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Relatório Final Maio de 2014
Monitoramento de Queimadas e Incêndios na Região do Parque Estadual do Jalapão
em 2011, 2012 e 2013
PIETRO DE ALMEIDA CÂNDIDO
MAPEAMENTO DE CICATRIZES DE QUEIMADAS NA REGIÃO
DO PARQUE ESTADUAL DO JALAPÃO EM 2011, 2012 e 2013
Relatório final de mapeamento de cicatrizes
de incêndios e queimadas dos anos de 2011,
2012 e 2013, referentes ao termo de
referência PN 11.9035.4-001.00, contrato GIZ
83151538, desenvolvido no INPE.
São José dos Campos, maio de 2014.
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO .................................................................................................................... 6
2. ÁREA DE ESTUDO .............................................................................................................. 6
3. MÉTODO ........................................................................................................................... 8
4. RESULTADOS ..................................................................................................................... 9
4.1. Ano de 2011 .............................................................................................................. 9
4.2. Ano de 2012 ............................................................................................................ 11
4.3. Ano de 2013 ............................................................................................................ 14
4.4. Levantamento temporal .......................................................................................... 16
4.5. Limitação dos períodos das imagens ........................................................................ 18
4.6. Parque Estadual do Jalapão ..................................................................................... 21
5. CONCLUSÃO .................................................................................................................... 25
LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Área de estudo ........................................................................................................... 7 Figura 2: Fluxograma Geral ....................................................................................................... 8 Figura 3: Área queimada - 2011 .............................................................................................. 10 Figura 4: Área queimada e número de focos - 2011 ................................................................. 10 Figura 5: Classe de tamanho de cicatrizes - 2011 ..................................................................... 11 Figura 6: Área queimada - 2012 .............................................................................................. 12 Figura 7: Área queimada e número de focos - 2012 ................................................................. 13 Figura 8: Classe de tamanho de cicatrizes - 2012 ..................................................................... 13 Figura 9: Área queimada - 2013 .............................................................................................. 14 Figura 10: Área queimada e número de focos - 2013 ............................................................... 15 Figura 11: Classe de tamanho de cicatrizes - 2013 ................................................................... 15 Figura 12: Porcentagem de área queimada na cena ................................................................ 18 Figura 13: Distribuição focos de fogo ativo .............................................................................. 19 Figura 14: Porcentagem dos focos nos períodos mapeados com imagens de média resolução, 2004 a 2013 ............................................................................................................................ 20 Figura 15: Área queimada e focos de fogo, 2004 a 2013 .......................................................... 21 Figura 16: Relação do PEJ e área de estudo. ............................................................................ 23 Figura 17: Distribuição focos de fogo ativo no PEJ dentro e fora do período mapeado com imagens de média resolução. .................................................................................................. 24 Figura 18: Porcentagem dos focos (todos os satélites) dentro do período das imagens de média resolução no PEJ, de 2004 a 2013............................................................................................ 24 Figura 19: Área queimada e focos de fogo no PEJ, 2004 a 2013.. ............................................. 25
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Resultados do mapeamento de área queimada em 2011 ........................................... 9 Tabela 2: Resultados do mapeamento de área queimada em 2012 ......................................... 12 Tabela 3: Resultados do mapeamento de área queimada em 2013 ......................................... 14 Tabela 4: Analise histórica do mapeamento de áreas queimadas na região do Jalapão durante 10 anos ................................................................................................................................... 17 Tabela 5: Focos de fogo ativo na região do Jalapão ................................................................. 19 Tabela 6: Análise histórica do mapeamento de áreas queimadas e focos no Parque Estadual do Jalapão ................................................................................................................................... 22
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1. INTRODUÇÃO
O presente relatório refere-se a quinta e última das cinco etapas do Termo de Referencia PN 11.9035.4-001.00, contrato GIZ 83151538, vigente de 01 de setembro de 2013 a 31 de maio de 2014, cujo objetivo é o de dar continuidade à produção de dados de área queimada na região do Jalapão com a análise de imagens de média resolução (30 metros), apoiando os desenvolvimentos que o INPE está realizando no Projeto GIZ-MMA “Prevenção, controle e monitoramento de queimadas e incêndios florestais no Cerrado”.
As fases do presente contrato se dividem em: 1) mapas e figuras georreferenciados contendo áreas queimadas de 2007, 2008 e 2009; 2) arquivos digitais inseridos na base de dados de validação, 3) texto descritivo das atividades realizadas, relatando o método, os resultados e arquivamento dos dados gerados de 2007, 2008 e 2009; 4) mapas e figuras georreferenciados contendo áreas queimadas de 2011, 2012 e 2013; e 5) texto descritivo das atividades realizadas, relatando o método, os resultados e arquivamento dos dados gerados de 2011, 2012 e 2013.
