INPE/OBT

INPE/OBT
Monitoramento da Floresta
Amazônica Brasileira por Satélite
PRODES
DETER
DEGRAD
DETEX
TERRACLASS
VI Simpósio de Meio Ambiente
Viçosa, MG
20, 21, 22 de setembro de 2010
Luis Eduardo Maurano INPE/OBT/DPI
([email protected])
PRODES - Monitoramento do desmatamento da
Floresta Amazônica por Satélite
Levantamento sistemático feito desde 1988
Detecta exclusivamente desmatamentos tipo “corte raso”
superiores a 6.25 ha
Utiliza aprox. 220 imagens dos satélites LANDSAT/CBERS/DMC,
com resolução de espacial 30m
Produz e divulga na internet todos os dados: Imagens, mapas
vetoriais e tabelas
Número oficial do governo e fornece subsídio às posições
brasileiras nas Convenções para Carbono e Mudança Climática e
Biodiversidade
Projeto integrante do PPCDAM – Plano de Ação para Prevenção e
Controle do Desmatamento na Amazônia Legal coordenado pelo
MMA e Casa Civil da Presidência da República
Área do Projeto – Amazônia Legal Brasileira
•
LONDRES
•BERLIM
•
PARIS
MADRI
•
Desmatamento para o PRODES = corte raso
~230 cenas
Landsat/ano
PRODES
• De 1988 a 2002: PRODES ANALÓGICO
Divulgação da taxa anual do desmatamento e a extensão do
desmatamento bruto
• A partir de 2002: PRODES DIGITAL
Divulgação da taxa anual do desmatamento e a extensão do
desmatamento bruto e
Divulgação na internet do banco de dados digital
– Imagens, mapas de desmatamento e estatísticas
PRODES Analógico (1988-2002)
Imagem de
Satélite
(1:250 000)
+
Interpretação
Visual
Interpretação
Visual
Digitalização
PRODES DIGITAL (2002-presente)
• Base: imagem Landsat
• Procedimentos:
• Preparação de banco de
dados
– Área útil/histórico
• Processamento
computacional das
imagens
• Edição
• Resultado final
• Divulgação
Composição Colorida CBERS / Landsat TM
ÓRBITA CBERS 175 / 110
29 DE JULHO DE 2000
SOLO
SOMBRA
VEGETAÇÃO
PRODES DIGITAL Segmentação de imagem, classificação e
mapeamento de classes (1997)
PRODES DIGITAL :detecção de mudanças
(1997-1998)
Imagens Landsat Prodes 2009
~230 cenas
Landsat/ano
Prodes 2009 – Mapa Final
Metodologia de Cálculo das Taxas
• Imagens de Satélite usadas no PRODES
– Adquiridas em datas distintas
– Podem apresentar cobertura de nuvens
• Estimativa da Taxa
– Estimar as taxas de todas as cenas para uma mesma
data
– Valor interpolado para uma data de referência
(1/agosto)
– Leva em conta área coberta por nuvens
– Estima desmatamento sob nuvens
Desmatamento e Estação Seca
Hipótese: o desmatamento só ocorre dentro da estação seca
estação seca
estação seca
estação seca
PRODES – Divulgação Internet
PRODES – Taxas anuais
PRODES – Taxas anuais
PRODES – acesso aos mapas
DETER - DEteção do Desmatamento em
TEmpo Real
Detecta desmatamento por “corte raso” e “degradação
progressiva”
Detecção em tempo “quase” real de desmatamento
Instrumento concebido para fornecer indicadores à fiscalização
Atualização quinzenal (Ibama) e mensal (internet)
Áreas desmatadas apenas como indicador de tendências do
desmatamento anual
Detecta desmatamentos superiores a 25 ha. Mais eficiente a
partir de 100 ha
Disseminação expedita dos resultados na internet
Uso de sensores de resolução moderada (250m) e alta
repetitividade (2 a 5 dias): Terra – Aqua/MODIS, CBERS – WFI
Projeto integrante do PPCDAM – Plano de Ação para Prevenção
e Controle do Desmatamento na Amazônia Legal coordenado
pelo MMA e Casa Civil da Presidência da República
Desmatamento para o DETER = corte raso e/ou
degradação progressiva
Monitoramento do Desmatamento
Floresta
Corte raso
?
