Pesquisa usa inteligência artificial para combater desmatamento na Amazônia

Um método desenvolvido por pesquisadores brasileiros mostra que a área prioritária para ações de combate ao desmatamento na Amazônia poderia ser 27,8% menor e mais eficiente do que o monitoramento realizado pelo governo federal. A pesquisa usa algoritmos de inteligência artificial, com base em imagens de satélite.

Atualmente, 11 municípios são monitorados no Plano Amazônia 2021/2022. Porém, novas fronteiras de derrubada da floresta, que extrapolam os limites desses locais, não são consideradas.

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Uma pesquisa publicada em junho na Conservation Letters, revista da Society for Conservation Biology, aponta que as regiões com as maiores taxas de desmatamento na Amazônia, classificadas de "alta prioridade", este ano englobam 414.603 km². Mas a área total incluída no plano federal é de 574.724 km².

Ou seja, a área que deve ser monitorada é 160 mil km² (27,8%) menor, uma extensão similar à do país Suriname.

Menos grana, mais foco

Enquanto os "hotspots" identificados pelos pesquisadores responderam por 66% da taxa média anual de devastação da floresta, os 11 municípios-alvo do plano representaram 37% da taxa de desmatamento nos últimos três anos (2019 a 2021).

No artigo, cientistas do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (Inpe) e de universidades americanas concluem que o método proposto, além de dar um foco mais definido para a fiscalização, revela novas fronteiras de derrubada da floresta, atualmente fora do plano de monitoramento.

"Com esta nova abordagem, concluímos que há um ganho de efetividade ao priorizar áreas com maiores índices de desmatamento, não limitando por municípios. Esse resultado é importante, visto que cada vez mais órgãos de fiscalização, como o Ibama e o ICMBio, têm sofrido com cortes de recursos, tanto de servidores como de orçamento", afirma Guilherme Augusto Verola Mataveli, da Divisão de Observação da Terra e Geoinformática do Inpe.

"Alguns desses hotspots de devastação ficam dentro dos 11 municípios-alvo, mas outros estão nas bordas, abrindo novas fronteiras", continua.

Processamento de dados

No estudo, os cientistas destacam que o desmatamento nos 11 municípios-alvo do plano foi significativo nos últimos anos, motivando um monitoramento, mas isso não seria suficiente para priorizar somente esses locais. São eles: São Félix do Xingu, Altamira, Novo Progresso, Pacajá, Portel, Itaituba e Rurópolis, no Estado do Pará, Apuí e Lábrea, no Amazonas, Colniza, em Mato Grosso, e Porto Velho, em Rondônia.

Mesmo com ações de fiscalização concentradas na região, houve aumento de 105% na taxa de devastação entre fevereiro e abril de 2021, se comparada à média nos anos anteriores (2017-2021). Pelos dados do Deter, programa oficial de alertas de desmatamento do Brasil, foram 524,89 km² de novos pontos de desmatamento na área.

"Esta pesquisa valida a importância do Inpe, que há 60 anos forma pesquisadores de ponta e produz ciência e tecnologia, a partir de dados satelitários, para a sociedade e o desenvolvimento nacional. Os avanços no processamento de dados apresentados neste estudo com o uso de inteligência artificial para o planejamento do combate ao desmatamento são críticos para a mitigação de problemas ambientais nacionais e para a construção de um plano de desenvolvimento sustentável para o país", afirma o chefe da Divisão de Observação da Terra e Geoinformática do Inpe, Luiz Aragão, e um dos autores do artigo.

Maior taxa de desmatamento desde 2006

O grupo utilizou, entre outras fontes, dados do Prodes - Projeto de Monitoramento do Desmatamento na Amazônia Legal por Satélite, do Inpe. Desde 1988, ele produz as taxas anuais de desmatamento na região, usadas pelo governo brasileiro para definir políticas públicas. Essas taxas são estimadas com base no corte raso identificado em cada imagem de satélite que cobre a Amazônia Legal.

Segundo o último relatório do Prodes, a área desmatada na Amazônia foi de 13.235 km² entre agosto de 2020 e julho de 2021 — um aumento de 22% em relação ao período anterior (agosto de 2019 a julho de 2020) e a maior taxa desde 2006 (saiba mais aqui).

"A ideia do artigo surgiu em fevereiro de 2021, quando o Plano Amazônia 2021/2022 foi lançado. À época foi divulgado que o desmatamento nestes 11 municípios representava 70% do total registrado na Amazônia, mas o Prodes estava diferente. Com a evolução do modelo, percebemos que poderíamos apresentar uma ferramenta para ajudar no direcionamento da fiscalização", completa Mataveli.

Definição de áreas prioritárias

Para estabelecer as áreas prioritárias, os pesquisadores definiram primeiramente as chamadas células de grade distribuídas regularmente sobre a Amazônia — regiões de 25 km² por 25 km². Com base no algoritmo Random Forest, que constrói automaticamente conjuntos de regressões multivariadas para prever hotspots de desmatamento no ano seguinte, foi determinada uma classe de prioridade para cada uma destas células. Esse método identifica uma fração maior de áreas com risco de derrubada de árvores em relação à região total e a terras públicas.