O presente documento resume a metodologia para geração de cicatrizes de queimada em imagens de média resolução e os resultados finais de área queimada. São descritos os processos de aquisição de imagens registradas, mapeamento automático, edição, cálculo de área e padronização dos dados vetoriais. Os dados de 2011, 2012 e 2013 seguem um padrão de apresentação numérica e gráfica, ao qual foram adaptados os resultados do mapeamento de cicatrizes dos anos de 2004, 2005, 2006 e 2010, criando assim uma base homogênea de 2004 a 2013.
2. ÁREA DE ESTUDO
A área de estudo é a Região do Jalapão, localizado na porção setentrional do Brasil Central, abrigando as maiores unidades de conservação do bioma Cerrado. A pressão sobre a região em termos de controlar desmatamentos, queimadas e incêndios florestais, vem crescendo ao longo dos últimos anos. A localização remota e as precárias condições de operação das brigadas de incêndios nos municípios e nas unidades de conservação têm comprometido o combate efetivo dos incêndios e queimadas.
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Figura 1: Área de estudo
O retângulo envolvente da cena órbita/ponto Landsat-TM 221/067 cobre as Unidades de Conservação Federais APA Serra da Tabatinga, ESEC Serra Geral do Tocantins e PARNA das Nascentes do Rio Parnaíba, além das Unidades de Conservação Estaduais APA Serra das Mangabeiras do Estado de Piauí, APA Jalapão e o Parque Estadual do Jalapão, ambas no Tocantins.
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3. MÉTODO
Há atualmente uma demanda por dados e informações sobre cartografia e estimativas de área queimada geradas a partir de imagens de média resolução espacial (20 a 30 metros), inexistente de forma sistemática para o território brasileiro. Nesta fase final do trabalho, foi gerada a base de referência de áreas queimadas em imagens da cena TM 221/67 com resolução 30 m para os anos 2011, 2012 e 2013, que servirá para determinar o padrão espacial e temporal da ocorrência do fogo na vegetação, e para a aferição de algoritmos automáticos de monitoramento de áreas queimadas no Cerrado.
Para tanto, foi também desenvolvido um método de processamento, análise visual e auditoria dos produtos, de forma a gerar o melhor resultado possível, resumido no Fluxograma Geral, abaixo (Figura 2).
Figura 2: Fluxograma Geral
Para a geração sistemática de dados de queimadas em imagens orbitais de média resolução é adotado um método baseado na composição colorida de índices espectrais, na qual as cicatrizes de queimadas ocorridas num período determinado são destacadas de outras feições que podem ter características semelhantes às das queimadas. Por se tratar de uma análise multitemporal, a composição colorida apresenta feições em função da variação ocorrida no período considerado. Sendo assim, os alvos mais constantes ao longo do tempo, como corpos d’água e áreas de solo exposto, apresentam-se de forma distinta às cicatrizes de queimadas, já que estas resultam de variações bruscas do verdor da vegetação.
A detecção de cicatrizes é feita a partir de imagens Landsat-5/TM, Landsat-8/OLI e Resoursat-LISS3, adquiridas nas plataformas Earth Explorer da USGS e da Divisão de Geração de Imagens do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (DGI-INPE).
As cenas selecionadas têm até 10% de cobertura de nuvens. A interpretação das imagens é realizada com a composição colorida de índices espectrais, a partir da
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qual é feito um processo de segmentação, gerando vetores que delimitam as feições na cena. Os vetores são editados manualmente, ainda com auxílio da composição de índices espectrais e das bandas originais das imagens. Os procedimentos são realizados nos aplicativos Erdas Imagine, ArcGIS e Quantum GIS.
O dado temático vetorial é em seguida editado manualmente por interpretação visual na tela do microcomputador, de acordo com o procedimento padrão de edição de dados descrito abaixo. Posteriormente, os dados passam por auditoria interna e externa para verificar a qualidade da edição e corrigir eventuais falhas.
Para maiores detalhes da metodologia empregada consultar o Relatório 3 de fevereiro de 2014, do presente contrato e termo de referência.
4. RESULTADOS
Após todos os processamentos e procedimentos adotados para o mapeamento de cicatrizes de queimadas tem-se como resultado principal a quantificação de área queimada no período estudado. São apresentados os principais dados e análises de 2011, 2012 e 2013 para a última fase do TdR e, ao final do texto, são expostos dados de todo o levantamento temporal, obtidos dos relatórios anteriores deste projeto MMA-GIZ, englobando o período de 2004 a 2013.
