quarta-feira, 12 de julho de 2017

Área Ardida e Danos Provocados pelos Incêndios de Pedrógão Grande e Góis

Seguidamente, apresenta-se um excelente e completo trabalho desenvolvido pelo colega Pedro Venâncio referente à severidade do Grande Incêndio Florestal de Pedrógão Grande e Góis. Dada a sua importância e rigor, considerou-se essencial a sua partilha pública. 

Por: Pedro Venâncio

À medida que os dados dos satélites de Observação da Terra de alta resolução (Landsat 7 e Landsat 8, ambos do consórcio NASA/USGS [0], e Sentinel-2, do consórcio ESA/Comissão Europeia [1]) têm vindo a ser disponibilizados, tem sido possível cartografar a área ardida nos incêndios de Pedrógão Grande e Góis, cada vez com mais detalhe e precisão.

Landsat 7 (NASA/USGS)


Os dados obtidos a partir do processamento digital das imagens do dia 23 de junho, do satélite Landsat 7, já deixavam transparecer que a área total ardida não iria atingir os 50 mil hectares, como inicialmente se pensou.
Fig. 1 - Imagem Landsat 7 de 2017-06-23. Composição RGB 743.

Fig. 2 - Classificação supervisionada da imagem Landsat 7 de 2017-06-23.
Fig. 3 - Área ardida, calculada a partir da imagem Landsat 7 de 2017-06-23,
sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.

No entanto, como o sensor ETM+ do Landsat 7 possui um problema com o Scan Line Corrector (SLC), que introduz alguma incerteza/erro na classificação das zonas afetadas por essas falhas nas imagens, aguardou-se pela disponibilização de dados de outros satélites, para se conseguir tirar conclusões mais fiáveis.

Landsat 8 (NASA/USGS)

Assim, as imagens do satélite Landsat 8, do dia 1 de julho, permitiram, com maior rigor, cartografar a área atingida pelos incêndios.
Fig. 4 - Imagens Landsat 8 de 2017-07-01. Composições RGB 543.
Fig. 5 - Imagens Landsat 8 de 2017-07-01. Composições RGB 752.


Fig. 6 - Classificação supervisionada da imagem Landsat 8 de 2017-07-01.

Fig. 7 - Área ardida, calculada a partir da imagem Landsat 8 de 2017-07-01, por Concelho,
sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Tabela 1 - Área ardida por Concelho, baseada nas imagens do Landsat 8, de 1 de julho de 2017.
Os concelhos mais atingidos foram Figueiró dos Vinhos (23,2% da área ardida), Pedrógão Grande (20,8%), Góis (19%), Pampilhosa da Serra (14,4%) e Sertã (9,5%).

A geometria da área ardida corrobora muita da informação já divulgada em análises e relatórios sobre estes incêndios. Sabe-se que foram intensificados, pelo menos duas vezes, por fenómenos de downburst, sendo o motor dos incêndios a forte atividade convectiva, tanto de origem meteorológica (instabilidade atmosférica), como gerada pela energia e radiação emitidas durante a combustão. Incêndios desta natureza ainda não são muito comuns em Portugal, mas caracterizam-se por envolver projeções de material incandescente, que é lançado a longas distâncias. Esta situação é percetível na cartografia da área ardida agora obtida, onde se observam limites muito irregulares e ilhas não ardidas no interior do perímetro, bem como pequenos núcleos ardidos, desligados da área ardida principal.

Para além da extensão da área ardida, os dados de satélite permitem determinar a severidade dos incêndios. Se a intensidade de um incêndio representa a energia que é libertada pela combustão da matéria orgânica durante o evento, a severidade traduz a forma como a intensidade afetou o funcionamento do ecossistema e, consequentemente, a gravidade das suas consequências. Os dados de severidade são um auxíliar importante na avaliação de impactos e no desenvolvimento de planos de restauro de emergência, de restauro ecológico e de restabelecimento do potencial florestal e produtivo das áreas afetadas. Para além disso, podem ser usados para estimar o risco de impactos subsequentes ao incêndio, nomeadamente, a ocorrência de cheias e inundações, movimentos de massa em vertentes e erosão do solo, que são intensificados pela remoção da cobertura de vegetação, potenciando a escorrência superficial e agravando os fatores condicionantes e desencadeadores daqueles processos danosos. 

