O olhar dos satélites de observação da Terra

Como funcionam os sistemas de monitoramento da Amazônia criados pelo INPE

A taxa anual de desmatamento medida pelo PRODES é parâmetro para estudos científicos 

Por Lubia Vinhas

 

É impressionante o poder das missões de observação da Terra em produzir imagens da superfície do nosso planeta. É comum encontrarmos na internet, ou na televisão, animações que mostram processos como queimadas ou desmatamento ocorrendo bem diante de nossos olhos. Imagine expandir essa animação da alteração da cobertura vegetal primária ao longo de meses, anos ou mesmo décadas. Imagine agora expandir por grandes extensões de terra como o bioma Amazônia, o Cerrado ou mesmo todo o Brasil.

Os sistemas de monitoramento do desmatamento e do uso e cobertura da Terra baseados em imagens e dados de satélite que desenvolvemos na OBT/INPE são os nossos olhos tecnológicos. Para a sua concepção, desenvolvimento e operação, nos apoiamos no conhecimento científico e técnico nas áreas de recepção e geração de imagens, sensoriamento remoto, computação, bancos de dados, gerência de projetos e nos processos do objeto monitorado. Esse conjunto de competências que aqui estão agregados é um dos fatores que contribuíram para alcançarmos a credibilidade nacional e internacional que temos hoje.

Outro fator importante é a imparcialidade da instituição frente aos resultados do monitoramento. A taxa anual de desmatamento, medida pelo PRODES, é um índice cuja série histórica, mantida desde 1988, é parâmetro para estudos científicos e base de formulação de políticas públicas e privadas na área ambiental. O PRODES não mudou a metodologia de estimativa da taxa desde 1988, entregando valores altos e baixos durante esse período. As duas maiores taxas medidas foram em 1995 e 2004 e as menores em 2012 e 2014. A taxa anual estimada pelo PRODES não depõe contra o país, nem é inimiga do setor produtivo. Ao contrário, ela deve ser considerada como um patrimônio para esses e outros atores sociais, um índice isento e confiável.

Já a forma de execução do PRODES evoluiu tecnologicamente, passando da análise de imagens em modo analógico para o uso de um sistema especializado bastante sofisticado, o software TerraAmazon, também desenvolvido pelo INPE. A metodologia de estimativa da taxa de desmatamento, taxa que é pública, foi preservada, para manutenção da coerência da série histórica desse índice. A forma de divulgação dos dados também se modernizou; hoje, qualquer pessoa pode ver o mapa de incrementos anuais de desmatamento, usados para cálculo da taxa, a própria taxa, e consultas de interesse, diretamente no ambiente de internet por meio do portal TerraBrasilis. O TerraBrasilis permite que qualquer cidadão veja os dados de desmatamento produzidos pelo PRODES. Isso dá transparência e aumenta a credibilidade do que é feito. É sempre bom lembrar que a divulgação dos dados está de acordo com os instrumentos normativos que regem o Plano de Dados Abertos do INPE, um compromisso da instituição com o governo e a sociedade brasileira.

O DETER veio depois do PRODES para gerar alertas rápidos de desmatamento e degradação. Seu objetivo sempre foi bastante claro: apoiar as ações de fiscalização para controle do desmatamento ilegal. O DETER também se aprimorou. Até 2016, o DETER gerava um dado de alerta quando uma localização degradada ou desmatada atingia 25 hectares de área. A partir de 2017, com o uso das imagens com 64 metros de resolução espacial, essa área mínima passou a ser de três hectares. Faz parte da metodologia considerar a diferença entre o tempo de ocorrência e o tempo de observação. O DETER não garante observar a Amazônia inteira todos os dias, mas garante que todos os dias uma parte é observada. E, a cada cinco dias toda a área é analisada, graças às imagens geradas pelo CBERS-4.

Muito se fala agora sobre os nanossatélites que podem carregar câmeras imageadoras de alta resolução espacial, como a constelação operada pela empresa americana Planet. Provavelmente essa é a mais conhecida constelação de microssatélites em órbita, gerando imagens ópticas com aproximadamente 3 metros de resolução espacial, diariamente, para boa parte do planeta. Imagens como essas poderiam ser usadas, por exemplo, para melhorar o processo de auditoria e validação sistemática e estatisticamente robusta dos dados gerados pelo PRODES e pelo DETER.

Mas existem desafios para criar sistemas completos de monitoramento contínuo de grandes extensões como a Amazônia, como o DETER e PRODES fazem, a partir de imagens como essas. Para o monitoramento de áreas extensas, como os biomas brasileiros, equipes de foto interpretação teriam que ser bastante grandes pois são muitas imagens a serem analisadas. Além disso, elas teriam que ser muito eficientes para extrair as informações muito rapidamente e assim reduzir o tempo entre a ocorrência e a observação, na imagem, do evento sendo mapeado. Necessitariam ainda de um protocolo de interpretação preciso, adequado às características desses sensores.

Uma alternativa seria então construir sistemas automatizados de processamento, usando algoritmos computacionais de análise de imagens, para detecção de mudanças na cobertura da Terra. Esses algoritmos, para apresentarem um bom desempenho, teriam que processar, como dado de entrada, imagens com alta qualidade radiométrica. No caso das constelações, as imagens necessárias para recobrir uma grande extensão, como a Amazônia, serão construídas como uma combinação das imagens dos vários microssatélites, que possuem o mesmo projeto, mas com diferenças individuais. Com uma vida útil mais curta, os microssatélites estão continuamente sendo repostos na constelação. Usam sensores de prateleira que não podem atingir a mesma qualidade radiométrica, consistência de aquisição e relação sinal-ruído dos que são projetados e desenvolvidos para ir a bordo de missões maiores e de maior custo. Por isso, ainda existem preocupações quanto à calibração entre sensores, qualidade de imagem, precisão de geolocalização e menor disponibilidade de dados, preocupações essas que devem ser consideradas quando se pensa em um sistema completo de monitoramento contínuo.

Ainda assim, é importante ressaltar que em qualquer um dos casos, seria uma metodologia diferente daquela empregada no DETER, por exemplo, e deverá ser comprovada quanto a sua efetividade em um período de uso de um ano ou mais. A questão do custo também deve ser ponderada. Enquanto as imagens de média e baixa resolução possuem políticas de distribuição sem custo, isso ainda não acontece para as imagens de alta resolução. O custo de um sistema de monitoramento contínuo para grandes extensões como a Amazônia, baseado nesse tipo de imagens, é bastante caro. E não se pode perder o foco do objetivo de um sistema de alertas: apoiar a fiscalização. Sistemas como o DETER geram alertas. Se nenhuma ação for tomada sobre eles, o sistema será como uma sofisticada câmera de segurança que flagra atos ilegais, mas sobre os quais ninguém age.

Na OBT/INPE acreditamos que o uso dos dados de satélites orbitais, dentro da melhor ciência e técnica disponível, permite gerar informações para que governos, academia e sociedade em geral tomem decisões de maneira informada no enfrentamento dos problemas do nosso tempo. É para isso que trabalhamos, buscando aprimoramento sempre, mas sem prejuízo para o que já conseguimos até agora.

 

Lubia Vinhas é Coordenadora de Observação da Terra, servidora de carreira do INPE desde 1997.

 

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