4.1. Ano de 2011
No ano de 2011 foram processadas quatro cenas Landsat-TM, abrangendo 144 dias do ano, de 06 de junho a 28 de outubro. Após os procedimentos de controle de qualidade de cicatrizes, obteve-se como resultado final a quantia de 4.604 polígonos de cicatrizes, com 6.288 km² de área de cicatrizes de queimadas e incêndios, tendo ao final 23% da área de estudo sofrido queima – ver Tabela 1.
Tabela 1: Resultados do mapeamento de área queimada em 2011
Data (mmdd)
Cicatrizes No.polígonos
Área km²
Porcentagem %
Focos Sat. Ref. Todos
0606 a 0809 1.459 2.145 8% 615 2.011
0809 a 0915 1.151 1.938 7% 718 2.436
0915 a 1028 1.994 2.204 8% 388 2.078
Total 4.604 6.288 23% 1.721 6.525 Nota: a quantidade de focos refere-se ao satélite de referência do monitoramento do INPE
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Os períodos em que mais ocorreram queimas foram de 15 de setembro a 28 de outubro com 2.204 km². No gráfico a seguir (Figura 3) pode-se observar o crescimento de área queimada durante o período coberto pelo mapeamento.
Figura 3: Área queimada - 2011
Cruzando os dados de área queimada com o número de focos nota-se um padrão, onde a linha de número de focos seguem as colunas de área queimada – ver Figura 4.
Figura 4: Área queimada e número de focos - 2011
As cicatrizes foram agrupadas em cinco classes de tamanho: < 6,25 ha; 6,25 a 25 ha; 25 a 100 ha; 100 a 1.600 ha e maiores que 1.600 ha. A partir desta análise é
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
7.000
0606 a 0809 0809 a 0915 0915 a 1028
km²
Área (km²) Área (km²) acumulado
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
0
500
1000
1500
2000
2500
1 2 3 4 5 0606 a0809
0809 a0915
0915 a1028
11 12
Foco
s
Área
Que
imad
a km
²
Burned area Fire points (reference satellite) Fire points (all satellite)
11
possível identificar a importância do tamanho das cicatrizes para com o valor total de área queimada e o número de queimadas – ver Figura 5.
Figura 5: Classe de tamanho de cicatrizes - 2011
Analisando os dados produzidos para o ano de 2011 a partir da classificação de classes de tamanho, pode-se observar que cicatrizes com mais de 1.600 ha ocupam 44% de área queimada na região, enquanto o número de polígonos desta mesma classe equivale a 1% do total de polígonos mapeados – ver Figura 5. Considerando as cicatrizes maiores de 100 ha, 18% dos polígonos correspondem a 91% da superfície queimada.
4.2. Ano de 2012
O período de mapeamento de 2012 foi de 05 de julho a 15 de setembro, abrangendo apenas 72 dias. O período analisado caracterizou-se com a menor área do retângulo envolvente mapeada deste levantamento de 10 anos, devido à indisponibilidade de imagens TM ou OLI, e como consequência foram então utilizadas imagens Reourcesat-LISS3. Mesmo compreendendo menos dias e menor área mapeada, o número de cicatrizes e focos não foi significativamente afetado. Ao total, as cicatrizes de queimadas abrangeram 5.234 km², ocupando 23% da área analisada – ver Tabela 2.
0% 2%
7%
47%
44%
Área (ha)
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
44%
20%
18%
17%
1%
Número de cicatrizes
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
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Tabela 2: Resultados do mapeamento de área queimada em 2012
Data Cicatrizes Área Porcentagem Mapeados (mmdd) No.polígonos km² % Sat. Ref. Todos
0705 a 0729 1.025 1.088 5% 292 1.129
0729 a 0822 840 1.520 7% 388 1.366
0822 a 0915 875 2.626 12% 561 3.032
Total 2.740 5.234 23% 1.241 5.527
Das cenas analisadas, o período entre as datas 22 de agosto a 15 de setembro foi o que teve a maior área queimada, com 2.626 km². O gráfico a seguir (Figura 6) representa a área queimada de cada intervalo de cena e o acumulado até o resultado final do mapeamento para este ano.
Figura 6: Área queimada - 2012
Cruzando os dados de área queimada com o número de focos tem-se um padrão, onde a linha de número de focos seguem as colunas de área queimada – ver Figura 7. Onde ocorrem os picos de focos de queimadas têm-se os picos de área queimada na janela de mapeamento, cabendo notar pela curva de focos que de 15/setembro até o final de outubro houve grande ocorrência de queima de vegetação, a qual não pode ser analisada nas imagens de média resolução, pois inexistem gravações para este período de 45 dias.
