Mapping and analysis of fire severity levels using geoprocessing in the brazilian Semi-arid
DOI:
https://doi.org/10.51359/2238-6211.2020.245683Keywords:
Normalized burn ratio; Geotechnology; Sentinel-2 satellite; Fire mapAbstract
Knowledge of the extent of fires as well as their severity are essential factors in measuring their environmental impacts, especially on the climate. In semiarid regions, such as in NE Brazil, the mapping of fires presents great challenge due to the vegetation characteristics. This study aims to map the extent and severity of fires in the Riacho do Barriga watershed, located in Farias Brito in the Metropolitan Region of Cariri in the semiarid region of Ceará, from September 1 to October 31 of 2019. The study employs remote sensing techniques through the application of the relativized burn ratio (RBR), calculated based on the normalized burn ratio of pre- and post-fire conditions using images from a multi-spectral instrument sensor embedded in the Sentinel-2 satellite. Results showed that approximately half of the study area (1,045.05 ha) was affected by fires with levels of severity ranging from low (29.5%) to moderate (20.6%). The RBR proved to be an important tool in the delimitation and characterization of fires by overestimating the areas under fires by 8.2% and underestimating the areas not burned by 7.2%.
References
BERTANI, Gabriel. Determinação de áreas queimadas e severidade de queima a partir da análise de autocorrelação espacial. 2014. Disponível em: https://bit.ly/3aWDTTI. Acesso em: 14 abr. 2020.
CAPECHE, Claudio Lucas. Impactos das queimadas na qualidade do solo: degradação ambiental e manejo e conservação do solo e água. In: ENCONTRO CIENTÍFICO DO PARQUE ESTADUAL DOS TRÊS PICOS, 2., 2012, Cachoeiras de Macacu. Anais [...]. Rio de Janeiro: Inea, 2012. p. 17-20. Disponível em: https://bit.ly/2D0Nc9Z. Acesso em: 23 jul. 2020.
CEARÁ registra 85 ocorrências de incêndio em 9 cidades no mês de setembro. Diário do Nordeste, Fortaleza, p. 1-2, 21 set. 2019. Disponível em:https://bit.ly/338LP3N. Acesso em: 28 jul. 2020.
COHEN, Jacob. A Coefficient of Agreement for Nominal Scales. Educ. Psychol. Meas., [S.L.], v. 20, n. 1, p. 37-46, abr. 1960.
EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 5. ed. rev. e aum. Brasília: Embrapa, 2018. 356 p. ISBN 978-85-7035-800-4.
ESA - European Space Agency. Copernicus Open Access Hub. 2020. Disponível em: https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home. Acesso em: 15 abr. 2020.
FARIAS BRITO NEWS. A Serra do Quincuncá e regiões vizinhas pede socorro! Fogo toma conta e destrói vegetação. Farias Brito, 17 set. 2019. fotografia. Disponível em: https://bit.ly/30f0qZQ. Acesso em: 30 jul. 2020.
FAUVEL, Mathieu et al. Fast Forward Feature Selection of Hyperspectral Images for Classification With Gaussian Mixture Models. IEEE Journal, New York, v. 8, n. 6, p. 2824-2831, jun. 2015. DOI 10.1109/JSTARS.2015.2441771.
FLORENZANO, Tereza Gallotti. Iniciação em sensoriamento remoto. 3. ed. atual. e aum. São Paulo: Oficina de Textos, 2011. 123 p. ISBN 978-85-7975-016-8.
FLORES, Bráulio Cançado; ORNELAS, Éliton Ataíde; DIAS, Leônidas Eduardo. Fundamentos de Combate a Incêndio: Manual de Bombeiros. Corpo de Bombeiros Militar do Estado de Goiás. Goiânia-GO, 1ªed: 2016, 150p.
FOLHARINI, Saulo de Oliveira; VIEIRA, António; BENTO-GONÇALVES, António. Severidade dos incêndios florestais nos distritos do norte de Portugal (Porto, Vila Real, Braga, Bragança e Viana do Castelo) no período 2013 - 2016 utilizando o índice NBR. In: ENCONTRO LUSO-AFRO-AMERICANO DE GEOGRAFIA FÍSICA E AMBIENTE, 2., 2018, Guimarães. Atas [...]. Guimarães: CEGOT-UMinho, 2011. p. 1127-1134
FUNCEME, Calendário das Chuvas no Estado do Ceará. 2020. Disponível em: https://bit.ly/3b1Yw0V Acesso em: 25 mar 2020.