Uma outra questão importante prende-se com a degradação da qualidade da água nos rios e albufeiras. Recorde-se que o flanco sul do incêndio de Góis parou no Rio Zêzere, tendo ardido uma parte significativa da área entre o Rio Unhais e o Zêzere, no setor a montante da Barragem do Cabril. Já o incêndio de Pedrógão atravessou o Rio Zêzere um pouco mais a justante, incluindo a zona da albufeira da Barragem de Bouçã, terminando sensivelmente a 35 quilómetros da Barragem de Castelo de Bode, uma barragem de abastecimento que representa, segundo dados da empresa EPAL, cerca de 75% da sua capacidade de produção. O único facto menos negativo neste cenário, é ainda faltarem alguns meses para o início do novo ano hidrológico, havendo algum tempo para serem adotadas medidas de estabilização das margens do Rio Zêzere afetadas pelos incêndios.

A determinação da severidade foi então feita com recurso a imagens do Landsat 8, dos dias 15 de Junho (pré-incêndio) e 1 de julho (pós-incêndio), através do cálculo do Normalized Burn Ratio (NBR) e do cálculo da diferença entre esses índices, antes e após os incêndios. Os intervalos utilizados para agrupar as áreas ardidas em classes de severidade foram os propostos pelos Serviços Geológicos dos Estados Unidos (USGS) [2].
Fig. 8 - Severidade calculada a partir de imagens Landsat 8, de 2017-06-15 e 2017-07-01,
através do cálculo do NBR e da metodologia proposta pelo USGS,
sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Toda a área dos incêndios revela níveis de severidade alta e muito alta, bastante significativos.
Tabela 2 - Área ardida por classe de Severidade (Landsat 8).
A informação obtida foi cruzada com a Carta de Uso e Ocupação do Solo de 2010, recentemente publicada pela Direção-Geral do Território [3], no sentido de se perceber quais as classes de uso e ocupação mais afetadas.
Fig. 9 - Área ardida e Severidade obtidas com o Landsat 8, cruzadas com a Carta de Uso e Ocupação do Solo de 2010 (DGT), sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Tabela 3 - Classes de Uso e Ocupação do Solo mais afetadas pelos incêndios (Landsat 8).
Dados detalhados, para todas as classes de uso e ocupação do solo afetadas pelos incêndios: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1Y-yjNVs1E4UQu39bz-BAWM_owc9U-7cdVWhpZjfOn-0/edit?usp=sharing
Verifica-se que cerca de 70% da área ardida era constituída por florestas de eucalipto e pinheiro bravo, em diferentes etapas de desenvolvimento e com diferentes agregações. Significativos são também os níveis de severidade nestas classes, encontrando-se a maioria da área ardida em cada um desses usos e ocupações, com níveis de severidade alta e muito alta, depreendendo-se que a intensidade dos incêndios, nesses locais, foi muito elevada.

Analisando as áreas ardidas no período entre 2010 e 2015 (dados do ICNF), e no ano de 2016 (áreas ardidas obtidas por processamento de imagens de satélite), é possível identificar claramente a influência de alguns dos incêndios ocorridos nesses anos, no comportamento dos incêndios de Pedrógão e Góis do passado dia 17 de junho. A título de exemplo, veja-se o perímetro do incêndio de 2013, na zona de Roda Cimeira / Roda Fundeira, que encaixa de forma praticamente perfeita no limite do incêndio de 2017. 

Outros exemplos, na zona de fronteira entre os concelhos de Figueiró dos Vinhos e Pedrógão Grande, ou na zona de Obrais (Góis), ajudam a explicar algumas das ilhas não ardidas. Embora ainda não haja dados oficiais de áreas ardidas em 2016, analisando as imagens de satélite Sentinel-2 (18 agosto 2016), foi possível identificar um incêndio com uma área significativa (cerca de 600 hectares), que terá ocorrido algures entre os dias 8 e 18 de agosto de 2016, junto a Castanheira de Pêra (parque eólico), e que constitui, parcialmente, o limite norte do incêndio de Pedrógão.
Fig. 10 – Perímetro das áreas ardidas no período 2010 a 2015, de acordo com o ICNF, e 2016 levantado com imagem Sentinel-2, sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Sentinel-2 (ESA/Comissão Europeia)

