IF233_-_Aula4-Incêndios Florestais

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Detecção de 
Incêndios Florestais 
PROF. BRUNO A. F. DE MENDONÇA 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Também denominada de vigilância ou 
monitoramento, pode ser fixa, móvel ou auxiliar 
 O grau de sofisticação pode variar : 
 Desde o uso de animais de montaria até o de aeronaves 
ou satélites na vigilância móvel; 
 Emprego de abrigos em pontos estratégicos até o de 
torres equipadas com sistemas automáticos de detecção, 
como sensores infravermelhos e câmaras de vídeo, na 
vigilância fixa e; 
 Participação da sociedade civil, na vigilância auxiliar. 
 
Divisão de Tecnologia da Informação (DiTI) lança o aplicativo: E-193 Comunitário. 
Permite interação entre a comunidade e os colaboradores do serviço operacional do 
CBMSC, possibilitando o compartilhamento de informações sobre as solicitações de 
emergência. 
Aplicativo para smartphones 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Pode ser uma operação determinante no sucesso das 
operações de controle dos incêndios florestais. 
 Detecção rápida possibilita que ações de combate sejam 
implementadas logo no início do foco do fogo. 
 A maioria dos incêndios torna-se de fácil controle se o 
primeiro ataque for realizado nos primeiros minutos. 
 Sabe-se que em um plano de proteção, após o início de um 
incêndio florestal, a preocupação fundamental de quem 
toma a decisão de debelar o fogo deve ser o tempo para o 
primeiro ataque, ou seja, o tempo que as equipes vão 
gastar desde o conhecimento do início do sinistro até 
iniciar o combate propriamente dito. 
 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Fixo – torres de observação 
 Destacam-se na defesa dos povoamentos florestais 
 Podem ter altura variada colocadas estrategicamente de modo 
a permitir a observação do povoamento florestal visando a 
detecção de incêndios, pois dependem das condições 
topográficas para que se tenha o maior alcance de observação, 
podendo alcançar 50 metros de altura 
 Podem ser construídas de madeira, aço ou concreto. 
 São equipadas com binóculos, sistemas de comunicação 
(rádio, telefone ou satélite) e com instrumentos para aferição 
de ângulos horizontais (goniômetro) 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Fixo – torres de observação 
 A distância máxima entre duas torres é de cerca de 15 km e 
cada uma pode cobrir de 15 a 18.000 ha. 
 Ao se instalar uma rede de torres, não é necessária uma 
visibilidade de 100% da área. Uma cobertura de cerca de 70% 
da área florestada já é suficiente e economicamente viável. 
 As informações sobre a torre e o rumo de visada do foco de 
incêndio são enviadas para a central de controle, que ao 
processá-las determinará a distancia de cada torre para o foco 
do incêndio, localizando-o no mapa ou planta plani-
altimétrica, e identificando a melhor rota para alcança-lo. 
 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Fixo – torres de observação 
 Sistemas de Comunicação: 
 Torres seriam quase inúteis sem um bom sistema de comunicação 
 Permite a possibilidade de rápida comunicação com o escritório 
central ou o comando de operações de combate, para informar as 
ocorrências de fogo. 
 O operador da torre deve comunicar informando o azimute e outras 
características da coluna de fumaça. 
 Aparelhos: 
 Rádio transmissor-receptor (VHF) - exige carregamento 
periódico de bateria (gerador movido a gasolina ou energia solar, 
porém é mais flexível e permite comunicação simultânea com a 
central, equipe móvel ou outras torres equipadas) 
 Telefone (baixo custo de manutenção e maior na instalação). 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Fixo – sistema remoto de observação 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Móvel: 
 Patrulhamento terrestre 
 Patrulhamento aéreo 
 Monitoramento Orbital 
 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
Móvel: Patrulhamento terrestre 
 O patrulhamento terrestre pode ser realizado com qualquer tipo 
de veículos: automóveis, motocicleta, bicicletas ou mesmo tração 
animal, dependendo da finalidade e das condições locais 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
Móvel: Patrulhamento aéreo 
 O patrulhamento aéreo é usado quando o índice diário de perigo 
de fogo é bastante alto e a visibilidade em nível terrestre torna-se 
deficiente para observações através das torres ou do 
patrulhamento terrestre 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
Móvel: Patrulhamento aéreo 
 V.A.N.T. - Veículo Aéreo Não Tripulado (ou drone) 
 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
Móvel: Monitoramento orbital 
 Para países de grande extensão territorial, como o Brasil, o 
monitoramento dos incêndios florestais, a nível internacional e 
em escalas regionais, através de imagens de satélites é o meio 
mais eficiente e de baixo custo, quando comparado com os 
demais meios de detecção (desde 1998). 
Detecção de Incêndios Florestais 
 Monitoramentos dos focos de incêndio 
 Móvel: Monitoramento orbital 
 É o monitoramento de incêndios florestais e queimadas pela 
utilização dos dados provenientes das observações de satélites 
artificiais, que podem detectar focos de incêndios, e utilizam 
um série de processamentos utilizando as bandas do 
infravermelho termal. 
 Estes dados estão disponíveis, diariamente, nos sites 
apropriados. 
 INPE – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
 Monitoramento de queimadas e incêndios por satélites em 
tempo quase-real 
 São utilizados todos os satélites que possuem sensores óticos 
operando na faixa termal-média de 4um e que o INPE 
consegue receber. 
Espectro eletromagnético 
Sensoriamento Remoto 
O que é Sensoriamento Remoto? 
 É uma tecnologia que permite obter imagens e outros tipos de 
dados, da superfície terrestre, através da captação e do registro da 
energia refletida ou emitida pela superfície. 
Sensores Remotos 
 
