Informação espacial para gestão de riscos de desastres. Tania Maria Sausen Doutora em Geografia GS Engenharia Ltda.

Transcrição

1 Informação espacial para gestão de riscos de desastres Doutora em Geografia GS Engenharia Ltda.

2 GESTÃO DE RISCO DE DESASTRE A gestão de riscos de desastres tem o objetivo de evitar, diminuir ou transferir os efeitos adversos dos perigos, por meio de ações, atividades e medidas de prevenção, mitigação e preparação. (Pozzer; Cohen; Costa, 2014) Nada mais é do que um processo em construção, cujo êxito ou fracasso depende do compromisso e da responsabilidade com que os atores desempenham seus papéis durante todo o percurso. (Cyted, 2006)

3 Macroprocessos da Gestão de Risco de Desastres Pré Pré Pós Pré Pós

4 Dados para a Gestão de Desastres Naturais Os dados necessários para a gestão de desastres naturais são originários de diferentes fontes e áreas cientificas, podendo ser integrados fazendo uso de Sistemas de Informações Geográficas. Em geral, os mais exigidos podem ser obtidos de dados de sensoriamento remoto ou de mapas gerados a partir deles. Os mais comuns são: Dados sobre o tipo de desastre (deslizamento, inundação, terremoto), sua localização, frequência, magnitude etc.; Dados sobre o ambiente no qual o evento de desastres pode ocorrer: topografia, geologia, geomorfologia, solos, hidrologia, uso do solo, vegetação etc. Dados dos elementos que podem ser destruídos se um desastre ocorrer: infraestrutura, assentamentos, população, socioeconômicos etc. Dados sobre os recursos de socorro de emergência, como localização de hospitais, bombeiros, delegacias de polícia, armazéns etc.

5 Sensoriamento Remoto

6 Sensoriamento Remoto Resolução espacial

7 Sensoriamento Remoto Resolução espectral Pancromático Óptico Micro-ondas

8 Sensoriamento Remoto (Landsat 7) 321 Resolução Espectral

9 Resolução Temporal Sensoriamento Remoto Antes Depois

10 Sequência histórica de imagens dos satélites Landsat de eventos de inundação (extensão da área afetada, duração do evento).

11 Monitoramento de um tipo de desastre seca/estiagem

12 Monitoramento de um tipo de desastre seca/estiagem

13 Satélites de Sensoriamento Remoto IKONOS QuickBird EROS KOMPSAT ORBVIEW-3 Spot-5 Landsat-5 LANDSAT-7 CBERS Spot-4 ERS-1 ENVISAT IRS EOS-AM-1/TERRA SAC-C EOS-PM-1/AQUA EO-1 ALOS, ADEOS Geo Eye JERS-1 Sentinel 1 e 2 World view Radarsat NOAA-AVHRR

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16 Caracterização dos eventos de desastres e tipo de satélite/sensor mais adequados para sua análise.

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18 Satélites de Sistemas de Posicionamento Global - GPS Sistemas de Informações Geográficas Mais de 70 satélites USA, China, Rússia

19 Por que utilizar dados de Sensoriamento Remoto em eventos de desastres? Tem grande aplicabilidade para o estudo e monitoramento de desastres naturais em virtude de: Permitir uma visão sinótica da área afetada; Desenvolvimento de várias técnicas de processamento; Obtenção de informações sobre as imagens geradas; Obtenção de dados repetitivos; Sensores de alta resolução permitem a análise dos detalhes. Alerta Possibilita a criação de sistemas de alerta à desastres em combinação com dados terrenos, meteorológicos e socioeconômico. Prevenção A criação de modelos permite conhecer as consequências geradas por eventos extremos e a ajudar os órgãos competentes nas ações de resposta e mitigação. Mitigação O uso de informação proveniente de diferentes fontes permite diminuir as perdas. Avaliação Auxilia na avaliação de danos no pós-desastres. Pode contribuir na definição e execução de políticas públicas para desastres.