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
6.000
0705 a 0729 0729 a 0822 0822 a 0915
km²
Área (km²) Área (km²) acumulado
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Figura 7: Área queimada e número de focos - 2012
As cicatrizes foram agrupadas em classes de tamanho, sendo cinco classes: < 6,25 ha, 6,25 a 25 ha, 25 a 100 ha, 100 a 1600 ha e maiores que 1600 ha. A partir desta análise é possível identificar a importância do tamanho das cicatrizes para com o valor total de área e o número de queimadas – ver Figura 8.
Figura 8: Classe de tamanho de cicatrizes - 2012
A partir da classificação de classes de tamanho, o número de cicatrizes com mais de 1600 ha corresponde a 2 % das cicatrizes, em número de 52 nesta classe, mas compreendendo 63% da área queimada. Na classe de 100 a 1600 ha constam 32% da área queimada com 14% do número de cicatrizes, e considerando a faixa de 100 a 1600 ha tem-se 16% dos casos abrangendo 95% da área queimada.
05001000150020002500300035004000
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1 2 3 4 5 6 0705 a0729
0729 a0822
0822 a0915
10
Foco
s
Área
Que
imad
a km
²
Burned area Fire points (reference satellite) Fire points (all satellite)
0% 1% 4%
32%
63%
Área (ha)
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
52%
18%
14%
14%
2%
Número de cicatrizes
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
14
4.3. Ano de 2013
O ano de 2013 teve cobertura de 96 dias distribuídos em 7 cenas Landsat-OLI, e a disponibilidade de cenas se deu entre 11 de junho a 15 de setembro. O mapeamento resultou no valor de 4.219 km² de área que sofreu queima, distribuídos em 5.787 cicatrizes, sendo 15% da área analisada queimada – ver Tabela 3.
Tabela 3: Resultados do mapeamento de área queimada em 2013
Data (mmdd)
Cicatrizes No.polígonos
Área km²
Porcentagem %
Focos Sat. Ref. Todos
0611 a 0627 908 450 2% 292 497
0627 a 0713 983 591 2% 388 734
0713 a 0729 926 671 2% 561 907
0729 a 0814 874 878 3% 292 1.128
0814 a 0830 866 909 3% 388 928
0830 a 0915 951 718 3% 561 636
Total 5.508 4.217 15% 2.482 4.830
Entre as cenas analisada o período de 14 de agosto a 30 de agosto foi o mês que teve a maior área queimada, com 909 km². O gráfico a seguir (Figura 9) representa a área queimada de cada intervalo de cenas, e o acumulado até o resultado final do mapeamento para este ano.
Figura 9: Área queimada - 2013
No gráfico a seguir (Figura 10) se observa a combinação dos dados de área queimada com o número de focos, onde os picos de focos de queimada têm-se os
0500
1.0001.5002.0002.5003.000
3.5004.0004.500
0611 a0627
0627 a0713
0713 a0729
0729 a0814
0814 a0830
0830 a0915
km²
Área (km²) Área (km²) acumulado
15
picos de área queimada no período disponível para analise, desta forma, formando um padrão que representa uma associação entre o alto número de focos com um valor alto de área queimada. Cabe notar a alta incidência de focos no final do período de queimas, quando não existiram imagens de média resolução para mapear as áreas queimadas.
Figura 10: Área queimada e número de focos - 2013
As cicatrizes foram agrupadas em cinco classes de tamanho: < 6,25 ha, 6,25 a 25 ha, 25 a 100 ha, 100 a 1600 ha e maiores que 1600 ha. A partir desta análise é possível identificar a importância do tamanho das cicatrizes para com o valor total de área e o número de queimadas – ver Figura 11.
Figura 11: Classe de tamanho de cicatrizes - 2013
0
500
1000
1500
2000
2500
0200400600800
10001200140016001800
1 2 3 4 5 0611 a0713
0713 a0814
0814 a0915
10
Foco
s
Área
Que
imad
a km
²
Burned area Fire points (reference satellite) Fire points (all satellite)
1% 3%
9%
52%
35%
Área (ha)
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
56%18%
14%
11%
1%
Número de cicatrizes
< 6,25
6,25 - 25
25 - 100
100 - 1600
> 1.600
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Observando os gráficos acima se pode observar a associação das maiores cicatrizes representam com o maior percentual de área queimada. Entretanto, comparadas com o número de cicatrizes as classes de maior área são as que representam o menor número de polígonos presentes. Tal qual, a classe maior que 1600 ha tem 39 polígonos que somam 147.148 ha (35%). A faixa que representa a maior área queimada em 2013 é a de 100 a 1600 ha, com 87% da área em 12% dos polígonos; por outro lado, as cicatrizes com menos de 6,25 ha compreenderam 1% da área e 56% do número de polígonos.
