Áreas de serviços

A SERVIR-Amazônia desenvolve uma coleção diversificada de serviços geoespaciais adaptados ao usuário que usam observações da Terra e dados da NASA para informar o desenvolvimento resiliente na Amazônia em quatro áreas temáticas

Gestão de ecossistemas

Informações e análises geoespaciais e da Terra são importantes para o monitoramento e gestão do ecossistema. Na Amazônia, informações geoespaciais são regularmente usadas para monitorar
ecossistemas terrestres, como sistemas de alertas precoces de desmatamento. Contudo, o uso de informações geoespaciais para monitorar recursos hídricos e ecossistemas aquáticos/mangue é muito menos desenvolvido. Serviços de observação geoespaciais e da Terra podem fornecer informações para o planejamento e gestão em diversas escalas. A importância relativa de determinadas áreas para a integridade da biodiversidade e ecossistema, análise de possíveis impactos das atividades humanas e opções para decisões sólidas de gestão e conservação são exemplos das necessidades de informações para os principais ecossistemas aquáticos afetados por mudanças sazonais e de maior prazo nos ciclos hidrometeorológicos, alteração do uso do solo e atividades de desenvolvimento como energia hidrelétrica, estradas, mineração e outros.
Contato: Karis Tenneson ktenneson@sig-gis.com

Actividades

Naiara Pinto / Jet Propulsion Laboratory

O sensoriamento remoto ativo é fundamental para caracterizar ecossistemas tropicais com alta cobertura de nuvens/alta biomassa, como a Amazônia. Este projeto ajudará os governos da América Latina a incorporar conjuntos de dados de radar gratuitos e lidar com dados nos programas de monitoramento existentes. A equipe de Pinto propõe co-desenvolver e implementar um sistema de mapeamento de cobertura de terra de código aberto com o programa SERVIR-Amazonia para apoiar a área de serviços temáticos em Mudança de Cobertura e Uso de Solo e Ecossistemas. A estrutura colaborativa concentra-se no mapeamento da cobertura da terra na interface floresta-agricultura, caracterizando gradientes de perturbação e identificando locais de plantio. Ao mesmo tempo, o projeto preparará pesquisadores e tomadores de decisão da América Latina para otimizar o alto volume de conjuntos de dados gratuitos produzidos pelas missões NISAR e GEDI da NASA.

As partes interessadas são produtores que participam de iniciativas sustentáveis de paisagem, bem como tomadores de decisão em ONGs e governo que apoiam práticas agrícolas sustentáveis. A equipe do projeto planeja otimizar iniciativas subnacionais em Ucayali-Peru, Caquetá-Colômbia e Pará-Brasil, com base em colaborações com comunidades locais e agências ou organizações de monitoramento, como MINAM e IMAFLORA, produzindo lições e fluxos de trabalho que podem ser adaptados a outros locais da Amazônia.

Foto 1: Sítio onde a equipe de Pinto implementará o projeto

Stephanie Spera / University of Richmond

A selva amazônica fornece serviços ecossistêmicos a 33 milhões de pessoas, incluindo 1,5 milhão de indígenas de 385 grupos diferentes, que vivem na fronteira do bioma. Os objetivos deste projeto são entender como a degradação florestal, o desmatamento e a construção de estradas afetam os serviços ecossistêmicos prestados pelo ciclo hidrológico do sudoeste da Amazônia e desenvolver dados e ferramentas para melhorar o gerenciamento dos recursos hídricos da região.

A equipe coordenada pela Dra. Spera trabalhará nas áreas de Ucayali-Peru e Acre-Brasil para caracterizar mudanças na cobertura florestal usando dados obtidos por sensoriamento remoto e trabalho de campo, e atribuir essas mudanças na cobertura florestal às mudanças localizadas na evapotranspiração (ET), umidade do solo, umidade do ar e temperatura da superfície. O raio de efeito dessas mudanças na cobertura florestal será determinado (em que medida essas mudanças parecem) e serão gerados mapas que destacam áreas que sofreram mudanças na microclimatologia e no uso da terra. A equipe também criará uma ferramenta baseada em estatísticas que permitirá aos usuários analisar as vantagens vs. desvantagens entre a mudança da cobertura da terra e dos serviços ecossistêmicos através de cenários de modelagem. Essas informações serão compartilhadas por meio de treinamento, trabalho de campo e workshops com comunidades e universidades parceiras.

