Mapeamento de cicatrizes de áreas queimadas no Cerrado usando imagens Landsat, Google Earth Engine e Deep Learning

Abstract

O bioma Cerrado é caracterizado por um mosaico de diferentes tipos de vegetação, com um dos maiores níveis de biodiversidade do mundo. O fogo tem contribuído historicamente para moldar a vegetação natural e agora está sendo usado no manejo de sistemas agrícolas e pastagens. O regime de fogo tem mudado nas últimas décadas, consequentemente, o seu mapeamento, distribuição espacial e dinâmica do fogo são cruciais para avaliar seus impactos sobre os ecossistemas e para definir estratégias e medidas de controle e prevenção de fogo. Neste estudo, foi desenvolvida uma metodologia semi-automática para o mapeamento de áreas queimadas no bioma Cerrado, utilizando imagens do satélite Landsat e algoritmo Deep Learning, implementado nas plataformas Google Earth Engine e Google Cloud Storage. Foi obtida uma acurácia de 97% a partir de validação com 2.200 pontos. Com a eficiência da metodologia para o mapeamento de cicatrizes de fogo no ano de 2017, foi ampliada a metodologia para os anos de 2000 a 2019, para melhor entendimento do comportamento do fogo no Cerrado. A partir dessa série histórica, foi estimado que 41% do Cerrado já teve a presença de fogo em algum momento, sendo que a área média queimada anualmente é de 109.138 km2 (5,4% do Bioma). Em relação à recorrência de fogo em uma mesma área, foi possível observar que 270.601 km2 queimaram de 2 a 3 vezes, 181.612 km2 queimaram de 4 a 10 vezes e 13.085 km2 queimaram mais de 10 vezes, mostrando como as mudanças do uso da terra tem alterado o regime do fogo para intervalos mais frequentes. Em relação aos tipos de superfície sobre as quais se registram áreas queimadas, as queimadas sobre áreas de formação vegetal natural (formação florestal, savânica e campestre) predominam em relação às áreas de uso. Proporcionalmente às áreas das categorias fundiárias do Bioma, o fogo predomina em áreas protegidas (terras indígenas, unidades de conservação e territórios quilombolas). As análises realizadas demonstram o potencial de dados de sensoriamento remoto como as séries temporais do satélite Landsat utilizados pelo projeto MapBiomas para explorar a variação de padrões espaço -temporais de ocorrência do fogo. Os resultados também destacam a importância da adoção de estratégias de gestão e políticas orientadas para a conservação do Cerrado. Nas últimas décadas, a ocorrência de fogo tem aumentado, consequentemente, as emissões de gases de efeito estufa também tendem a aumentar. Sendo assim, os gestores de políticas públicas e planos de gestão devem considerar cenários futuros de mudanças climáticas envolvendo maiores riscos de ocorrência de fogo.