4.4. Levantamento temporal
Uma base de dados com levantamento temporal de cicatrizes de queimadas consistente propicia a geração de informações e análises para compreender a dinâmica do fogo na região de estudo, além de permitir que gestores públicos responsáveis pela execução das políticas ambientais direcionem ações de preservação dos remanescentes florestais.
Com o término dos mapeamentos, consta no banco de dados do grupo de queimadas do INPE o levantamento histórico das queimadas ocorridas na região do Jalapão, de 2004 até o ano de 2013 – ver Tabela 4.
Na comparação da área queimada durante o período de 2004 a 2013 deve-se considerar a quantidade de cenas disponíveis e a abrangência dos dias mapeados. O imageamento dos satélites Landsat-5 e 8, e Resoucesat-1, ocorrem entre 16 e 24 dias, totalizando 22 e 15 imagens potenciais por ano, respectivamente; entretanto, a interferência de nuvens e ruídos faz com que as imagens com mínima qualidade para o mapeamento sejam reduzidas, e com isso a abrangência temporal do mapeamento de cada ano é variável.
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Tabela 4: Analise histórica do mapeamento de áreas queimadas na região do Jalapão durante 10 anos
Nota 1: dados de 2004, 2005, 2006 e 2010 obtidos dos relatórios anteriores deste projeto MA-GIZ, e corrigidos com a metodologia aprimorada dos anos 2007, 2008, 2009, 2011, 2012 e 2013. Nota 2: para alguns anos, devido ao reduzido intervalo de tempo coberto pelas imagens de média resolução disponíveis e em função da análise dos focos de queima detectados, os polígonos e a área queimada listados são significativamente menores que o ocorrido na realidade – ver texto abaixo no item 4.5 para a análise pertinente.
No retângulo envolvente de ~27.000 km2 analisado, os dez anos mapeados somaram 55.223 km² de área queimada, distribuídos em 62.784 cicatrizes, o que corresponde a queimar toda a região a cada 5 anos. A média de queima por ano foi de 5.522 km² e 6.278 cicatrizes, e os anos mais graves em área queimada foram os de 2010 e 2007, respectivamente, com 8.937 km² e 8.824 km². Já os anos que obtiveram os menores valores de queima foram 2008 com 3.275 km² e 2005 com 3.490 km². Estes devem ser considerados como parciais em função da Nota 2 da Tabela 4, e do texto abaixo no item 4.5.
Relacionando a área total queimada em um ano com o tamanho da área abrangente mapeada, analisamos a porcentagem de área que o fogo atingiu – ver Figura 12. Os anos de 2010 e 2007 foram os que tiveram maior percentual de área queimada com 32%, seguidos por 2011 e 2012 com 23%, 2006 com 21%, 2004, 2009, 2013, 2009, 2005, e 2008 com valores entre 18% a 12%.
Ano Período (mmdd)
Dias Cenas Cicatrizes No.polígonos
Área km²
Porcentagem %
2004 0502 - 0906 127 7 8.220 4.910 18 2005 0707 - 0909 64 5 5.081 3.490 13 2006 0523 - 0928 128 7 8.797 5.696 21 2007 0526 - 1001 128 8 8.375 8.824 32 2008 0613 - 0917 95 5 4.380 3.275 12 2009 0702 - 1023 114 4 7.353 4.350 16 2010 0603 - 0923 111 7 7.428 8.937 32 2011 0606 - 1028 144 4 4.604 6.288 23 2012 0705 - 0915 72 4 2.759 5.234 23 2013 0611 - 0915 96 7 5.787 4.219 15
Total - - - 62.784 55.223 205 Média - - - 6.278 5.522 21
18
Figura 12: Porcentagem de área queimada na cena
4.5. Limitação dos períodos das imagens
A limitação na análise temporal resultante de períodos e de números de imagens diferentes para cada ano, e até mesmo insuficientes, pode ser minimizada por meio das séries de focos de fogo ativo produzidas pelo INPE. Os focos são gerados a partir das imagens AVHRR dos satélites polares NOAA-12, 15, 16, 18 e 19, das imagens MODIS dos satélites polares NASA TERRA e AQUA, das imagens dos satélites geoestacionários GOES-10, 12 e 13 e MSG-2, e das imagens VIIRS do satélite de orbita polar NPP. Cada satélite de órbita polar produz pelo menos dois conjunto de imagens por dia, e os geoestacionários geram algumas imagens por hora, sendo que no total o INPE processa mais de 200 imagens por dia especificamente para detectar focos de queima da vegetação. As recepções são feitas nas estações de Cachoeira Paulista, SP, de Cuiabá, MT e NATAL, RN.
A tabela 13 contém os totais anuais de focos de fogo ativo gerados diariamente pelo INPE para os anos mapeados, separados entre o período de tempo coberto pelas imagens de média resolução, e no restante do tempo; são apresentadas as detecções do satélite de referência, e de todos os satélites combinados. Estas informações permitem uma análise adicional do efeito da falta de imagens de média resolução no regime do fogo na região de interesse.
