seguido por incêndios em agosto. Planet link .

 

O vídeo 5 mostra o desmatamento de 350 hectares (865 acres) no estado do Amazonas no início de 2019, seguido por incêndios em agosto. Planet link .

 

O vídeo 6 mostra o desmatamento de 4.275 hectares (10.550 acres) no estado do Pará no início de 2019, seguido por incêndios em agosto. Planet link .

 

O vídeo 7  mostra o desmatamento em larga escala de 1.450 hectares (3.600 acres) no estado do Amazonas entre abril e agosto, seguido por incêndio em setembro. Observe que esta é a mesma área mostrada como Zoom A no MAAP #109 para o cenário (Desmatamento-Sem Incêndio), mas ela foi queimada agora. Link do planeta .

*Notas

É importante ressaltar que documentamos esse desmatamento seguido de incêndio em áreas úmidas de floresta amazônica nos estados do Amazonas (39.100 ha), Rondônia (21.100 ha), Pará (48.704) e Mato Grosso (16.420 ha).

No MAAP #109 relatamos que outra fonte preocupante de muitos incêndios é a queima de áreas de savana ao redor da floresta tropical, por exemplo, no Mato Grosso.

Continuamos monitorando o surgimento de incêndios florestais descontrolados à medida que a estação seca avança.

Metodologia

Priorizamos áreas destacadas em laranja no Mapa Base apresentado no MAAP #109 . Essas áreas laranja indicam a sobreposição de alertas de perda florestal de 2019 (alertas GLAD da Universidade de Maryland) e alertas de incêndio de 2019 (do sensor de satélite MODIS da NASA).

Para as principais áreas de laranja em Rondônia, Amazonas, Mato Grosso, Acre e Pará, conduzimos uma análise visual usando o portal online da empresa de satélite Planet , que inclui um extenso arquivo de dados Planet, RapidEye, Sentinel-2 e Landsat. Usando o arquivo, identificamos áreas que confirmamos visualmente que a) foram desmatadas em 2019 e b) foram posteriormente queimadas em 2019 entre julho e setembro. Em seguida, usamos a ferramenta de medição de área para estimar o tamanho dessas áreas, que variaram de grandes plantações (~1.000 hectares) a muitas áreas menores espalhadas pela paisagem focal.

Os dados são atualizados até meados de setembro de 2019.

O Mapa Base no Anexo indica a localização das áreas apresentadas nos zooms de lapso de tempo.

Anexo: Mapa Base

Os números (1-7) correspondem à localização das áreas nos vídeos acima.

Mapa base. Pontos críticos de desmatamento e incêndios na Amazônia brasileira em 2019. Dados: UMD/GLAD, NASA (MODIS), PRODES

Coordinates:
Video 1. Mato Grosso (11.64° S, 54.77° W)
Video 2. Amazonas (9.07° S, 67.54° W)
Video 3. Rondônia (8.61° S, 63.01° W)
Video 4. Mato Grosso (9.91° S, 60.33° W)
Video 5. Amazonas (6.60° S, 60.10° W)
Video 6. Pará (5.87° S, 53.55° W)
Video 7. Amazonas (8.94° S, 65.91° W)

Agradecimentos

Agradecemos a T. Souto (ACA) e A. Folhadella (ACA) pelos comentários úteis às versões anteriores deste relatório.

Este trabalho foi apoiado pelos seguintes financiadores principais: Fundação MacArthur, Fundo Internacional de Conservação do Canadá (ICFC), Metabolic Studio e Global Forest Watch Small Grants Fund (WRI).

Citação

Finer M, Mamani N (2019) MAAP #110: Descoberta Importante – Muitos Incêndios na Amazônia Brasileira seguem o Desmatamento de 2019. MAAP: 110.

MAAP #109: Incêndios e Desmatamento na Amazônia Brasileira, 2019

Mapa base. Pontos críticos de desmatamento e incêndios na Amazônia brasileira em 2019. Dados: UMD/GLAD, NASA (MODIS), PRODES

Os incêndios na Amazônia brasileira foram alvo de intensa atenção global no último mês.