O que acontece entre a floresta intocada e o corte raso?
Desafio: Detectar o gradiente.
Degradação progressiva
T1 – Retirada de madeira
T3 – Perda >50% do dossel
T2 – Perda do sub-bosque
T4 – Perda >90% do dossel
Exploração intensiva
Perda >50% do
dossel
tempo
DETER
(mede o processo)
Perda >90% do
dossel
Corte raso
Floresta
PRODES
(mede o final)
Exploração intensiva
tempo
Tempo de ocorrência
e tempo de detecção
Perda >50% do
dossel
DETER – alerta 1
Perda >90% do
dossel
DETER – alerta 2
Corte raso
Floresta
DETER – alerta final e
inclusão no PRODES
Mesma área, sensores diferentes
Desmatamento de 6000 ha em Altamira/PA vistos por dois sensores diferentes: Landsat (30m)
utilizados no Prodes e Modis (250m) utilizados no Deter
DETER: estrutura
Projeto PRODES
Base do Desmatamento
anos anteriores
Imagem MODIS mais
atual possível
Processamento SJCampos/SP: Sistema
TERRA AMAZON – detecção dos novos
desmatamentos
Produtos Internet: Banco de
Dados TERRALIB
Fiscalização: sala situação IBAMA e
outras instituições
Estação recepção
Cuiabá/MT
Escolha das imagens
16 abril
17 abril
18 abril
19 abril
20 abril
21 abril
22 abril
Máscara dos desmatamentos sobreposta a imagem Modis
Novos desmatamentos detectados nas imagens MODIS
Nova máscara, adicionando os desmatamentos da
detecção anterior
Máscara sobreposta a uma nova imagem MODIS
Detecção dos novos desmatamentos na nova imagem
Tempo de detecção <> Tempo de ocorrência
22/Ago/2003
06/Jun/2004
05/Mai/2004
21/Ago/2004
22/Jun/2004
Grande desmatamento detectado pelo Deter em 22/jun/2004, município de Altamira/PA
(s 05 08 11.89 o 53 55 15.73)
“Documento Indicativo
para Fiscalização e
Controle de
Desmatamento”,
emitido pelo
IBAMA/MMA com base
nas informações do
DETER
Verificação em campo
realizada pelo IBAMA/MMA
em 16 Ago 2004 em
Altamira/PA
DETER - Relatórios de Qualificação
Qualificar o alerta emitido pelo DETER em relação aos processos
de desmatamento, confrontrando os polígonos com imagens de
melhor resolução dos satélites CBERS ou LANDSAT
Estabelecer os níveis de erros e acertos dos alertas emitidos
Levantamento amostral, variando de acordo com a
disponibilidade de imagens sem nuvens
Relatórios mensais de maio a outubro: melhores condições de
observação e trimestrais de novembro a abril: baixas condições
de observação pelo excesso de nuvens
Esquema da Classificação dos dados DETER
Alerta
(a)
Não é desmatamento
(b)
Desmatamento
Degradação Florestal
Leve
Moderada
Alta
Classes finais:
1. Não confirmado (a);
2. Corte Raso (b);
3. Degradação Florestal de Intensidades Leve, Moderada e Alta (b).
Corte Raso
Interpretação Visual
Imagem CBERS 24/09/2008
Alertas DETER 2 quinz. Set/2008
ju
/1
0
ju
n/
10
ju
l/1
0
ou
no t/09
v,
de
z/
09
ja
n,
fe
v/
10
m
ar
,a
br
/1
0
m
ai
/1
0
ju
n/
10
ju
l/0
9
ag
o/
09
se
t/0
9
ju
n/
09
60
ou
no t/09
v,
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z/
09
ja
n,
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10
m
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0
ju
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ag
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se
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9
ju
n/
09
ju
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o/
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se
t/0
8
ou
t
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ja
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fe
v/
m
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ar
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br
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/0
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ju
n/
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m
ai
/0
8
ou
no t/08
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08
ja
n,
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ar
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/0
9
m
ai
/0
9
ju
l/0
8
ag
o/
08
se
t/0
8
ju
n/
08
m
ai
/0
8
%
Índice de acerto do Deter Maio/2008 a Julho/2010
Deter - % de confirmação
120
100
80
Não Confirmado
Confirmado
40
20
0
Deter - % por classes de desmatamento
100
90
80
70
60
Corte Raso
50
Degradacao Alta
40
Degradacao Moderada
Degradacao Leve
30
Não Confirmado
20
10
0
Por que não devemos prever taxa de
desmatamento com base nos números
do DETER?
