Pesquisadores da Embrapa buscam novas possibilidades de aplicação de geotecnologias ao modelo digital de exploração florestal na Amazônia. O projeto “Geotecnologias aplicadas à automação florestal e espacialização dos estoques de carbono no uso do solo nativo e modificado na Amazônia Ocidental (Geoflora)”, executado em parceria com o Fundo JBS, visa aprimorar ferramentas tecnológicas para maior automatização do planejamento e execução de inventários florestas para manejo de precisão.
A Geoflora, segunda etapa de um levantamento iniciado em 2015, será realizada em seis estados da Amazônia (Acre, Rondônia, Roraima, Amapá, Pará, Amazonas). As atividades também envolvem estudos para medir estoques e emissões de carbono em diferentes usos do solo na Amazônia (fisionomias florestais, paisagens florestais). A formação de um banco de dados de imagens obtidas por meio de câmeras RGB a bordo de drones (ortofotos) está entre as ações planejadas.
Segundo o pesquisador Evandro Orfanó, o desafio inicial é estruturar um banco de dados sólido e consistente que reflita a realidade do que está em campo, a partir de imagens geradas em voos de drones sobre copas de árvores de diferentes espécies e identificação botânica em campo.
“Com base nessas informações, treinaremos algoritmos que, em um futuro próximo, funcionarão como “florestais eletrônicos”, capazes de identificar, localizar espécies na floresta e fazer medições de dossel que nos permitirão estimar o volume de madeira, com a possibilidade de ser continuamente aperfeiçoado”explica o pesquisador.
Além desse avanço, Orfanó acredita que com o uso do equipamento em uma rede de quinta geração, 5G, será possível inserir esse algoritmo no drone ou no celular para identificar a espécie, possibilitando realizar um inventário florestal em tempo real. .
algoritmos florestais
Algoritmo é um modelo matemático que funciona como uma espécie de “receita” para realizar uma tarefa e pode ser aplicado para diversas finalidades. No caso do projeto Geoflora, os algoritmos serão treinados para diferenciar as características das espécies florestais de interesse comercial – madeireiras e de uso múltiplo – e realizar sua identificação. O objetivo é tornar essas ferramentas especialistas na realização de inventários em áreas florestais com açaí, murmuru, copaíba, castanheiro, cumaru-ferro, garapeira, caucho, copaíba e cedro e outras espécies amazônicas.
Segundo Orfanó, quanto mais dados coletados, melhor o desempenho do algoritmo. “Isso significa voar com um drone para obter informações sobre as características visuais das espécies que são cada vez mais detalhadas, por região, época do ano e época de produção dos frutos, pois o algoritmo precisa conhecer todas as variações visuais que ocorrem nas árvores para realizar trabalhos com maior segurança e precisão”reforça.
O algoritmo Yolo (You Only Look Once), desenvolvido em 2015 nos Estados Unidos, será a base para a criação de novos algoritmos para identificação de espécies. De código aberto, a tecnologia tem um potencial infinito de aplicações, incluindo militar, indústria automobilística (carros inteligentes), medicina, monitoramento de redes sociais, entre outras possibilidades de uso.
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Dinâmica de carbono e biomassa
Outro foco do projeto Geoflora é a produção de modelos para estimativa de estoques de carbono e dinâmica de biomassa na floresta. A pesquisa será realizada a partir da combinação de estimativas obtidas em parcelas permanentes em campo, por meio de dados coletados por meio de LiDAR (Light Detection and Ranging), imagens orbitais (geradas por satélites) e algoritmos de aprendizado de máquina (machine learning). .
O pesquisador da Embrapa Marcus Vinício Neves d’Oliveira explica que o uso desse conjunto de tecnologias possibilitará a coleta de dados em grandes áreas de floresta. Atualmente, apenas dados de unidades amostrais (parcelas permanentes) são utilizados para estimar o comportamento das florestas manejadas e definir seu crescimento, potencial de produção e período de pousio necessário para sua recuperação. No entanto, devido ao alto custo de implantação, medição e demanda de mão de obra altamente qualificada para análise dos dados coletados, essas parcelas geralmente ficam restritas a planos de manejo monitorados por instituições de ensino e pesquisa, em florestas públicas.
O LiDAR é um sistema ativo de sensoriamento remoto que realiza varredura a laser de alta precisão de áreas florestais. O uso do sensor LiDAR a bordo de drones permitirá aumentar as estimativas de biomassa e carbono em grandes áreas e, em alguns casos, pode cobrir toda a floresta manejada. Essa tecnologia, até então, era utilizada acoplada a aeronaves pilotadas, fator que a tornava mais cara e limitava sua adoção.
“Com o LiDAR poderemos verificar a dinâmica do crescimento florestal e estimar com mais precisão os estoques (volume, biomassa e carbono) das espécies identificadas pelos algoritmos treinados. Isso possibilitará um inventário florestal feito exclusivamente por sensores remotos, o que representa um ganho científico imensurável”adiciona.
“Além de produzir mapas de biomassa de alta resolução para áreas de interesse estratégico, como áreas protegidas, os modelos de estimativa utilizados no projeto podem ser aplicados a florestas com estruturas semelhantes, como as do Acre e Rondônia e outras localidades da Amazônia, sem a necessidade de parcelas permanentes nas áreas. Os resultados desses estudos vão subsidiar políticas públicas de uso sustentável (manejo florestal) e pagamento por serviços ambientais (mercado de carbono)”destaca d’Oliveira.
Monitoramento de emissões
Segundo o pesquisador Falberni Costa, associado à dinâmica da biomassa, o solo é outro componente do sistema florestal que funciona como reservatórios-drenos ou emissores de carbono (CO2). Armazenado na matéria orgânica do solo, parte desse carbono pode ser liberado pela atividade microbiana, processo considerado a segunda maior fonte de emissão de CO2 para a atmosfera, superado apenas pela queima de combustíveis fósseis. O monitoramento e calibração dessas emissões são essenciais para maior confiabilidade das estimativas.
“O conhecimento dos fluxos de carbono (estoques do solo e emissões de CO2) e dos estoques de biomassa florestal (raízes, serapilheira e árvores) permitirá identificar se o sistema florestal está sequestrando ou emitindo carbono equivalente para a atmosfera. O projeto também medirá os estoques de carbono do solo e as emissões de CO2, o que permitirá calcular o balanço dos sistemas florestais avaliados“, ele aponta.
Fundo JBS para a Amazônia
Associação civil brasileira sem fins lucrativos dedicada à promoção e financiamento de iniciativas e projetos, a Fundo JBS para a Amazônia visa promover o desenvolvimento sustentável do Bioma Amazônia, pela conservação e uso sustentável da floresta e melhoria da qualidade de vida da população que ali reside, com o uso da tecnologia e da ciência aplicada.
Andrea Azevedo, diretora do Fundo, explica que devido à extensão do bioma Amazônia e ao potencial do mercado de carbono e outros serviços ambientais, é imprescindível o uso de ferramentas tecnológicas que, além de reduzir custos operacionais, permitam a coleta de dados com maior precisão nas medições de biomassa e carbono armazenado na floresta.
“Ainda há pouca orientação sobre a exploração sustentável de muitos produtos florestais e sobre a localização das espécies. Então, quando você tem um sistema eficiente, é possível saber, a partir da inteligência artificial, onde estão esses recursos. Isso facilita a vida dos extrativistas e demais atores envolvidos com a gestão”enfatiza.
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