 São equipamentos que captam e registram a energia refletida ou 
emitida pelos elementos da superfície terrestre. 
 Podem ser instalados em plataformas terrestres, aéreas e 
orbitais. 
 As câmaras fotográficas, câmaras de vídeo, radiômetros, 
sistemas de varredura e os radares são exemplos de sensores. 
 Podem ser ATIVOS ou PASSIVOS 
Sensores Passivos 
 Capturam a energia eletromagnética refletida 
do Sol, após interação com os objetos da superfície e 
atmosfera 
 Satélites, máquinas fotográficas 
Sensores Ativos 
 Emitem sua própria fonte de energia, em 
comprimento de ondas de rádio e captam a energia 
refletida 
 Ex: LiDAR e radar 
Reflectância espectral 
Consiste nos diferentes intervalos de comprimento de 
onda que cada sensor consegue obter informações, ou 
seja, o número de bandas. 
As características espectrais da vegetação, solo e água, 
são de grande interesse e constituem elementos 
fundamentais para a interpretação de sensoriamento 
remoto. 
Resolução espacial 
 
→Refere-se a capacidade de um sensor em enxergar ou 
distinguir objetos da superfície. 
→ Pode ser definida como o menor elemento ou superfície 
distinguível por um sensor. 
 Exemplo, o sensor do LANDSAT possui 30m de 
resolução, isso significa dizer que capacidade de distinguir 
objetos que medem 30 metros ou mais. Isto equivale a 
900m2 é a menor área que o sensor consegue enxergar. 
d 
a 
b 
c 
Imagem de uma face da terra, obtida do 
satéliteGOES (a); imagem do Rio de Janeiro, obtida 
pelo TM-LANDSAT-5(b); fotografia aérea da praia de 
Ipanema, obtida de aeronave (c). 
Os Satélites 
Meteorológicos 
Imagens do Satélite GOES-8 em 19 e 20 de agosto/2002. Podemos observar que as 
nuvens associados à frente fria deslocando-se lentamente na região Sul do Brasil. 
Satélites Meteorológicos 
Difere dos demais satélites, por atuarem na região do infravermelho 
termal. Altitude mais elevada, e resolução varia de 1 a 8 km. 
Satélites Meteorológicos 
 Os dados transmitidos pelos satélites meteorológicos 
podem ser convertidos em imagens ou processados na 
forma digital. 
 A qualidade desses dados depende das características do 
satélite utilizado. 
 Essencialmente existem dois tipos de satélites 
meteorológicos: os geoestacionários e os de órbita polar. 
 Os geoestacionários tem a mesma velocidade de rotação 
da Terra e os de órbita polar orbitam em um plano quase 
perpendicular ao equador, mantendo sempre o mesmo 
ângulo com o sol. 
Satélites Meteorológicos 
 GEOESTACIONÁRIOS (ou Geosíncronos) 
 Fornecem imagens de uma mesma região geográfica, a 
cada 30 min., no canal visível durante o dia, e no 
espectro infravermelho dia e noite. 
 O menor elemento de área (resolução espacial) 
detectado pelos satélites varia de 1 km até 8 km. 