O projeto enfatizará a capacitação de grupos autóctones e não-autóctones locais, bem como colegas no CIAT e instituições parceiras do programa SERVIR-Amazonia como ACCA-MAAP, e colegas e alunos com parceiros na região. Mapas atualizados da infraestrutura de transporte, mudança na cobertura florestal e interrupção dos serviços do ecossistema (temperatura, ET, precipitação e umidade do solo) serão úteis para as pessoas e planejadores locais. Esses mapas também podem fornecer uma base para futuras análises de modelagem climática sobre feedback entre distúrbios florestais e clima regional. Além disso, a ligação da população local permitirá que grupos indígenas e não nativos participem da criação de conhecimento na região.

Figura 1. A: América do Sul, com a bacia amazônica delineada em vermelho, Ucayali e Acre delineadas em cinza. B: As linhas traçadas em azul designam as reservas indígenas; Áreas verdes são áreas de conservação. O rio Purús (P), o rio Juruá (J) e o rio Ucayali (U) também estão ressaltados. C: Afluente do rio Ucayali (caixa rosa, B). As cores representam a perda florestal entre 2001 e 2005 (violeta); 2005-2010 (verde); 2011-2015 (amarelo) e 2016-2017 (vermelho) (Hansen et al. 2013).

Integrar zonas mapeadas de desmatamento a partir de vários algoritmos e gerar estimativas atualizadas das zonas de perda florestal

Problema: O Equador abriga mais de 12 milhões de hectares de florestas e ecossistemas nativos. No entanto, essas áreas estão sofrendo perdas devido às pressões geradas por mudanças no uso da terra. O Equador implementou uma política de incentivos, o Programa Socio Bosque (Programa Parceiro da Floresta), para apoiar o duplo objetivo de equilibrar simultaneamente o desenvolvimento e a conservação das florestas. O país precisa de produtos de monitoramento robustos e oportunos em relação à cobertura florestal, desmatamento e degradação para alocar incentivos às propriedades dos parceiros. Essas informações também são necessárias para cumprir seus compromissos com acordos internacionais e aproveitar as oportunidades de doadores internacionais e outras agências que oferecem pagamentos para mitigação das mudanças climáticas.

Crédito de fotografia: Ministério do Meio Ambiente do Equador

Solução: Atualmente, o Programa de Conservação Florestal do Ministério do Meio Ambiente (MAE) e o Programa REDD + vêm testando algoritmos de monitoramento de desmatamento que integram informações de radares de abertura sintética e imagens ópticas. O serviço integrará zonas mapeadas de desmatamento com base em vários algoritmos e gerará estimativas atualizadas das zonas de perda florestal. A equipe do Ministério do Meio Ambiente (MAE) trabalhará com a equipe SERVIR-Amazonia, liderada pelo Spatial Informatics Group (Grupo de Informática Espacial) (SIG). A equipe de serviços facilitará um workshop para avaliar a produção de camadas de desmatamento e gerará um produto integrado para desmatamento, juntamente com um documento que resume a metodologia de integração. A equipe usará Collect Earth Online para construir um conjunto de dados de referência para sítios e seu uso da terra correspondente para avaliar mapas. O Programa será baseado na plataforma do Sistema de Observação do Planeta Terra, Acesso a Dados, Processamento e Análise para Monitoramento da Terra (SEPAL).