20 Por que utilizar dados de Sensoriamento Remoto em eventos de desastres? Porque necessitamos de informação consistente para analisar e avaliar o evento. Porque, em geral, necessitamos monitorar uma grande área de forma sistemática, confiável e independente;. Porque necessitamos, muitas vezes, coletar informações em locais de acesso difícil, restrito ou remoto. Porque há necessidade de obter informações rapidamente sobre eventos cuja localização e ocorrência são imprevisíveis, que causam danos e ceifam vidas. E porque, em todos estes casos, com frequência, os dados de satélites de sensoriamento remoto são a ÚNICA ALTERNATIVA no momento: seja por causa da limitada ou falta de informação in situ; ou porque os satélites de sensoriamento remoto podem ser o único meio de monitoramento do local dos desastres que não podem ser atingidos pelos riscos observados. FONTE: Adaptado de John McDonald (EOBN 2002).

21 Gestão (de risco) de desastres baseada em tecnologia de sensoriamento remoto Fonte: YIDA et al. (2007). Tradução dos autores. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

22 Em caso de desastres rápidos, "instantâneos", a aquisição de dados de sensoriamento remoto pode ser aplicada de quatro maneiras diferentes: Investigar a suscetibilidade do terreno e a vulnerabilidade da sociedade às ameaças naturais e assim avaliar o risco incorrido; Construir mapas de áreas de risco e mapas de danos potenciais de áreas ameaçadas. Os mapas devem ser validados pelas autoridades e, posteriormente, serem utilizados para incluir as catástrofes naturais no planejamento físico; Monitorar situações e processos potencialmente perigosos. Isto deve resultar em sistemas preferencialmente automáticos de alerta precoce que, naturalmente, só são válidos se a população estiver consciente do perigo e tiver sido informada de como responder, p. ex. rotas de fuga para áreas seguras etc.; Para lidar com situações de emergência após um evento desastroso. Um cenário de desastre deve ser preparado com antecedência, especificando a responsabilidade/ tarefa das organizações e dos indivíduos envolvidos. Um levantamento rápido da extensão do desastre e da localização da população afetada é um problema importante, enquanto a comunicação dentro da área e com o mundo exterior é um aspecto importante. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

23 Gestão de Desastres Naturais e a combinação de dados e técnicas A maioria das informações necessárias na gestão de desastres naturais têm uma importante componente espacial, tais como: mapas, fotografias aéreas, imagens de satélite, dados de GPS, dados pluviométricos etc. Muitos desses dados têm diferentes sistemas de projeção e coordenação, e precisam ser integrados em um mapa-base comum, de modo que possam ser sobrepostos e analisados, o que pode ser feito em um sistema de informações geográficas - SIG; Os dados de sensoriamento remoto aliados as técnicas de SIG podem fornecer uma base de dados histórica a partir dos mapas que foram gerados, indicando quais áreas são potencialmente perigosas. O zoneamento das áreas de risco deve ser a base de qualquer projeto de gestão de catástrofes, fornecendo aos planejadores e aos tomadores de decisão informações adequadas e compreensíveis; Muitos tipos de desastres, como inundações, secas, ciclones e erupções vulcânicas têm certos precursores (como um aviso de que irão ocorrer), assim o monitoramento por sensoriamento remoto orbital poderá detectar os estágios iniciais desses eventos como anomalias em uma série de tempo; Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

24 Gestão de Desastres Naturais e a combinação de dados e técnicas Quando ocorre um desastre, a velocidade de coleta de informações por meio de plataformas aéreas e espaciais e a possibilidade de disseminação de informações com a rapidez correspondente permite acompanhar a ocorrência do desastre praticamente em tempo real; Conectado a um centro de operação e comando de desastres deveria haver especialistas em desastres e uso de dados espaciais para apoiar e respaldar as ações da Defesa Civil e de equipes de resgate; O volume de dados necessários para a gestão de desastres, no contexto do planeamento integrado do desenvolvimento, é extremamente grande para ser manipulado e analisado manualmente de forma oportuna e eficaz. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

25 Desastre Mitigação Preparação Resposta Reconstrução Seca Inundação Fogo O papel do sensoriamento remoto na gestão de desastres Modelagem de risco Previsão do tempo Monitoramento da vegetação Análise de Monitoramento da vulnerabilidade vegetação Planejamento da gestão do solo e da água Mapeamento das áreas potenciais de inundação Delineamento das planícies de inundação Mapeamento do uso do solo Mapeamento de áreas potenciais de incêndio Monitoramento da carga de combustível Modelagem do risco Mapeamento das necessidades de água das culturas Alerta precoce Detecção de inundação Alerta precoce Mapeamento da precipitação Detecção do fogo Previsão da propagação/direção do fogo Alerta precoce Avaliação de danos Mapeamento da inundação Planejamento da evacuação Avaliação de danos Coordenação do esforços de combate ao fogo Mitigação da Seca Avaliação de danos Planejamento espacial Avaliação de danos

