APLICAÇÕES
AMBIENTAIS BRASILEIRAS
DOS SATÉLITES NOAA E TIROS-N
Nelson
Jesus Ferreira
CAPÍTULO
2 - DETECÇÃO DE QUEIMADAS COM O USO
kkkkkkikkiklllllDO RADIÔMETRO AVHRR
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2.2.
O PAPEL DO SENSORIAMENTO REMOTO
fffffffNA DETECÇÃO DE QUEIMADAS
kkkkO sensoriamento remoto, através
do uso de imagens orbitais, pode fornecer dados de cobertura do solo
de grandes áreas em intervalos regulares, com maior rapidez na
coleta e análise de dados, e um custo menor, se comparado com
métodos convencionais (por exemplo, o uso de redes de guardas
florestais e levantamento de campo), sendo uma tecnologia que permite
monitorar mudanças ambientais. Atualmente existem satélites
de uso comercial com imagens de alta resolução espacial
(30,0 m a 0,5 m), mas são utilizados para estudos locais, não
tendo uma relação custo/benefício conveniente na
análise de um "problema" de escala continental como
o das queimadas. Os satélites meteorológicos, embora possuam
uma baixa resolução espacial (cerca de 1,1 km x 1,1 km
no nadir), são importantes para o estudo de recursos naturais,
pois possuem uma cobertura sinótica (de extensão continental),
têm uma resolução espectral que inclui bandas desde
o espectro visível às microondas, e alta resolução
temporal (o sistema obtém duas passagens ao dia para cada um
dos satélites em operação), facilitando o estudo
de fenômenos de curta duração tais como incêndios.
kkkkA detecção de incêndios
florestais, por meio do sensoriamento remoto, iniciou-se por volta de
1961, por entidades ligadas ao USFS (United States Forest Service),
Serviço Florestal dos Estados Unidos, em um programa experimental
que teve duração de 10 anos, e desenvolveu estudos sobre
imageadores bi-espectrais no infravermelho termal em aeronaves, fazendo
testes sobre as características espectrais de queimadas e de
sensores. Posteriormente, Dozier (1981) publicou um artigo, no qual
demonstra a capacidade que os radiômetros multiespectrais AVHRR
(ver Capítulo 1) têm para identificar fontes de calor na
superfície terrestre, mesmo quando elas não ocupam a totalidade
da área do pixel (1,21 km2). No mesmo artigo, ele descreve um
algorítmo para determinar a porção do pixel "contaminada"
pela fonte de calor assim como a sua temperatura de brilho, sendo isto
possível pelo fato de que quanto maior for a temperatura de um
corpo, a radiância integrada para a banda 3 (3,55 - 3,93 mm para
o AVHRR do NOAA-6) será muito maior do que a da banda 4 (10,5
- 11,5mm) como mostra a Figura 2.1. Matson and Dozier (1981) utilizaram
imagens AVHRR noturnas da região de Detroit (USA) para testar
o algorítimo, concluindo que o método é promissor
para as imagens noturnas, com a restrição de que o pixel
não esteja saturado.
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Fig.
2.1 Radiâncias de Planck para temperaturas de 200 K - 500
k. Conforme a temperatura aumenta, a área (radiância integrada)
sobre o segmento da curva da banda 3 aumenta muito mais do que a da
banda 4.
kkkkMatson
et al. (1984) estudaram vários casos de incêndios detectados
na banda 3 de imagens AVHRR noturnas dos satélites NOAA-6 e NOAA-7,
e demostraram que estas têm grandes possibilidades de resolver
o problema de detecção de incêndios de maneira rápida
em áreas de grande extensão, com possibilidades de determinar
a área e temperatura do incêndio. As limitações
encontradas dizem respeito a cobertura de nuvens.
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2.3.
O MONITORAMENTO DE QUEIMADAS NO BRASIL COM O
kkllkUSO DE SENSORIAMENTO REMOTO
kkkkNo Brasil, o uso do fogo é uma
prática cultural para o manejo da terra e tem causado impacto
ambiental de alta monta. Na estação seca, entre junho
e setembro, são muito comuns as queimadas na região do
Brasil Central, onde predomina a vegetação do cerrado,
assim como nas fronteiras de colonização da Amazônia
Legal. Neste caso, existe a prática da derrubada das florestas
tropicais, com a conseqüente extração de madeira,
seguida da queima da biomassa restante para a limpeza da área,
visando a implementação de pastagens. Estas pastagens
são queimadas anualmente para uma rebrota mais rápida
após o período de estio, pois uma grande quantidade de
nutrientes são retidas nas cinzas. Entretanto, após alguns
anos o solo se degrada, e o agropecuarista opta por derrubar e queimar
uma nova área de floresta, criando um círculo vicioso
que vem alterando rapidamente o meio ambiente da Amazônia Legal.