Como parte de nossa cobertura contínua , damos um passo adiante e analisamos a relação entre incêndios e desmatamento em 2019 .

Primeiro, apresentamos o primeiro Mapa Base conhecido mostrando os pontos críticos de desmatamento e incêndio de 2019 e, mais importante, as áreas de sobreposição . As letras correspondem aos Zooms abaixo.

Em segundo lugar, apresentamos uma série de 16 vídeos de lapso de tempo de alta resolução (Zooms AK), cortesia da empresa de satélite Planet. Eles mostram cinco cenários que documentamos até agora em 2019:

  1. Desmatamento (sem fogo)
  2. Desmatamento (Seguido de Fogo)
  3. Agricultura Fogo
  4. Fogo de savana
  5. Incêndio florestal

principal descoberta é que o desmatamento (seguido de incêndios) é extremamente importante para entender a temporada de incêndios deste ano (veja Zooms BE).

Nós documentamos vários casos de eventos de desmatamento em 2019 seguidos por incêndios intensos, cobrindo pelo menos 52.500 hectares (130.000 acres) e contando. Isso equivale a 72.000 campos de futebol.

O outro cenário comum é o incêndio agrícola em áreas desmatadas antes de 2019, mas próximas à floresta circundante (veja os Zooms F e G).

Também estamos vendo mais exemplos de Savanna Fire em áreas de pastagem entre a floresta tropical. Esses incêndios podem ser grandes — mostramos uma queima de 24.000 hectares (60.000 acres) no território indígena Kayapó (veja Zoom H).

Não observamos grandes incêndios florestais na úmida Amazônia brasileira durante agosto, mas documentamos tais incêndios no início de março no estado de Roraima. À medida que a estação seca continua em setembro e outubro, no entanto, os incêndios florestais se tornam um risco maior.

1. Desmatamento (sem fogo)

O Zoom A mostra o desmatamento em larga escala de 1.450 hectares (3.600 acres) no estado do Amazonas entre abril e agosto de 2019. O desmatamento parece ser para fins agrícolas e não mostra sinais de fogo.

Zoom A. Desmatamento (sem fogo). Dados: Planet, ESA.

2. Desmatamento (Seguido de Fogo)

principal descoberta desta análise foi o cenário generalizado de grandes eventos de desmatamento seguidos por incêndios intensos. Isso (e não o incêndio florestal) provavelmente explica por que muitos incêndios eram bastante enfumaçados. Abaixo, mostramos quatro exemplos dos estados amazônicos de Rondônia ( Zooms B e C ), Amazonas ( Zoom D ) e Pará ( Zoom E ). Nestes quatro exemplos, medimos diretamente 8.500 hectares (21.000 acres) que foram desmatados e depois queimados em 2019.

Zoom B. Desmatamento (Seguido de Fogo) em Rondônia. Dados: Planet, ESA.

Zoom C. Desmatamento (Seguido de Fogo) em Rondônia. Dados: Planet, ESA.

Zoom D. Desmatamento (Seguido de Fogo) no Amazonas. Dados: Planet, ESA.

Zoom E. Desmatamento (Seguido de Fogo) no Pará. Dados: Planet, ESA.

3. Incêndio na Agricultura

Os zooms F e G mostram o outro cenário generalizado de incêndios limpando áreas agrícolas. Na maioria dos casos, os incêndios parecem contidos na área agrícola, mas encontramos exemplos de queimadas na floresta ao redor (mas não se transformando em incêndios florestais descontrolados). À medida que a estação seca continua, no entanto, há um risco elevado de incêndios agrícolas escaparem para a floresta ao redor e causarem incêndios maiores.

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Zoom F. Incêndio agrícola. Dados: Planet, ESA.

 

Zoom G. Incêndio agrícola. Dados: Planet, ESA.