No dia 4 de julho, foi disponibilizada uma imagem do satélite Sentinel-2, sem cobertura de nuves. Esta imagem tem ainda maior resolução espacial que a do Landsat 8, pelo que se replicou a metodologia, no sentido de se compararem os resultados.
Fig. 11 - Imagens Sentinel-2 de 2017-07-04. Composição RGB 843
Fig. 12 - Imagens Sentinel-2 de 2017-07-04. Composição RGB 12 8 3.
Até ao momento, não se conseguiu encontrar nenhum artigo científico que proponha uma divisão do Normalized Burn Ratio (NBR) obtido com imagens Sentinel-2, em classes de severidade, existindo apenas alguns estudos preliminares. Por esse motivo, foi feita uma divisão com as mesmas classes usadas para o Landsat 8, apenas para efeitos comparativos. Alerta-se, no entanto, para o facto das classes de severidade não terem, neste caso, tanto suporte científico, sendo ainda mais necessária a validação de campo.
Fig. 13 - Normalized Burn Ratio (NBR) calculado a partir de imagens Sentinel-2, de 2017-06-14 e 2017-07-04.
Fig. 14 - Severidade calculada a partir da imagem Sentinel-2 de 2017-07-04, por Concelho,
sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.

Os resultados globais são muito semelhantes, o que torna mais robusta a probabilidade de estaremos perante uma área ardida total, um pouco acima dos 45.000 hectares. 
Tabela 4 - Área ardida por classe de Severidade (Sentinel-2).
Os resultados por concelho são também muito semelhantes.
Fig. 15 - Área ardida, calculada a partir da imagem Sentinel-2 de 2017-07-04, por Concelho,
sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Tabela 5 - Área ardida por Concelho, baseada nas imagens do Sentinel-2, de 4 de julho de 2017.
Os dados obtidos com o Sentinel-2 foram igualmente cruzados com a Carta de Uso e Ocupação do Solo de 2010 [3]. Os resultados vão no mesmo sentido, isto é, as áreas mais afetadas foram florestas de eucalipto e florestas de pinheiro bravo.
Fig. 16 - Área ardida e Severidade obtidas com o Sentinel-2, cruzadas com a Carta de Uso e Ocupação do Solo de 2010 (DGT), sobre Série Cartográfica 1:200.000 da Direção-Geral do Território.
Tabela 6 - Classes de Uso e Ocupação do Solo mais afetadas pelos incêndios (Sentinel-2).
Dados detalhados, para todas as classes de uso e ocupação do solo afetadas pelos incêndios: https://docs.google.com/spreadsheets/d/1HfMDL38axKOI05e79tl0TUxkpxmisXdsKeVsykKZEac/edit?usp=sharing
Note-se que a análise das imagens Landsat e Sentinel foi feita de forma isolada, não se tendo utilizado umas, para auxiliar na interpretação das outras, com o objetivo de obter resultados independentes e determinar se existiriam grandes disparidades, o que, de facto, não se confirmou. Ambos os conjuntos de dados revelaram resultados bastante semelhantes, com desvios globais na área ardida na ordem dos 0,8%.

Aguarda-se a publicação dos dados oficiais, os quais envolverão, naturalmente, trabalho de campo, para se fazer uma validação quantitativa dos resultados obtidos com dados de deteção remota, que estão à disposição de qualquer cidadão (Landsat e Sentinel).

A metodologia utilizada no cálculo da severidade poderá ser repetida nas próximas semanas, meses e anos, no intuito de avaliar o grau de regeneração das espécies afetadas e a evolução da própria paisagem, pelo que o trabalho desenvolvido deverá ter continuidade no futuro.


Nota importante
Os dados aqui apresentados não têm caráter oficial e correspondem a um estudo que pretende demonstrar as potencialidades dos dados abertos que se encontram à disposição das entidades e dos cidadãos em geral, nomeadamente no domínio da Observação da Terra. Por esse motivo, o autor não se responsabiliza por qualquer tipo de utilização que deles seja feita, para além da atrás exposta.

Referências

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