GALLO, Juliano; OLIVEIRA JUNIOR, Raimundo Cosme de. Avaliação das classes de capacidade de uso das terras das comunidades Cuieiras, Carmelino, Itapeuá e Arimum da Resex Verde para Sempre, município Porto de Moz, PA. Espaço Científico, Santarém, v. 11, n. 1, p. 55-79, 2010.
GAO, B.-C. NDWI – A Normalized Difference Water Index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote Sens. Environ., v. 58, p. 257-266, 1996.
IPCC, Summary for Policymakers. In: Shukla P.R. et al. Climate Change and Land:an IPCC special report on climate change, desertification, land degradation, sustainable land management, food security, and greenhouse gas fluxes in terrestrial ecosystems. 2019. Disponível em: https://bit.ly/317NWCw Acesso em: 27 abr. 2020.
IPECE. Perfil Municipal 2017 Farias Brito. Fortaleza: IPECE, 2018. 18 p. Disponível em: https://bit.ly/2CUeWgR Acesso em: 27 abr. 2020.
KARASIAK, Nicolas. Dzetsaka Qgis Classification plugin, 2016. Disponível em: https://github.com/nkarasiak/dzetsaka Acesso em: 17 abr. 2020.
KEELEY, Jon E.. Fire intensity, fire severity and burn severity: a brief review and suggested usage. : a brief review and suggested usage. Int J Wildland Fire, Victroria, v. 18, n. 1, p. 116-126, jan. 2009. doi: http://dx.doi.org/10.1071/wf07049.
KEY, Carl H.; BENSON, Nathan C. Measuring and remote sensing of burn severity: the CBI and NBR. 1999. Disponível em: https://bit.ly/3bVhB6b Acesso em: 25 fev. 2020
KEY, Carl H.; BENSON, Nathan C. Landscape Assessment (LA). In: LUTES, Duncan C. et al. FIREMON: Fire Effects Monitoring and Inventory System. Fort Collins: USDA Forest Service, 2006. p. LA-1-55.
LANDIS, J. Richard; KOCH, Gary G. The Measurement of Observer Agreement for Categorical Data. Biometrics, Washington, ano 1977, v. 33, n. 1, p. 159-174, mar. 1977. DOI 10.2307/2529310. Disponível em: www.jstor.org/stable/2529310. Acesso em: 27 abr. 2020.
LAW, Kin Hang; NICHOL, Janet. Topographic Correction for Differential Illumination Effects on Ikonos Satellite Imagery. In: ISPRS CONGRESS, 20. 2004, Istanbul. Proceedings [...]. Istanbul: ISPRS, 2004. p. 641-646. Disponível em: https://bit.ly/2SqMEPu. Acesso em: 21 abr. 2020.
MELO, Felippe Pessoa de. Risco ambiental e ordenamento do território em Garanhuns-PE. 2016. 246 f. Tese (Pós-Graduação em Geografia) - Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2016.
MORAIS, José Carlos Mendes de. Principais causas dos incêndios florestais e queimadas. 2. ed. Brasília: Ibama/Prevfogo, 2011. 35 p.
PARKS, Sean; DILLON, Gregory; MILLER, Carol. A New Metric for Quantifying Burn Severity: the relativized burn ratio. Remote Sens, Basel, v. 6, n. 3, p. 1827-1844, 27 fev. 2014. MDPI AG. doi: http://dx.doi.org/10.3390/rs6031827.
PONZONI, Flávio Jorge; SHIMABUKURO, Yosio Edemir; KUPLICH, Tatiana Mora. Sensoriamento remoto da vegetação. 2. ed. atual. e aum. São Paulo: Oficina de Textos, 2012. 176 p. ISBN 978-85-7975-053-3.
RIBEIRO, João Paulo Fernandes Márcico; BAPTISTA, Gustavo Macedo de Mello. Análise da Severidade de Queimadas na Amazônia por meio de dados Hiperespectrais. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 17. (SBSR), 2015, João Pessoa. Anais [...]. São José dos Campos: INPE, 2015. p. 477-484
RODRIGUES, Antônio. Incêndio em Farias Brito já destrói área de 12 hectares, na serra. Diário do Nordeste, 28 set. 2012. Disponível em: https://glo.bo/2xApfUq. Acesso em: 5 maio 2020.