Além do problema da cobertura de
nuvens...
Menor área mapeada pelo DETER: 25 ha
Evolução da distribuição do desmatamento por faixas de tamanho (ha)
PRODES: 2002 a 2009
100%
> 1000
80%
500-1000
60%
200-500
100-200
40%
50-100
25-50
20%
< 25
0%
2002
2003
2004 2005
2006 2007
2008
2009
DEGRAD – Mapeamento da Degradação Florestal na
Amazônia Brasileira
Mapear áreas em processo de desmatamento onde a cobertura
florestal ainda não foi totalmente removida.
Mapear anualmente, através de imagens LANDSAT e CBERS,
áreas de floresta degradada com tendência a ser convertida em
corte raso (degradação florestal, alguns estágios de corte
seletivo e cicatriz de fogo) que nao são mapeadas pelo PRODES
Utiliza o mesmo conjunto de imagens utilizadas no PRODES.
Área mínima mapeável é de 6.25 ha
Degradação Florestal e seus estágios
Corte seletivo
A) Degradação de intensidade moderada, área em regeneração após
exploração madeireira, pátios ainda evidentes;
B) Degradação de intensidade alta, exploração madeireira ativa,
grande proporção de solo exposto;
C) Degradação de intensidade leve, evidência de abertura de estradas
de acesso.
Resultados
2007 e 2008
CorteFinais
seletivo
2008
2007
Resultados
2007 e 2008
CorteFinais
seletivo
UF
2007(KM2)
2008(KM2)
Acre
Amazonas
Amapá
Maranhão
Mato Grosso
Pará
Rondônia
Roraima
Tocantins
122.80
257.46
50.42
1976.75
8951.14
3899.23
412.32
137.28
179.71
121.34
412.42
63.18
4230.70
12987.74
8264.82
643.32
171.39
522.18
TOTAL
15987.10
27417.10
CorteFinais
seletivo
Resultados
2007 e 2008
Degradação em 2007 convertida a corte raso em 2008:
UF
KM2
Acre
Amazonas
Amapá
Maranhão
Mato Grosso
Pará
Rondônia
Roraima
Tocantins
12.41
15.33
4.49
169.99
932.93
681.19
107.24
40.03
18.87
TOTAL
1982.48
DEGRAD 2007 – Região de Nova Santa Helena/MT
Lat
-10.649458 Long
-53.888742 Data da foto
DEGRAD 2008 - Região de Nova Santa Helena/MT
2008-03-01
DETEX – Detecção de Exploração Florestal por
Corte Seletivo
Monitorar anualmente atividades de corte seletivo na Amazônia
Legal.
Mapear através de imagens LANDSAT e CBERS níveis de
exploração florestal por corte seletivo que nao são mapeadas
pelo PRODES
Monitorar atividades de exploração florestal por corte seletivo
em áreas de interesse do Serviço Florestal Brasileiro
Produto da atividade de extração seletiva de madeira
Corte seletivo
-Extração de árvores de valor econômico (atividade regular ou
irregular)
Distribuição dos pátios acompanha a distribuição das árvores de valor
-Derrubada para financiar a limpeza de propriedades
Distribuição dos pátios eqüidistante para a derrubada da maioria das árvores
com limites das propriedades bem demarcados
Definição da atividade de Corte seletivo
(a)
(d)
Imagem Landsat TM composta
para
interpretação
com
superposição
da
mascara
Prodes, detalhe dos elementos
subjacentes em tonos de azul
claro.