 Orbitam no plano equatorial da Terra a cerca de 
36.000km de altura sobre um ponto fixo na superfície 
terrestre. 
 Período orbital coincide com a rotação da Terra, e o 
satélite parece estar estacionado sobre o mesmo ponto 
no equador. 
Satélites Meteorológicos 
 GEOESTACIONÁRIOS (ou Geosíncronos) 
 Os satélites geoestacionários medem em tempo real, 
significando que eles transmitem fotografias para 
estações de recepção em Terra. 
 Uma sucessão de imagens desse satélite pode ser 
mostrada em sequencia para produzir um filme 
mostrando movimentos de nuvens. 
 Isto possibilita aos meteorologistas monitorar a evolução 
dos sistemas meteorológicos. 
 A direção e velocidade do vento também podem ser 
determinadas monitorando-se os movimentos de 
nuvens. 
Satélites Meteorológicos 
 GEOESTACIONÁRIOS (ou Geosíncronos) 
 Exemplos: 
 GOES-EAST (norte americano); monitora a América do Norte 
e América do Sul 
 GOES-WEST(norte americano); monitora o Oceano Pacífico 
Leste 
 METEOSAT (europeu); monitora a Europa e África 
 GMS (japonês); monitora o Japão e Austrália e o oceano 
Pacífico Oeste 
 FENGYUN-2 (chinês); monitora a China e Oceano Índico 
 ELEKTRO (russo); monitora a Ásia Central e Oceano Índico 
 KALPANA (índia); monitora Índia e Oceano Índico 
Satélites Meteorológicos 
 ÓRBITA POLAR 
Satélites Meteorológicos 
 ÓRBITA POLAR 
 Seguem aproximadamente os meridianos, passando sobre os 
pólos norte e sul em cada revolução. 
 Tipicamente, esses satélites são colocados numa órbita 
síncrona com o sol, numa altura entre 700 a 850 Km, com 
período orbital de cerca de 100 minutos. 
 Como a Terra gira para leste abaixo do satélite, cada passagem 
monitora uma área a oeste da passagem anterior. 
 Têm a vantagem de fotografarem nuvens diretamente abaixo 
deles. 
 Desta forma, podem fornecer informações detalhadas sobre 
tempestades, sistemas de nuvens, queimadas e cobertura 
vegetal. 
Satélites Meteorológicos 
 ÓRBITA POLAR (ou Heliosíncronos) 
 Mantêm constante a sua posição angular relativa ao sol 
 A observação da Terra a partir destes satélites é feita, 
sobre uma mesma região, em passagens que se repetem 
a cada seis horas, alternadamente, quando se dispõe de 
dois satélites. 
 Atualmente carregam inúmeros sensores para medir 
variáveis meteorológicas, tais como temperatura, 
umidade e ozônio, fornecendo informações importantes 
para os meteorologistas, agricultores, pescadores e 
pilotos. 
Satélites Meteorológicos 
 ÓRBITA POLAR (ou Heliosíncronos) 
 Exemplos: 
 Estados Unidos (NOAA, QuickSCAT, Terra, AQUA) 
 Rússia (Meteor) 
 China (Fengyun-1). 
 Permitem coberturas globais com um único satélite. 
AQUA – Instrumentos a bordo 
 6 instrumentos para estudos da água na superfície e atmosfera terrestre: 
 