18%13%
21%
32%
12%16%
32%
23% 23%
15%
0%
10%
20%
30%
40%
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Área queimada do totalmapeado
19
Tabela 5: Focos de fogo ativo na região do Jalapão
Ano
Período mapeado com imagens de média
resolução Período não mapeado Total Anual
Sat. Ref. Todos Sat. Sat. Ref. Todos Sat. Sat. Ref. Todos Sat.
2004 468 4.141 1.573 4.760 2.041 8.901 2005 408 2.867 1.329 8.202 1.737 11.069 2006 425 4.314 879 755 1.304 5.069 2007 1.872 7.554 264 2.679 2.136 10.233 2008 574 2.214 389 2.960 963 5.174 2009 886 2.752 177 392 1.063 3.144 2010 2.553 9.594 838 4.951 3.391 14.545 2011 1.722 6.531 190 570 1.912 7.101 2012 1.241 5.865 833 4.835 2.074 10.700 2013 1.014 4.830 521 2.809 1.535 7.639
Total 11163 50662 6993 32913 18156 83575 Média 1.116 3.950 699 3.291 1.816 8.357
Os focos de fogo ativo na área de estudo têm média anual de 8.357, com pico de 14.545 em 2010 e o menor valor em 2009, com 3.144. A distribuição dos focos é melhor analisada na Figura 13 a seguir. Quando se considera os focos somente no período em que cada ano foi mapeado com imagens de média resolução, estes valores caem para 5.066 de média e o ano com menor frequência muda para 2008, com 2.214 focos. Isto se deve ao fato de que cada ano teve cobertura de tempo diferente nas imagens de média resolução - vide Tabela 4.
Figura 13: Distribuição focos de fogo ativo
02000400060008000
1000012000140001600018000
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Foco
s
AnosMapeado (Todos) Não mapeado (todos)
20
Na Figura 13, observa-se a distribuição dos focos de fogo ativo detectados por todos os satélites do monitoramento do INPE em dois períodos: no que houve cobertura com as imagens de média resolução, e naquele no qual inexistia este tipo de imagem.
Esta distribuição varia conforme o ano, e a Figura 14 apresenta esta condição com mais clareza para os dez anos estudados, notando-se que no melhor dos casos, 2011, o período de 144 dias com imagens de média resolução abrangeu 92% dos focos detectados por todos os satélites; no outro extremo, 2005 com 64 dias conteve apenas 26% dos focos.
Figura 14: Porcentagem dos focos nos períodos mapeados com imagens de média resolução, 2004 a 2013
Na Figura 15 a seguir, vê-se com mais detalhes a relação entre focos detectados e área queimada. A linha vermelha, que mostra os focos detectados por todos os satélites apenas nos períodos cobertos pelas imagens de média resolução, apresenta coerência visual com as medidas de área queimada indicadas pelas colunas.
47%
26%
85%74%
43%
88%
66%
92%
55%63%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Porcentagem de focos mapeados
21
Figura 15: Área queimada e focos de fogo, 2004 a 2013. As linhas vermelha e verde referem-se aos focos apenas nos períodos cobertos pelas imagens de média resolução, e a linha azul para os anos integrais.
Esta situação indica a necessidade de um processo de compensação de áreas queimadas para os períodos em que não houve cobertura da região com as imagens de média resolução, e que em um ano como 2005 poderia aumentar a superfície queimada em cerca de quatro vezes. Esta também é uma das questões fundamentais do mapeamento de área queimada constatada neste TdR, uma vez que prova que qualquer análise de área queimada em imagens de média e alta resolução, seja a deste relatório ou a de qualquer outra encontrada na literatura está sujeita a um subdimensionamento significativo.
Por outro lado, elaborar esta compensação corrigindo os dados de área queimada é um processo com suas complexidades próprias, e que não estava previsto neste TdR. Esta compensação deve considerar pelo menos as seguintes variáveis: número de focos ativos detectados pelo satélite de referência e por todos os satélites, número e tipo dos satélites ativos em cada período, algoritmo de detecção de focos usado, histórico espacial de queima, proporção de grandes áreas queimadas, evolução do risco de fogo e cobertura de nuvens na região.
4.6. Parque Estadual do Jalapão
O Parque Estadual do Jalapão, Unidade de Conservação Integral do Estado do Tocantins, apresenta parcelas de cerrado a ser preservado e um grande número de mananciais, além da importância biológica, dada sua biodiversidade de espécies de fauna e flora. Contudo, sua localização remota e as precárias condições de operação
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Foco
s
Área
Que
imad
a Km
²
Área Queimada Mapeado (todos) Não mapeado (todos) Mapeado (Sat. ref.)
