Utilizando imagens Sentinel-2 e índices espectrais para análise de severidade em áreas queimadas de origem antrópica: um estudo no sudeste da Amazônia

Ana Beatriz Neves da Silva; Norma Ely Santos Beltrão; Lucyana Barros Santos

doi:10.26848/rbgf.v16.1.p489-504

Authors

Ana Beatriz Neves da Silva Universidade do Estado do Pará - UEPA https://orcid.org/0000-0002-9560-4645
Norma Ely Santos Beltrão Universidade do Estado do Pará - UEPA https://orcid.org/0000-0003-1991-2977
Lucyana Barros Santos Universidade do Estado do Pará - UEPA https://orcid.org/0000-0001-9584-9274

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.1.p489-504

Keywords:

Sensoriamento Remoto, Análise Espacial, Mudança do Uso da Terra

Abstract

O bioma Amazonia apresenta elevadas taxas de desmatamento e queimadas, principalmente no entorno de rodovias, como a BR-163 que atravessa municípios de Novo Progresso e Altamira. Tendo em vista a necessidade de mais estudos sobre as queimadas da Amazônia e seus impactos, o objetivo deste artigo foi analisar a severidade das queimadas ocorridas no sudeste da Amazônia, a partir do cálculo de índices espectrais em imagens de satélite Sentinel-2. Por meio do programa BDQueimadas foi identificado o período de ocorrência dos focos de calor. Para delimitar a cicatriz de queimada foi realizada a diferença entre as imagens de NBR pré-fogo e pós fogo. As caracterizações da severidade de queimadas foram obtidas pelos cálculos das diferenças temporais dos índices NBR e de NDVI. Os resultados permitiram concluir que as cicatrizes de queimadas se concentraram na parte oeste da cena, onde está localizada a BR-163. Aproximadamente 24% da área da de estudo foi identificada como área queimada. Ocorreram classificações de severidade baixa em áreas de floresta. O índice dNDVI revelou a perda de saúde da vegetação nas áreas vizinhas as queimadas. Por fim, concluiu-se que os índices NBR e NDVI, e as suas diferenças temporais, o dNBR e o dNDVI são ferramentas importantes para classificar áreas queimadas, considerando as limitações de trabalho de campo na Amazônia para se analisar a gravidade dos efeitos do fogo, e podem ser usados para avaliar a severidade da queimada e servir como base para gestão pública e para pesquisas acadêmicas sobre os efeitos do fogo.

Palavras-chave: sensoriamento remoto, análise espacial, mudança do uso da terra.

Using Sentinel-2 images and spectral indices for severity analysis in burned areas of anthropic origin: a study in the southeast of the Amazon

A B S T R A C T

The Amazon biome has high rates of deforestation and fires, especially around highways, such as the BR-163 that crosses the municipalities of Novo Progresso and Altamira. In view of the need for further studies on Amazon fires and their impacts, the objective of this article was to analyze the severity of fires in southeastern Amazonia, based on the calculation of spectral indices in Sentinel-2 satellite images. Through the BDQueimadas program, the period of occurrence of hotspots was identified. To delimit the burn scar, the difference between the pre-fire and post-fire NBR images was performed. The characterizations of fire severity were obtained by calculating the temporal differences of the NBR and NDVI indices. The results allowed us to conclude that the burn scars were concentrated in the western part of the scene, where the BR-163 is located. Approximately 24% of the study area was identified as a burned area. Low severity classifications occurred in forested areas. The dNDVI index revealed the loss of vegetation health in the areas surrounding the fires. Finally, it was concluded that the NBR and NDVI indices, and their temporal differences, the dNBR and dNDVI are important tools for classifying burned areas, considering the limitations of fieldwork in the Amazon to analyze the severity of fire effects, and can be used to assess fire severity and serve as a basis for public management and academic research on the effects of fire.

Keywords: remote sensing, spatial analysis, land use change.

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Author Biographies

Ana Beatriz Neves da Silva, Universidade do Estado do Pará - UEPA

Mestra em Ciências Ambientais pela UEPA, com ênfase em geoprocessamento e sensoriamento remoto, Engenheira Ambiental e Energias Renováveis pela UFRA, Especialista em Projetos Sustentáveis, Mudanças Climáticas e Mercado de Carbono pela UFPR e Especialista em Sistemas de Gestão Integrados da Qualidade, Meio Ambiente, Saúde e Segurança no Trabalho e Responsabilidade Social pelo Senac.