Otimizar o fluxo de trabalho através da automação

Problema: A Amazônia peruana enfrenta um dos maiores desafios na redução das taxas de desmatamento, que nos últimos anos estão acima de 150.000 hectares (ha) por ano. O desmatamento por mineração de ouro no Peru causou a perda florestal de mais de 96.000 hectares de floresta primária nos últimos 30 anos, atingindo índices históricos em 2017 e 2018, quando a atividade atingiu várias áreas protegidas, incluindo a Reserva Nacional Tambopata (RNTB) e a Reserva Comunal Amarakaeri (RCA).

Em fevereiro de 2019, o Governo do Peru iniciou uma operação sem precedentes com o objetivo de erradicar a mineração ilegal de ouro na área de maior impacto no país (La Pampa), localizada na zona tampão do RNTB. O Ministério do Meio Ambiente (MINAM) vem desenvolvendo informações sobre possíveis sítios ilegais de mineração de ouro. No entanto, as informações geralmente chegam tarde demais e carecem de precisão, resultando em atividades de mineração ilegal continuadas e nas quais criminosos não podem ser processados criminalmente. Além disso, a extensa cobertura de nuvens durante a estação chuvosa limita a capacidade dos produtos de sensoriamento óptico remoto para fornecer dados apropriados quase em tempo real.

Crédito imagem: ACCA, corredores de conservação observados, do Parque Nacional Manu até a Reserva Nacional Tambopata.

Solução: Conservación Amazónica (ACCA), parceiro do SERVIR-Amazonia, tem uma vasta experiência trabalhando com o Governo peruano para fornecer perspectivas acionáveis sobre a mineração ilegal de ouro, com financiamento de NORAD. A ACCA produz um relatório que inclui a geolocalização de possíveis atividades de mineração em regiões prioritárias e dados de satélite de alta resolução. Atualmente, a ACCA está trabalhando com o MINAM para comparar o desempenho de vários algoritmos para detectar a mineração. O fluxo de trabalho atual da ACCA é bastante avançado, combinando vários produtos de sensoriamento remoto (imagens ópticas e SAR), usando Google Earth Engine e validando através de dados de alta resolução. A intervenção do SERVIR-Amazonia apoiará melhorias para otimizar o fluxo de trabalho por meio da automação, investigará oportunidades de usar o aprendizado automático para identificar reservatórios associados às atividades de mineração e melhorará a pontualidade e o conteúdo dos produtos finais entregues às agências governamentais. A equipe de serviços do SERVIR-Amazonia será liderada pela ACCA com o apoio do SIG, e o serviço será co-projetado e co-desenvolvido com o MINAM.

Partir dos métodos descritos no Manual do SAR (Radar de Abertura Sintética) para fornecer ferramentas adicionais ao MAAP e Terra-i

Problema: No Peru, Colômbia e outros países nos trópicos, a falta de informações detalhadas sobre as mudanças nas florestas se deve em grande parte à alta cobertura de nuvens e à capacidade limitada de detecção de imagens ópticas. Esforços existentes como MAAP (produzido pela ACCA) e Terra-i (produzido pelo CIAT) estão trabalhando em vários setores para melhorar o monitoramento da mudança florestal. Estas equipes trabalham com agências governamentais e com a sociedade civil para fornecer informações necessárias sobre as mudanças florestais. Estes esforços podem ser melhorados, incorporando novos métodos às suas caixas de ferramentas existentes.

Solução: Avanços recentes em teledetecção por radar agregariam uma fonte de dados importante às iniciativas MAAP e Terra-i. O serviço será baseado em métodos descritos no Manual do SAR para fornecer ferramentas adicionais a MAAP e Terra-i. Um especialista no assunto (SME) patrocinado pela SCO-NASA e pela equipe do SERVIR-Amazonia estabelecerá o serviço por meio de três sessões de treinamento, duas no Peru e uma na Colômbia, destinadas a parceiros do consórcio SERVIR-Amazonia. O resultado que deseja obter com este serviço é melhorar os recursos técnicos com os parceiros do programa.