4. Fogo de Savana

Recentemente, temos detectado incêndios queimando ecossistemas mais secos, como savanas, localizadas em bolsões entre a floresta tropical úmida. Os zooms H e I mostram incêndios de savana nos territórios indígenas Kayapó e Munduruku, respectivamente. Esses incêndios de savana podem queimar grandes áreas, por exemplo, mais de 24.000 hectares (60.000 acres) no território Kayapó e 700 hectares (1.700 acres) no território Munduruku.

Zoom H. Incêndio em savana em território indígena Kayapó . Dados: Planet, ESA.

Zoom I. Incêndio em savana em  território indígena Munduruku. Dados: Planet, ESA.

5. Incêndio florestal

Durante agosto, não documentamos grandes incêndios florestais nas florestas úmidas da Amazônia brasileira ocidental, nossa principal área focal. Incêndios florestais podem ser mais comuns na Amazônia brasileira oriental, especialmente à medida que nos aprofundamos na temporada de queimadas. Por exemplo, o Zoom J  mostra alguns incêndios recentes nas cristas do território indígena Kayapó que queimaram cerca de 930 hectares (2.300 acres).

Zoom J. Incêndio florestal nas serras do território indígena Kayapó . Dados: Planet, ESA.

É importante notar que ainda não documentamos nenhum grande incêndio descontrolado nas florestas úmidas da Amazônia brasileira que pareça ser a percepção da mídia e do público sobre a situação. Os grandes incêndios que vimos estão nas florestas secas e arbustivas da Amazônia brasileira e boliviana (veja MAAP #108 ). Curiosamente, no entanto, houve grandes incêndios florestais no início do ano (início de março) no norte do Brasil (estado de Roraima). O Zoom I  mostra um exemplo desses incêndios perto do território indígena Yanomami.

Zoom K. Incêndio florestal no início de março de 2019 no estado de Roraima. Dados: Planet, ESA.

Métodos

Criamos duas camadas de “hotspots”, uma para desmatamento e outra para incêndios, conduzindo uma análise de densidade kernel. Esse tipo de análise calcula a magnitude por unidade de área de um fenômeno específico, nesse caso alertas de perda florestal (proxy para desmatamento) e alertas de anomalia de temperatura/incêndio.

Usamos dados de perda florestal de alerta GLAD (resolução de 30 metros) da University of Maryland e disponíveis no Global Forest Watch. Dados até agosto de 2019.

Usamos dados de alerta de incêndio baseados em MODIS (resolução de 1 km) do Sistema de Gerenciamento de Recursos de Fogo (FIRMS) da NASA. Dados até agosto de 2019.

Realizamos a análise utilizando a ferramenta Kernel Density do Spatial Analyst Tool Box do ArcGIS, utilizando os seguintes parâmetros:

Raio de busca: 15.000 unidades de camada (metros)
Função de densidade do kernel: Função do kernel quártico
Tamanho da célula no mapa: 200 x 200 metros (4 hectares)
Todo o resto foi deixado na configuração padrão.

Para o Mapa Base, usamos as seguintes porcentagens de concentração: Médio: 10%-25%; Alto: 26%-50%; Muito Alto: >50%. Em seguida, combinamos todas as três categorias em uma cor (amarelo para desmatamento e vermelho para fogo). Laranja indica áreas onde ambas as camadas se sobrepõem. Como camada de fundo, também incluímos dados de desmatamento pré-2019 do sistema PRODES do Brasil.

Agradecimentos

Agradecemos a G. Hyman (SIG), A. Flores (NASA-SERVIR) e A. Folhadella (ACA) pelos comentários úteis às versões anteriores deste relatório.

Este trabalho foi apoiado pelos seguintes financiadores principais: Fundação MacArthur, Fundo Internacional de Conservação do Canadá (ICFC), Metabolic Studio e Global Forest Watch Small Grants Fund (WRI).

Citação

Finer M, Mamani N (2019) Incêndios e desmatamento na Amazônia brasileira, 2019. MAAP: 109.