Norma Ely Santos Beltrão, Universidade do Estado do Pará - UEPA

Pós-doutorado em Sensoriamento Remoto na Faculdade de Ciências da Universidade do Porto (FCUP), Portugal (2017-2019), doutorado em Economia Agrícola na Justus-Liebig-Universität Giessen na Alemanha (2008), reconhecido pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS) como Doutorado em Desenvolvimento Rural, mestrado em Engenharia de Produção pela Universidade Federal de Santa Catarina (1996), e graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Pará (1992). É professora efetiva da Universidade do Estado do Pará (UEPA) desde 1998, onde já desempenhou paralelamente outros cargos de gestão, entre eles a coordenação de cursos de graduação e pós-graduação, Diretoria de Extensão da UEPA, Diretoria de Planejamento Ambiental da SEMA (Secretaria de Estado do Meio Ambiente - 2011), Diretoria do Planetário do Pará, Chefia do Departamento de Ciências Sociais Aplicadas, entre outras funções. Atualmente é Professora Adjunto IV da Universidade do Estado do Pará, atuando no Departamento de Ciências Sociais Aplicadas, e professora permanente do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais (mestrado). Na área da pesquisa, é líder do grupo de pesquisa NUPAD - Núcleo de Pesquisas Aplicadas ao Desenvolvimento Regional e desenvolve pesquisas nas áreas de Desenvolvimento Regional, Política e Gestão Ambiental, Economia ambiental, Valoração ambiental, Serviços Ecossistêmicos e o uso de metodologias de Geoprocessamento e Sensoriamento remoto na identificação de variações ambientais em território Amazônico utilizando as seguintes ferramentas: QGIS, SNAP e Google Earth Engine.

Lucyana Barros Santos, Universidade do Estado do Pará - UEPA

Atualmente Doutoranda do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da UEPA, Técnica em Gestão de Meio Ambiente Engenheira Florestal da Secretaria de Estado de Meio Ambiente e Sustentabilidade - SEMAS (2021-2022), Bolsista do Programa de Capacitação Institucional do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (2019-2021) no Projeto de Monitoramento de uso e cobertura da terra de áreas desflorestadas da Amazônia Brasileira - TerraClass, Mestre em Gestão de Recursos Naturais e Desenvolvimento Local na Amazônia - PPGEDAM (2018), Especialização em Produção e Tecnologia de Sementes pela Universidade Federal de Lavras/Fundação de Apoio ao Ensino, Pesquisa e Extensão (2001), Engenheira Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia (1996). Atuei como Especialista em Geoprocessamento Pleno na Fundação de Ciência, Aplicações e Tecnologia Espaciais (2015 a 2018), no projeto Mapeamento do Uso e Cobertura da Terra na Amazônia Legal (projetos TerraClass, PRODES Pretérito, PRODES Incerteza e Não-Floresta) no Centro Regional da Amazônia/INPE. Atuou como Analista em Sistema de Informação Geográfica do Programa da Amazônia no Instituto de Conservação Ambiental do Brasil The Nature Conservancy - TNC (2006 a 2015). Atuou como Assistente de Pesquisa I no Instituto de Pesquisa Ambiental da Amazônia - IPAM (1999 a 2004). Atuou como Analista de Geoprocessamento na Geoambiente Sensoriamento Remoto (2002). Atuou como Engenheira Florestal na Secretaria de Meio Ambiente do Estado do Pará (Laboratório de Sensoriamento Remoto - LSR, 1996 a 1999). Atuou como Bolsista de Produtividade em Pesquisa no Museu Paraense Emílio Goeldi-MPEG (2003 a 2006), projetos: Avaliação e Monitoramento das Comunidades de Vertebrados na Área de Influência do Reservatório da UHE Tucuruí: Subprograma de Monitoramento, Manejo e Conservação de Aves; Geo-referenciamento e cálculo da extensão de ocorrência efetiva de espécies de animais e plantas candidatos a lista de ameaçados no Estado do Pará (BIOTA-PARÁ); e Geração de banco de dados relacionados à classificação de uso e cobertura na Estação Científica Ferreira Penna, Caxiuanã. Possui experiência na área de recursos naturais, mapeamento e qualificação de uso da terra, gestão ambiental e do território utilizando geotecnologias, com ênfase em Sensoriamento Remoto, Geoprocessamento e SIG.

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