 AIRS (Atmospheric Infrared Sounder): mede a temperatura e umidade atmosféricas, 
além da temperatura da terra e da superfície dos oceanos. 
 AMSR-E (Advanced Microwave Scanning Radiometer-EOS): mede as propriedades 
das nuvens, temperatura superficial do oceano, temperatura do vento, fluxo de energia 
radioativa, superfície da água, gelo e neve. Provido pela NASDA (Agência Nacional de 
Desenvolvimento Espacial) do Japão. 
 AMSU-A (Advanced Microwave Sounding Unit): mede a temperatura e a umidade 
atmosférica. 
 CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System): mede o fluxo de energia 
radioativa. 
 HSB (Humidity Sounder for Brazil): Equipamento de banda VHF para medir umidade 
atmosférica. Provido pelo INPE (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais) do Brasil. 
 MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer): também mede 
propriedades das nuvens e fluxos de energia radioativa, além de propriedades das 
partículas do aerossol; mede áreas cobertas e áreas usadas,incêndios e vulcões. O 
instrumento também se encontra a bordo do Terra. 
 
Satélite Terra 
 5 sensores remotos designados para monitorar o meio-
ambiente da Terra e suas mudanças climáticas: 
 ASTER (Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection 
Radiometer) 
 CERES (Clouds and the Earth's Radiant Energy System) 
 MISR (Multi-angle Imaging SpectroRadiometer) 
 MODIS (Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer) 
 MOPITT (Measurements of Pollution in the Troposphere) 
 
MODIS (Moderate-Resolution Imaging 
Spectroradiometer) 
 É um instrumento científico lançado na órbita da 
Terra pela NASA em 1999 a bordo do satélite TERRA (EOS 
AM), e em 2002 a bordo do satélite AQUA. 
 
 Objetivos: 
 Temperatura da superfície (solo e oceano) e detecção de 
incêndio; 
 Cor do oceano (sedimento, fitoplâncton); 
 Mapas da vegetação global e detecção de mudanças; 
 Características da nuvem; 
 Concentrações de aerossóis 
 
 Land Surface Reflectance 
(VNP09_NRT) 
 Active Fire data / Thermal 
Anomalies (VNP14IMG_NRT) 
and 
 Gridded Land Surface 
Reflectance (VNP09GA_NRT) 
 
 Pixel de 375 metros 
 
 
Visible Infrared Imaging 
Radiometer Suite - VIIRS 
Bandas Comp. onda (µm) Usos principais 
M1 0.402-0.422 Ocean ColorAerosols 
M2 0.436-0.454 Ocean ColorAerosols 
M3 0.478-0.498 Ocean ColorAerosols 
M4 0.545-0.565 Ocean ColorAerosols 
I1 0.600-0.680 Imagery 
M5 0.662-0.682 Ocean ColorAerosols 
M6 0.739-0.754 Atmospheric Correction 
I2 0.846-0.885 NDVI 
M7 0.846-0.885 Ocean ColorAerosols 
M8 1.230-1.25 Cloud Particle Size 
M9 1.371-1.386 Cirrus/Cloud Cover 
I3 1.580-1.640 Binary Snow Map 
M10 1.580-1.640 Snow Fraction 
M11 2.225-2.275 Clouds 
I4 3.550-3.930 Cloud Imagery 
M12 3.660-3.840 Sea surface temperature (SST) 
M13 3.973-4.128 SSTFires 
M14 8.400-8.700 Cloud Top Properties 
M15 10.263-11.263 SST 
I5 10.500-12.400 Cloud Imagery 
M16 11.538-12.488 SST 
 Todos aqueles que possuem sensores óticos operando na faixa 
termal-média de 4um e que o INPE consegue receber. 
 São processadas operacionalmente, na Divisão de Satélites e 
Sistemas Ambientais - DSA as imagens AVHRR (Advanced Very 
High Resolution Radiometer) dos satélites polares NOAA-15, 
NOAA-16, NOAA-18 e NOAA-19, as imagens MODIS dos 
satélites polares NASA TERRA e AQUA, as imagens dos satélites 
geoestacionários GOES-12, GOES-13 e MSG-2. 
 Cada satélite de órbita polar produz pelo menos um conjunto 
de imagens por dia, e os geoestacioários geram algumas 
imagens por hora,sendo que no total o INPE processa mais de 
100 imagens por dia especificamente para detectar focos de 
queima da vegetação. 
 As recepções são feitas nas estações de Cachoeira Paulista, SP 
(próximo à divisa com o RJ) e de Cuiabá, MT. 
Satélites utilizados no INPE 
Figura: Distribuição de focos de calor e a precipitação média no período estudado 
Figura: Mapa de Kernel dos focos de calor para a Amazônia Ocidental 
Figura: Mapas de pluviosidade média anual para a Amazônia Ocidental. 
Figura: Gráfico de dispersão entre o número total de focos de calor e a precipitação anual média 
Conclusões 
 