22
das brigadas de incêndios nos municípios e na unidade de conservação têm comprometido o combate efetivo dos incêndios e queimadas. A Tabela 6 apresenta o recorte dos dados sobre o mapeamento histórico do PEJ, entre 2004 a 2013, além dos focos de fogo ativo nos anos estudados.
Tabela 6: Análise histórica do mapeamento de áreas queimadas e focos no Parque Estadual do Jalapão
Ano Cicatrizes Área
Queimada Porcenta
gem Focos período
mapeado Focos não mapeados Total Anual
Polígonos km² % Sat. ref.
Todos sat.
Sat. ref.
Todos sat.
Sat. ref.
Todos sat.
2004 403 338 21 62 181 16 144 78 387 2005 124 122 8 21 76 40 211 61 308 2006 394 586 37 69 452 11 71 80 592 2007 396 302 19 29 171 15 152 44 352 2008 255 209 13 14 134 22 479 36 627 2009 284 229 14 44 135 3 19 47 198 2010 398 412 26 74 347 52 384 126 805 2011 205 378 24 78 271 13 49 91 398 2012 145 125 8 59 245 84 650 143 954 2013 355 183 11 48 138 14 101 62 287
Total 2.959 2.884 181 498 2.150 270 2.260 469 4.908
Média 260 288 - 50 215 27 226 77 490
Nos limites do PEJ o ciclo de queimas ocorre entre julho a outubro, e mesmo sendo uma área de proteção integral provida de monitoramento e manejo, há uma significativa área que anualmente apresenta queimas. Em 2006, 37% da área do PEJ queimou, com 586 km² em 394 polígonos de cicatrizes. Os anos que tiveram menor área queimada foram 2005 e 2012 com 122 km² e 125 km², respectivamente. Nos anos abordados neste estudo, o valor médio de área queimada anual é de 288 km² distribuídos em 260 cicatrizes, o que representa 18% da área do PEJ queimada por ano em média. Entretanto, em função do que foi exposto no item 4.5 acima, estes valores de área queimada não podem ser considerados como finais, e, por exemplo, em 2008 o PEJ talvez tenha queimado até quatro vezes mais que o valor mapeado.
Em relação ao retângulo envolvente mapeado (cena órbita/ponto 221/067 dos satélites Landsat), o PEJ corresponde a uma pequena superfície. Na Figura 16 observa-se a contribuição da área queimada do PEJ para com a área de estudo total em cada ano. Na Figura 16-A se encontra o gráfico dos valores de área queimada dos PEJ junto com a área de estudo, constatando-se a pequena representatividade das queimas ocorridas no PEJ para com a cena toda. Já na Figura 16-B consta a porcentagem da
23
área queimada no PEJ perante a área de estudo, sendo que o ano que mais contribuiu foi o de 2010, com 10% das queimas; já os anos de 2005, 2007, 2009, 2010, 2012 e 2013 tiveram valores iguais ou inferiores a 5% da área queimada total da região de estudo em cada ano.
Figura 16: Relação do PEJ e área de estudo. A) Área Queimada km²; B) Área queimada no PEJ em relação a área total da cena.
Os focos de fogo ativo gerados pelo INPE também são dados importantes no monitoramento do PEJ. Durante os dez anos estudados, a média de focos de todos os satélites dentro do PEJ foi de 490, e analisando somente o período de cada ano em que ocorreu mapeamento com imagens de média resolução, a média ficou em 264 focos.
Na Tabela 6 e na Figura 17, observa-se a distribuição dos focos nos dez anos estudados, tanto para o período coincidente com a cobertura das imagens de média resolução, como para o período complementar durante o resto do ano, e considerando-se as detecções de todos satélites que o Inpe usa. Os anos com maior presença de focos foram: 2012 com 954, seguido por 2010 e 2008 com 805 e 627, respectivamente. Os anos com menor frequência de focos foram 2009 e 2013, respectivamente com 198 e 287.
0100020003000400050006000700080009000
PES Cena
7%
3%
10%
3%
6%5% 5%
6%
2%4%
0%2%4%6%8%
10%12%14%16%18%20%
Área queimada do PES em relação a cena
24
Figura 17: Distribuição focos de fogo ativo no PEJ dentro e fora do período mapeado com imagens de média resolução.
A média de focos que incidiram sobre o período mapeado em cada ano foi de 58%, sendo 2009 o de maior cobertura, com 90%, acompanhado por 2006 e 2011 cada um com 88%. O ano com a menor cobertura de focos foi 2008, com 24% - ver Figura 18.