Mapear a extensão e a estrutura das florestas de manguezais ao longo da costa da Guiana, automatizando a análise de imagens ópticas e de radar

Problema: Os manguezais compõem uma grande parte da costa da Guiana. Como muitas áreas da costa da Guiana estão abaixo do nível do mar, os manguezais servem como uma barreira natural, protegendo os ecossistemas continentais de inundações e intrusão de água salgada. No entanto, essas florestas estão ameaçadas devido ao aumento do nível do mar, aumento da população e mudança no uso da terra. Um mapeamento preciso da extensão dos manguezais e sua estrutura permitiria ao país desenvolver planos e programas para protegê-los. Especificamente a Comissão de Silvicultura da Guiana (GFC) requer análise de sensoriamento remoto para medir e monitorar tendências espaciais e temporais no crescimento, desmatamento e degradação de manguezais.

 Solução: Este serviço aplicará recursos de sensoriamento remoto, principalmente o Radar de Abertura Sintética (SAR), mas também outros, ao mapeamento da extensão e estrutura das florestas de mangue ao longo da costa da Guiana. Profissionais da Guiana, juntamente com a equipe SERVIR-Amazonia, construirão uma plataforma para automatizar a análise de imagens ópticas e de radar de vários anos atrás e estabelecer uma linha de base até 2020 para análises futuras. O serviço tornará transparente a mudança no uso da terra relacionada aos manguezais e disponibilizará as análises resultantes ao governo e à sociedade civil. O recurso principal para iniciar este serviço e dar frutos será um especialista no assunto financiado pelo Departamento de Coordenação Científica da NASA SERVIR por um período de seis meses no final de 2019 e no início de 2020. Duas sessões de treinamento em sala de aula de cinco dias serão realizadas nas instalações da Universidade da Guiana, em Georgetown.

Risco de incêndio e de seca

Temporadas de seca prolongadas e a seca criam um tipo diferente de desastre, incluindo o incêndio, uma das maiores ameaças às florestas tropicais. A Amazônia tem uma longa história de
trabalho de detecção de incêndio, incluindo o sistema de monitoramento de incêndios do Brasil, que fornece dados cruciais sobre incêndios e análise de risco para a América do Sul inteira. Contudo, previsões de seca/incêndio são produzidas em escalas brutas nem sempre aplicáveis para as
necessidades subnacionais de gestão, e a capacidade a esses níveis às vezes também deixa a desejar. Os dados e modelagem geoespaciais e a construção associada de capacidade podem criar serviços de apoio a decisões relacionados ao risco de seca e incêndio que são relevantes em níveis regionais, nacionais e subnacionais.
Contato: Kátia Fernendes kdfernan@uark.edu

Actividades

Douglas Morton / Goddard Space Flight Center

O tempo e a distribuição das precipitações determinam mudanças nos ecossistemas e na maneira como as pessoas se adaptam à natureza na Amazônia. A escassez ou a superabundância de água podem afetar a navegação fluvial, a segurança alimentar ou os problemas de desenvolvimento sustentável em várias escalas. As secas são particularmente prejudiciais para as pessoas e os ecossistemas, especialmente quando o risco de incêndios destrutivos aumenta. As secas na Amazônia podem ser previstas através da análise da temperatura da superfície do mar nos oceanos Atlântico e Pacífico. As secas podem produzir incêndios descontrolados e destrutivos. Ganhar a capacidade de prever secas pode nos ajudar a entender melhor a vulnerabilidade a incêndios e o risco de incêndio em toda a bacia amazônica.

