AQ-FA : um método para cálculo da área queimada a partir da detecção de focos de incêndio no Brasil usando dados oriundos de múltiplos satélites

Abstract

O Brasil é o quarto maior emissor de gases de efeito estufa por habitantes segundo o ranking da UNEP de 2022, muito devido às queimadas e ao desmatamento da vegetação. Este trabalho desenvolve uma metodologia capaz de estimar a área queimada a partir de focos ativos oriundos do Programa Queimadas do INPE. A metodologia consiste em transformar focos, que são pontos no espaço, em áreas de cobertura do incêndio, de acordo com a resolução do satélite que o detectou. O espaço é divido em quadrantes e cada quadrante é avaliado de acordo com equações que utilizam as áreas de cobertura dos focos. Por último, cada avaliação de quadrante passa por uma função de normalização, resultando na porcentagem de área queimada estimada para o quadrante. O processo apresentado recebe o nome de AQ-FA, sigla para Área Queimada por Focos Ativos. O método é parametrizável, permitindo alterar a resolução dos resultados, que neste estudo é definida como 300m. A avaliação utiliza o produto AQ30m (INPE) como referência, aplicado em 20 órbitas-ponto e diferentes períodos de tempo, apresentando altos níveis de acurácia. Os resultados são obtidos a partir da aplicação mensal do método para todo o território nacional, entre os anos de 2008 até 2022. Ao comparar os resultados com o AQ1km (INPE), há um indicativo de aumento na área queimada no Brasil, contrariando o conhecimento prévio. A diferença entre os dois produtos fica mais evidente no bioma amazônico, que apresenta mais áreas queimadas. Toda a implementação e validação é desenvolvida utilizando a linguagem Python e Jupyter Notebook, para fins de reprodutibilidade. Todos os dados e o código estão disponíveis de forma de forma pública e em conformidade com a ciência aberta.

Brazil is the fourth largest emitter of greenhouse gases per inhabitant according to the 2022 UNEP ranking, largely due to forest fires and deforestation. This document develops a methodology capable of estimating the burned area from active fires arising from INPE’s Programa Queimadas. The methodology consists of transforming the active fires, which are points in space, into fire coverage areas, according to the resolution of the satellite that detected it. The space is divided into quadrants and each quadrant is evaluated according to equations that use the coverage areas of the foci. Finally, each quadrant evaluation goes through a normalization function, resulting in the estimated percentage of burned area for the quadrant. The process presented is called AQ-FA, an acronym for Area Burned by Active Fire (in Portuguese Área Queimada por Focos Ativos). The method is parameterizable, allowing to change the resolution of the results, which in this study is defined as 300m. The validation uses the AQ30m product (INPE) as a reference, applied in 20 path-rows and different time periods, presenting high levels of accuracy. The results are obtained from the monthly application of the method for the entire national territory, between the years 2008 to 2022. When comparing the results with the AQ1km (INPE), there is an indication of an increase in the burned area in Brazil, contrary to knowledge prior. The difference between the two products is more evident in the Amazon biome, which has more burned areas. All implementation and validation are developed using the Python language and Jupyter Notebook, for reproducibility purposes. All data and code are publicly available and open science compliant.