Application of orbital sensors to detect deforestation in the Amazon rainforest

Abstract

O avanço do agronegócio em terras amazônicas tem sido caracterizado por um ciclo preocupante de desmatamento, queimadas, exploração da terra e abertura de novas vias de escoamento que se retroalimenta. Em grande medida, essa exploração se dá de forma desordenada e em níveis superiores ao que preconiza a lei. Após 2012, com a aprovação do novo Código Florestal Brasileiro, verificou-se uma reversão na tendência de queda dos indices de desmatamento. A perda de floresta e a emissão dos gases de efeito estufa (GEE) voltaram a ser motivo de grande preocupação mundial. Em 2015, no Acordo de Paris, o Brasil se comprometeu em reduzir emissões de GEE. Considerando que uma parte significativa dessas emissões tem origem em queimadas na floresta, o monitoramento da mesma se torna especialmente importante. Parte considerável da ocupação da floresta ocorre dentro do arco do desmatamento, região em forma de arco que está localizada no extremo sul da Amazônia Brasileira. Historicamente, o acompanhamento desses efeitos antropogênicos tem sido realizado por imagens ópticas de sensores orbitais. No período de chuvas, que se estende de novembro a abril, o imageamento óptico da floresta Amazônica fica prejudicado por causa da cobertura persistente de nuvens, o que pode ser contornado por meio de uso de dados de radar de abertura sintética (SAR). Este trabalho teve por objetivo principal apresentar uma técnica de detecção do desmatamento em tempo quase real com a utilização de imagens de radar de acesso livre. Para alcançar esse objetivo, foram publicados três artigos com diferentes abordagens de detecção de efeitos antropogênicos. As áreas de estudo nos artigos se situam no município de Novo Progresso, região conhecida pelas elevadas taxas de ocupação humana dentro do arco do desmatamento, a sudoeste do estado do Pará. O objetivo do primeiro estudo foi analisar como as imagens de radar, ópticas e termais identificam os desmatamentos por corte raso na floresta Amazônica. O estudo correspondeu a uma área de 40 km x 40 km. Foram utilizadas imagens de radar em bandas X (satélite COSMO-SkyMed) e C (satélite Sentinel-1A), e índices de vegetação por diferença normalizada (NDVI), índices de umidade por diferença normalizada (NDMI) e temperaturas da superfície terrestre (LST) derivadas do satélite Landsat 8. A análise qualitativa revelou informações importantes sobre os limites das áreas e o período de ocorrência dos desmatamentos com boa precisão relativa. Os índices calculados agregaram informações sobre atividades fotossintéticas e níveis de biomassa. A pesquisa mostrou o potencial do uso de índices ópticos e termais e, principalmente, de imagens de radar para identificação dos desmatamentos por corte raso em ambiente de floresta úmida. O segundo artigo foi conduzido para melhor compreender a dinâmica do desmatamento na região, incluindo a fase de queimadas e emissões intrínsecas de gases de efeito estufa. Este estudo foi realizado sobre uma área de 36.800 km2. Foi identificada uma forte correlação entre ocorrência de incêndios na área recém desmatada seguindo as práticas locais de corte e queima. O terceiro artigo teve como objetivo desenvolver uma metodologia para identificação do desmatamento logo após a sua ocorrência. Esse estudo fez parte de doutorado sanduíche desenvolvido em Roma, Itália, na Universidade Tor Vergata. As imagens de radar na banda C foram processadas para servir de dado primário no desenvolvimento de redes neurais do tipo MultiLayer Perceptron (MLP) para identificar desmatamentos por corte raso em tempo quase real. A metodologia desenvolvida identificou áreas de desmatamento de 2 ha ou maiores com alta precisão e de forma automática.