Este projeto busca fornecer informações para mitigar os impactos negativos da seca e dos incêndios nas florestas e agricultura na bacia amazônica. O projeto avaliará as condições de seca na resolução temporal e espacial, necessárias para a gestão por agências governamentais, setor privado e sociedade civil. O esforço inclui três atividades de ciências aplicadas que serão desenvolvidas em parceria com cientistas e grupos interessados do SERVIR-Amazonia. Primeiro, o projeto usará as obras existentes para melhorar a previsão de incêndios sazonais, com foco na melhoria da resolução temporal e espacial. Segundo, o projeto detectará pequenos incêndios e incêndios de vegetação rasteira usando várias plataformas de satélite. Essas informações preencherão um vácuo atual ao detectar incêndios que os algoritmos globais atuais geralmente não percebem. O segundo componente do trabalho ajudará os grupos interessados a caracterizar incêndios e quantificar seus impactos negativos nos serviços ecossistêmicos. Finalmente, o projeto usará modelos de previsão de incêndio para desenvolver métricas de estação seca e prever como essas métricas mudam.

Gestão de recursos hídricos e desastres hidroclimáticos

Tanto as cheias e as secas extremas na Amazônia podem causar diversos impactos graves nos sistemas humanos e naturais, e ambos podem ser exacerbados pela variabilidade climática, alteração do uso do solo e práticas ruins da gestão do solo. Na região da Amazônia, diversas áreas enchem sazonalmente. Assim, a variação nos níveis de rios e as cheias associadas podem dramaticamente afetar centros populacionais, a agricultura e o transporte, bem como os ecossistemas naturais. Melhorias na periodicidade de avisos de cheias, usando observações locais de cursos de água combinadas com precipitação remotamente detectadas, podem aprimorar a resposta a desastres e ferramentas de gestão/planejamento.
Contato: Brian Zutta bzutta@sig-gis.com 

Actividades

Jim Nelson / Brigham Young University

A Bacia Amazônica é um componente fundamental do sistema climático global. Nos últimos anos, eventos hidrológicos extremos, como inundações e secas, intensificaram e semearam o caos nas comunidades e ambientes da maior bacia hidrográfica do planeta. Este projeto fornecerá ferramentas da web de código aberto gratuitas, bem estabelecidas e recém-desenvolvidas para capacitar os grupos interessados na região a co-desenvolver informações acionáveis sobre recursos hídricos. Basicamente, o projeto procura apoiar a segurança hídrica que fornece água adequada para meios de subsistência, ecossistemas e produção, mantendo os riscos relacionados à água em níveis aceitáveis para pessoas, ambientes e economias. Essas informações facilitam a tomada de decisões que apoiam alertas antecipados de inundações e redução de riscos de desastres, além de melhor gerenciamento do abastecimento de água potável, melhores instalações sanitárias e efluentes, segurança energética confiável, planejamento e resposta a secas, resiliência às mudanças climáticas, restauração ambiental e muito mais.

A equipe de Nelson no laboratório de Hidroinformática de BYU conta com vários anos de experiência trabalhando na região, com diferentes partes interessadas importantes, incluindo o Instituto de Hidrologia, Meteorologia e Estudos Ambientais (IDEAM) da Colômbia, o Serviço Nacional de Meteorologia e Hidrologia (SENAMHI) do Peru e a agência brasileira de gerenciamento de desastres, o Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais (CEMADEN). O objetivo da equipe é contribuir não apenas para nossa própria experiência científica em análise de impacto de inundações, mas também para a extensa rede de programas SERVIR e equipes temáticas, desenvolvendo aplicativos web para tomada de decisões geoespaciais usando o software gratuito e de fonte aberta Tethys Platform.

Tempo e clima

Dados de tempo e clima são importantes para efetivamente informar a gestão de água e ecossistema, preparação para desastres, segurança alimentar, provisão e gestão de energia, e planejamento do uso do solo. A gestão bem-sucedida de riscos nesses setores exige que informações do clima e tempo sejam fornecidas no momento certo e em formatos úteis. Na região da Amazônia, tais dados nem sempre são coletados, gerenciados, compartilhados e analisados para a produção de informações necessárias para a tomada de decisões nas escalas apropriadas. A personalização adequada das informações sobre o clima para escalas nacionais e locais é importante, bem como o alinhamento de prazos de informações com os prazos das tomadas de decisões.
Contato: Steve Prager s.prager@cgiar.org