ELEMENTO
PATIO
DIAGNOSTICO
(a)
:
(c)
(b)
(a)
- Pátio para exploração em
manejos
- Pátio para exploração irregular
-Pátio
como
precursor
da
agropecuária.
LEGENDA
a
Corte seletivo intenso
b
Corte seletivo médio
c
Corte seletivo leve
d
Degradação
(b)
(c)
(c)
floresta
(b)
Imagem de entrada: TM 226/68 2007
Contraste da Imagem para interpretar
Composição de trabalho
R: razão solo/vegetação
G: TM4 ou CCD4
B: TM3 ou CCD4
Mediana
RZN
Contraste
padrão
Media
Banda 4
Contraste
livre
Banda 3
Contraste
livre
Imagem processada: TM 226/68 2007
Delimitação dos polígonos
corrego
Limite
do lote
Mascara
Prodes
estrada
Mascara
Prodes
Limite
do lote
corrego
~200m
do pátio
estrada
corrego
carreador
Limite
do lote
estrada
Mascara Prodes
PRODES x DETER x DEGRAD x DETEX
•
Sistemas complementares e concebidos para atender a
diferentes objetivos:
Satélite e
resolução
Atualização
dos dados
Área mínima
mapeada
Tipo de
desmate
Objetivos
PRODES
LANDSAT TM,
CBERS CCD
(30 m)
Anual
6.25 ha
Corte raso
Taxas anuais
(1988)
DETER
MODIS TERRA
(250 m)
Mensal
25.00 ha
Corte raso e
Degradação
Indicadores
para
fiscalização
(2004)
DEGRAD
LANDSAT TM,
CBERS CCD
(30 m)
Anual
6.25 ha
Degradação
Quantificar
áreas em
processo de
desmate
(2008)
DETEX
LANDSAT TM,
CBERS CCD
(30 m)
Anual
6.25 ha
Corte seletivo
Mapear áreas
de corte
seletivo
(2007)
TERRACLASS – Levantamento e monitoramento da
cobertura da terra nas áreas desmatadas da Amazônia
Mapear o uso e ocupação de áreas já apontadas como
desmatamento para o PRODES.
Até 2010 haviam 736.000 km2 desmatados, sendo 500.000
km2 com mais de 10 anos
O que há por baixo do “tapete amarelo” do PRODES
INPE – Centro Regional da Amazônia –
Belém/PA
TERRACLASS 2009: Mapear a ocorrência de
Vegetação Secundária, nas áreas mapeadas pelo
PRODES - 2008
FLORESTA PRIMÁRIA
FLORESTA SECUNDÁRIA
Como o mapeamento é realizado?
Quais regiões, indicadas pelo PRODES como corte raso, estão
regenerando?
Imagem TM + Máscara
PRODES
1)
Imagem TM recortada pela Máscara
PRODES
2)
Máscara do desmatamento
do PRODES é sobreposta à
Imagem TM
Máscara do desmatamento
do PRODES recorta a
Imagem TM
Imagem-fração utilizada no fatiamento
3)
Imagem fração X Composição colorida
4)
Modelo linear de mistura
espectral
é
gerado,
resultando em três imagens
componentes: solo, sombra
e vegetação. Uma destas
imagens é utilizada para
adquirir os valores de níveis
de cinza indicativos de
floresta secundária
Os valores de níveis de cinza
dos pixels da imagem são
adquiridos nas áreas que
correspondem
à
floresta
secundária
na
imagem
composição colorida. Para
aquisição dos valores dos
pixels leva-se em conta
resposta espectral, textura e
histórico de ocupação da área
Resultado Final
5)
Máscara de Floresta Secundária
Resultados da Vegetação Secundária
18,42 %
TERRACLASS 2010
Desenvolver a segunda etapa do projeto
TERRACLASS através do mapeamento da de
todas as classes para toda os estados da
Amazônia Oriental (MT, PA, AP, MA e TO)
Situação do Mapeamento
92 Cenas classificadas
Situação do Mapeamento no Estado do MT
25 Cenas Concluídas
TERRACLASS
BRASNORTE - MT
2008