Figura 18: Porcentagem dos focos (todos os satélites) dentro do período das imagens de média resolução no PEJ, de 2004 a 2013
A partir dos dados de área queimada e de focos de fogo ativo é possível cruzar os respectivos dados e averiguar como é o comportamento destes valores quando comparados no PEJ. A Figura 19 demonstra esta análise.
0100200300400500600700800900
1000
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Foco
s
Mapeado (Todos) Não mapeado (Todos)
63%
31%
88%
57%
24%
90%
52%
88%
32%
65%
0%
20%
40%
60%
80%
100%
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Porcentagem de focos mapeados
25
Figura 19: Área queimada e focos de fogo no PEJ, 2004 a 2013. As linhas vermelha e verde referem-se aos focos apenas nos períodos cobertos pelas imagens de média resolução, e a linha azul para os anos integrais.
Na comparação do valor de área queimada com o número de focos identificados pelo INPE, observa-se que nas classes de focos mapeados, seja com todos os satélites ou só pelo de referência, há associação nas curvas de crescimento e declínio das áreas queimadas com o número de focos. Assim como no retângulo envolvente, também no PEJ constata-se a importância do monitoramento de focos para os períodos sem imagens orbitais de média resolução no mapeamento.
5. CONCLUSÃO
As etapas previstas no TdR foram conduzidas conforme cronograma pré-estabelecido, sendo produzidos os mapeamentos dos anos de 2007, 2008, 2009, 2011, 2012 e 2013 na região do Parque Estadual do Jalapão, gerando a base espacial e temporal de referência de áreas queimadas que permitirá caracterizar o uso do fogo na vegetação em uma área de ~27.000 km2 e nos 1.593 Km2 do Parque estadual do Jalapão. Foram gerados os mapas e figuras georreferenciados com as áreas queimadas e os arquivos digitais correspondentes estão inseridos na base de validação do Projeto Jalapão no Inpe, no endereço http://caete.cptec.inpe.br/wiki/.
Adicionalmente:
1. Criou-se um método de mapeamento de cicatrizes de queimadas em formato vetorial e uma base de dados e de mapas georeferenciados que será apresentada na internet para acesso a pesquisas e estudos diversos para subsidiar publicações científicas e técnicas que serão elaboradas em futuro próximo.
-5050150250350450550650750850950
0
100
200
300
400
500
600
2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013
Foco
s
Área
Que
imad
a km
²
Área Queimada Mapeado (Ref.) Mapeado (Todos) Não mapeado (Todos)
26
2. Os dados de áreas queimadas de 2004, 2005, 2006 e 2010, fruto de TdR anterior da GIZ, foram reprocessados com o método melhorado empregado nos anos deste relatório, permitindo a combinação de todos estes anos em uma base regular e consistente.
3. Constatou-se que o mapeamento de áreas queimadas feito com as imagens de média resolução existentes (Landsat-TM, Landsat-OLI, Resourcesat-LISS), pelo fato de não contar com imagens de qualidade durante todos os anos, causa um subestimativa das áreas queimadas. Esta limitação pode ser complementada com uma estimativa a partir das detecções de fogo ativo feitas por outros satélites.
A partir das análises expostas neste documento podemos inferir que em todos os anos analisados ocorrem queimadas e incêndios florestais na região de ~27.000 km2 estudada, sendo as médias anuais de 5.522 km² e 6.215 cicatrizes, e de 8.357 focos de fogo ativo (todos satélites). Também em média, 60% dos focos ocorreram nos períodos cobertos pelas imagens de média resolução.
Dentro dos limites do Parque Estadual do Jalapão foram identificadas, em média por ano, 260 cicatrizes com 288 km² de área queimada e 490 focos; 55% dos focos estavam no período coberto pelas imagens de média resolução.
Outra análise realizada foi a do impacto do tamanho das cicatrizes para com a sua colaboração na área total queimada do ano, onde observou-se que cicatrizes com mais de 100 ha representam em média 85% da área queimada, mas apenas 12% do número de cicatrizes identificadas.
Nota.
1) O TdR previa trabalho de campo no Jalapão, e o mesmo será realizado em julho de 2014, no início da estação de queimas na região. Os dados de validação serão utilizados quantitativamente para confirmar e analisar focos de fogo ativo e análises de área queimada de difícil confirmação apenas nas imagens TM. Da mesma maneira que com os outros dados e resultados, todas as informações do trabalho de campo estarão disponíveis na internet.
2) Os resultados produzidos com este TdR serão em seguida utilizados para elaborar publicações técnicas e científicas referenciadas, as quais criarão um registro permanente e aceito dos dados, análises e conclusões, para que possam contribuir com o avanço do estado-da-arte e apoiar ações de gestão e controle do uso do fogo no Cerrado.