Foram considerados cinco preditores: as taxas de desmatamento em anos anteriores; a distância para células da grade com alto desmatamento cumulativo em anos anteriores; a distância para infraestruturas (como rodovias e/ou hidrovias); a área total protegida na célula da grade e o número de focos de calor.

Depois houve a definição de três classes de prioridade, com base nas estimativas de desmatamento previsto - baixa (valores abaixo do percentil 70); média (entre os percentis 70 e 90) e alta (acima de 90). Os pesquisadores separaram, então, apenas as células das grades com percentis acima de 90 (alta) para mapear as áreas prioritárias de 2022, chegando aos 414.603 km2.

O método também permite a definição das regiões prioritárias anualmente usando as taxas de corte raso do período anterior, não dependendo das fronteiras geopolíticas. De acordo com os pesquisadores, entre os exemplos que estão fora do Plano Amazônia 2021/2022, mas apareceram como prioridade "alta", estão Roraima e Acre.

"Priorizar esses 11 municípios será insuficiente para que o Brasil consiga cumprir compromissos internacionais, como o de zerar o desmatamento ilegal até 2028 assumido na COP-26 [Conferência do Clima das Nações Unidas]. Além disso, o Plano Amazônia 2021/2022 traz uma meta de combate ao desmatamento de 8.719 km2 por ano. Mas um decreto de 2018 já estabelecia um limite de 3.925 km2/ano após 2020. Ou seja, menos ambiciosa", completa Mataveli.

O pesquisador se refere ao decreto 9.578, de 2018, que trata da Política Nacional da Mudança do Clima e estabelece uma redução de 80% dos índices anuais de desmatamento na Amazônia Legal em relação à média entre 1996 e 2005. Essa meta está entre as ações a serem adotadas pelo Brasil para conter emissões de gases de efeito estufa.

Na COP-26, além do compromisso de zerar o desmatamento ilegal até 2028, o Brasil se comprometeu a reduzir até 2030 as emissões de gases de efeito estufa em 50% em relação aos níveis de 2005 e a atingir a neutralidade climática até 2050. No entanto, o crescimento das taxas de devastação da Amazônia contrasta com esses objetivos — cerca de 11% das emissões de gases estufa são causadas pela má gestão das florestas e do uso da terra, incluindo o desmatamento e incêndios.

Falhas do Plano Amazônia 2021/2022

Quando o Plano Amazônia 2021/2022 foi lançado, especialistas criticaram as metas estabelecidas, classificando-as de insuficientes. Isso porque o governo estabeleceu como objetivo reduzir o desmatamento com base na média registrada no período 2016-2020, que já era cerca de 35% maior do que a dos dez anos anteriores.

Procurado pela Agência Fapesp, o Conselho Nacional da Amazônia Legal (CNAL), responsável pelo plano, informou por meio de sua assessoria, que "o objetivo [do plano] foi focar onde a ocorrência dos ilícitos ambientais tinha maior impacto nos resultados da gestão ambiental brasileira, sem descuidar da atuação nas demais áreas da Amazônia Legal". De acordo com o CNAL, "os municípios escolhidos foram aqueles que constavam com maiores áreas desmatadas, assim como maior incidência de queimadas, podendo ser incluídos outros que venham a ser mapeados pelo Centro Gestor e Operacional do Sistema de Proteção da Amazônia [Censipam]".

O CNAL disse ainda que o Inpe foi uma das "instituições protagonistas no processo de indicação das prioridades estabelecidas", mas que os cientistas que trabalharam na pesquisa poderiam "ter contribuído oportunamente de forma institucional". "O CNAL trabalha sempre com a informação oficial gerida, trabalhada e analisada pelos órgãos oficiais do governo", afirma o órgão.

Ações complementares

A nova pesquisa sugere que, além de métodos mais diretos para definir alvos de políticas públicas, é necessário uma série de ações complementares para combater a devastação. Aponta entre elas a educação e conscientização ambiental; a identificação e responsabilização dos atores que infringem as leis de proteção ambiental e lucram com o desmatamento ilegal; o incentivo a projetos que invistam em ações voltadas à economia verde e para manter a floresta em pé, além da regularização de terras públicas e indígenas.

"O código que usamos para gerar o modelo e as áreas prioritárias é aberto. Estamos conversando com a plataforma Terra Brasilis para tentar incluir essas áreas nas informações disponíveis para quem quiser acessar. Assim, se algum governo, incluindo estaduais ou municipais, tiver interesse, é possível aplicá-lo na prática", conclui Mataveli.

O trabalho recebeu apoio da Fapesp por meio de quatro projetos: Influência do uso e cobertura da terra na emissão de material particulado fino por queimadas nos biomas Amazônia e Cerrado; Quantificando mortalidade de árvores com lasers; Uso de séries temporais densas Sentinel-2/MSI e algoritmos de aprendizado de máquinas para melhorar o monitoramento agrícola no bioma Cerrado; e Variação interanual do balanço de gases de efeito estufa na Bacia Amazônica e seus controles em um mundo sob aquecimento e mudanças climáticas - Carbam: estudo de longo termo do balanço do carbono da Amazônia.

O artigo na íntegra pode ser acessado aqui.