• O método de exclusão de pontos utilizados mostrou-se eficiente para os 
dados de focos de calor. 
• Cerca de 66% dos focos disponibilizados pelo INPE com todos os satélites 
durante o período estudado são redundantes e revelam a importância e 
influência dos diferentes satélites utilizados neste tipo de análise. 
• O satélite NPP-375 tem enorme potencial nesta análise, tendo em vista a 
melhor resolução, que implica em um maior número de redundâncias de 
modo geral. 
• A quantidade de focos de calor apresentou uma correlação significativa com 
a variável chuva e indicou ainda relação com eventos El-Nino. 
• O estudo é importante, pois coloca em evidência a vulnerabilidade do 
ecossistema amazônico diante da ocorrência dos incêndios e das mudanças 
climáticas. 
• O trabalho ajuda a delinear as áreas da Amazônia Ocidental mais vulneráveis 
à seca e aos incêndios que dela resultam. 
 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio e de focos de queimadas 
Risco de incêndio 
 O princípio do Risco de Fogo (RF) é o de que quanto mais dias 
seguidos sem chuva em um local, maior o risco de queima 
da sua vegetação. 
 Adicionalmente, são incluídos no cálculo os efeitos do tipo da 
vegetação e do ciclo natural de seu desfolhamento, da 
temperatura máxima e umidade relativa mínima do ar diária, 
assim como a presença de fogo na área de interesse. 
 O RF observado resulta de dados meteorológicos reais coletados 
em estações de superfície, inferidos entre elas por meio de 
técnicas de interpolação. 
 O RF futuros são calculados a partir das previsões com resolução 
espacial de 20 km do modelo numérico global de previsão de 
tempo Brazilian Global AtmosphericModel (FIGUEROA et al., 
2016) 
 Satélites de órbita polar: fogo com cerca de 1 ha de 
extensão, ou maior, poderá detectada. 
 Satélites geoestacionários, a 25 mil km de distância: A 
frente precisa ser maior tamanho para ser localizada. 
 Entretanto, como o elemento de resolução espacial 
(“píxel”) do satélite tem 1 km x 1 km ou mais, uma 
queimada de algumas dezenas de m2 será identificada 
como tendo pelo menos 1 km2. 
 Nos satélites geoestacionários, onde o píxel tem 
4km x 4km, esta pequena queimada passará a ser 
indicada por uma área de 16km2 ou mais. 
 O sistema detecta a existência de fogo na vegetação 
sem ter condições de avaliar o tamanho da área que 
está queimando ou o tipo de vegetação afetada. 
Características importantes 
Condições que impedem ou prejudicam a 
detecção das queimadas 
  Fogo em áreas com menos de 1ha; 
 Fogo apenas no chão de uma floresta densa, sem afetar a 
copa das árvores; 
 Nuvens cobrindo a região (atenção - nuvens de fumaça 
não atrapalham!) 
 Queimada de pequena duração, ocorrendo entre as 
imagens disponíveis; 
 Satélites diferentes podem detectar o mesmo incêndio em 
posições diferentes, em razão da resolução espacial 
distinta 
 Pode confundir com usinas siderúrgicas, e/ou solos ou 
rochas expostas ricos em minério de ferro(???) 
 
O monitoramento de queimadas em imagens de satélites é 
particularmente útil para regiões remotas sem meios 
intensivos de acompanhamento, condição esta que 
representa a situação geral do País. 
 
Para uma área com torres de observação guarnecidas 
continuamente e mantendo comunicação direta com brigadas 
de combate de fogo, os dados de satélite têm interesse 
marginal. 
APLICAÇÃO