Desta forma, apareceu a necessidade de "se conhecer o perfil dos
incêndios no País, isto é, saber onde, quando, e
porquê ocorrem os incêndios" (Soares, 1984), que é
uma necessidade para vários estudos científicos, técnicos
e administrativos, em geral com caráter interdisciplinar. Perguntas
como: qual o verdadeiro papel do fogo na história da humanidade,
deverão ser respondidas a longo prazo. Outras perguntas mais
básicas surgem: qual a verdadeira relação entre
custos/benefícios sócio-econômicos causado pelas
queimadas no Brasil? As queimadas podem causar mudanças climáticas
regionais de maneira a afetar a produção econômica?
Estas mudanças climáticas facilitariam o desenvolvimento
de novas técnicas agrícolas que proporcionassem ganhos
sócio-econômicos? Qual o papel das queimadas sobre o ciclo
biogeoquímico do Carbono? Que tipo de dados são necessários
para uma melhor avaliação dos fluxos de Carbono? O sensoriamento
remoto pode contribuir para melhorar as estimativas do impacto do fogo
sobre os ecossistemas da biosfera/atmosfera?
kkkkO desenvolvimento, no País,
da técnica que permite o monitoramento diário de queimadas
por satélites, com sensores de baixa resolução
(1km), decorreu de um trabalho do INPE, realizado na Amazônia,
com apoio da NASA, em julho de 1985, por ocasião do experimento
internacional GTE/ABLE-2A. Naquela ocasião, imagens diurnas do
AVHRR do satélite NOAA-9 indicaram a possibilidade de detecção
de focos de queimada ao se utilizar a informação da banda
termal na faixa de 3,55µm a 3,93µm (Pereira e Setzer, 1986),
que é particularmente sensível às temperaturas
de combustão de vegetação (Robinson, 1991). Esta
constatação coincidia com a descrição de
trabalhos sobre detecção de fontes de calor executados
por Matson et al. (1984). Também foi constatada a presença
de grandes plumas de fumaça, deslocando-se por centenas de quilômetros,
e espalhando-se por uma área de dezenas de milhares de quilômetros
quadrados, que foram visualizadas em imagens das bandas 1 (0,58-0,68µm)
e 2 (0,725-1,10µm) do AVHRR/NOAA-9. Estes resultados foram repetidos
em trabalho de Matson and Holben (1987), em uma área nas proximidades
de Manaus (AM).
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kkkk"Duas
conclusões importantes decorreram desse experimento quanto ao
uso de satélites da série NOAA: 1) Eles propiciam uma
técnica adequada e relativamente simples e econômica no
monitoramento diários de queimadas, e 2) Eles mostraram que a
dimensão do problema de queimadas na Amazônia não
estava devidamente quantificada e considerada, e que os efeitos na atmosfera
eram observados a milhares de quilômetros" (Setzer et al.,
1988). Esta situação foi transmitida ao Instituto Brasileiro
de Desenvolvimento Florestal (IBDF) em 1986, e após vários
acordos entre o INPE e o IBDF foi implementado o projeto SEQE, Sensoriamento
Remoto de Queimadas por Satélite, iniciado em julho de 1987,
e tinha por objetivo principal a detecção e levantamento
rotineiros de grandes queimadas no País com o uso de imagens
AVHRR/NOAA. A metodologia utilizada no projeto SEQE foi a mesma utilizada
por Pereira (1988), também documentada em Pereira e Setzer (1993),
cujos resultados estão em Setzer et al. (1988). Estes recomendaram
a continuação do projeto, uma campanha intensiva para
a redução de queimadas, e o preparo de leis mais abrangentes
definindo e controlando a prática de queimadas no País.
Algumas inovações, tal qual a utilização
de Sistemas de Informações Geográficas (SIG), puderam
ser usadas no monitoramento de 1990, com apoio do Instituto Brasileiro
de Meio Ambiente e Recursos Renováveis (IBAMA), que incorporou
o IBDF, e da Companhia de Tecnologia e Saneamento Ambiental (CETESB)
através de verbas do Departamento de Proteção aos
Recursos Naturais (DPRN) (Setzer e Pereira, 1991).
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