RODRIGUES, Antônio. Incêndio já dura quatro dias na Serra do Quincuncá, em Farias Brito. Diário do Nordeste, 13 out. 2016. Disponível em: https://glo.bo/2W6nZ51. Acesso em: 5 maio 2020
ROSAN, Thais Michele; ALCÂNTARA, Enner. Detecção de áreas queimadas e severidade a partir do índice espectral ΔNBR. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 17. (SBSR), 2015, João Pessoa. Anais [...]. São José dos Campos: INPE, 2015. p. 526-533.
ROY, David P.; BOSCHETTI, Luigi; TRIGG, Simon N. Remote Sensing of Fire Severity: assessing the performance of the normalized burn ratio: Assessing the Performance of the Normalized Burn Ratio. Ieee Geosci Remote S, New York, v. 3, n. 1, p. 112-116, jan. 2006.
SANTOS, Humberto Gonçalves dos et al. O novo mapa de solos do Brasil: legenda atualizada. 1. ed. Rio de Janeiro: Embrapa Solos, 2011. 67 p. ISBN 1517-2627. Disponível em: https://bit.ly/3d850g6. Acesso em: 27 abr. 2020.
SEEG, Sistema de estimativa de emissões de gases de efeito estufa. 2020. Disponível em: http://plataforma.seeg.eco.br/total_emission#. Acesso em: 06 abr. 2020.
SILVA, Sheila Lopes da; BAPTISTA, Gustavo Macedo de Mello. Análise do Grau de Severidade de Áreas Queimadas na Estação Ecológica de Águas Emendadas por Meio de Dados do Landsat 8. Revista Brasileira de Geografia Física, [S.l.], v. 8, n. 2, p. 431-438, dez. 2015. ISSN 1984-2295. Disponível em: https://bit.ly/3c1pzKU. Acesso em: 21 abr. 2020
SILVA, Brenner Stefan Gomes; VALERIANO, Dalton de Morisson. Correção atmosférica e topográfica de imagens de satélite em terrenos montanhosos. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 12. (SBSR), 2005, Goiânia. Anais [...]. São Paulo: INPE, 2005. p. 3587-3594
VEDOVATO, Laura Barbosa et al. Detection of burned forests in Amazonia using the Normalized Burn Ratio (NBR) and Linear Spectral Mixture Model from Landsat 8 images. In: SIMPÓSIO BRASILEIRO DE SENSORIAMENTO REMOTO, 17. (SBSR), 2015, João Pessoa. Anais [...]. São José dos Campos: INPE, 2015. p. 2984-2991.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Eurides Ferreira de Alcântara, Renato de Oliveira Fernandes

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Authors who publish in this journal agree to the following terms:
a) Authors retain copyright and grant the REVISTA DE GEOGRAFIA of the Federal University of Pernambuco the right of first publication, with the work simultaneously licensed under the Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC BY). This license allows reusers to distribute, remix, adapt, and build upon the material in any medium or format, provided that attribution is given to the creator. The license permits commercial use.
b) Authors are authorized to enter into separate, additional contractual arrangements for the non-exclusive distribution of the version of the work published in this journal (e.g., posting it to an institutional repository or publishing it as a book chapter), with an acknowledgement of its initial publication in this journal.
c) Authors are permitted and encouraged to post and distribute their work online (e.g., in institutional repositories or on their personal website) at any point before or during the editorial process, as this can lead to productive exchanges, as well as increase the impact and citation of the published work.
d) The contents of the GEOGRAPHY JOURNAL are licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License. CC BY - . This license allows reusers to distribute, remix, adapt, and build upon the material in any medium or format, provided that attribution is given to the creator. The license permits commercial use.
In the case of copyrighted material to be reproduced in the manuscript, full attribution must be provided in the text; a supporting document of authorization must be sent to the Editorial Committee as a supplementary document. It is the responsibility of the authors, not the GEOGRAPHY JOURNAL or the editors or reviewers, to indicate, in the article, the authorship of texts, data, figures, images and/or maps previously published elsewhere.