26 Fase da RESPOSTA ao desastres Na fase de resposta ao desastre, após o impacto, torna-se imperioso conhecer a extensão da área afetada e realizar uma quantificação preliminar dos danos associados ao desastre para fins de dimensionamento das ações de resposta e da mobilização tempestiva de recursos; Com base no plano de contingências definido na fase de preparação, procede-se à fase de resposta, e é fundamental que se conheça bem a região afetada, os locais com potencial de vitimização, bem como a configuração da situação após o desastre nos sítios atingidos; A estratégia ideal inicial é avaliar a ocorrência por meio da comparação de imagens pré e pós-desastre, identificando: locais de moradias de pessoas e possibilidade de localização de vítimas (por meio da análise da dinâmica do impacto); populações em situação de risco remanescente; melhores rotas para busca e salvamento; pontos estratégicos para localização de equipamentos/ equipes de apoio, entre outros. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

27 Fase da RESPOSTA ao desastres Na fase de resposta ao desastres, os dados de sensoriamento remoto, aliados às técnicas de SIG, podem ser usados para planejar rotas de evacuação, localização de centros de operações de emergência, assim como integrar os dados de satélites com outros dados relevantes, como meteorológicos, socioeconômicos, assistência médica, deslocamento de vítimas para hospitais etc., importantes na tomada de decisão nesta fase; Os dados de sensoriamento do momento do desastres, aliados a dados históricos (prédesastre) e as técnicas de SIG são extremamente úteis quando combinadas com dados de GPS, para as operações de busca e salvamento. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

28 Fase da RESPOSTA ao desastres Informação espacial para gestão de desastres naturais

29 Fase da RESPOSTA ao desastres

30 Fase da RESPOSTA ao desastres Eventos como inundação e deslizamento, provocados por grandes volumes de chuva ou incêndios florestais, que dão origem à fumaça os sensores ópticos, apresentam algumas restrições; Contrariamente, os sensores de microondas permitem a aquisição de imagens independente da ocorrência de nuvens, chuva, nevoeiro, fumaça e da iluminação solar. Elas podem ser geradas em qualquer altura, durante o dia ou à noite e sobre as mais variadas condições atmosféricas. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

31 Fase da RESPOSTA ao desastres

32 Fase da RESPOSTA aos desastres Detecção de incêndio. Monitoramento e previsão de comportamento do incêndio. Apoio à reabilitação de emergência de área queimada. Os dados que podem ser obtidos das imagens: Dia, hora e local dos incêndios; extensão dos danos causados; desenvolvimento antecipado dos incêndios com base em fatores como dados e previsões meteorológicas, terrenos e condições de combustível; locais de áreas florestais vizinhas, pastagens e centros populacionais.

33 Fase da RESPOSTA aos desastres Imagem do Sensor MODIS a bordo do Satélite Aqua da NASA, de 3 de fevereiro de Dados de satélite e análises científicas sugerem que os incêndios deste ano estão entre os piores do país em décadas.

34 Fase da RESPOSTA aos desastres Simultaneamente, na fase de resposta aos desastres, os dados de sensoriamento remoto, aliados às técnicas de SIG, podem ser usados para planejar rotas de evacuação, localização de centros de operações de emergência, assim como integrar os dados de satélites com outros dados relevantes, como meteorológicos, socioeconômicos, assistência médica, deslocamento de vítimas para hospitais etc., importantes na tomada de decisão nesta fase. As informações obtidas com dados LIDAR (Light Detection and Ranging) ou drones logo após o desastre são úteis para: criar um mapa da área afetada; extrair informações vitais sobre a área: determinar locais seguros para a localização de abrigos, identificar linhas de energia que foram afetadas; localização de áreas que apresentam alto risco de deslizamento ou inundação; são úteis para planejar de forma eficiente, os esforços para evitar perdas de propriedades, de vidas humanas, a redução do número de pessoas feridas e na restauração de serviços essenciais, como abastecimento de água e eletricidade das comunidades afetadas. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

35 Na fase de MONITORAMENTO e ALERTA PRECOCE Sentinel Asia

36 Fase da AVALIAÇÃO DE DANOS de desastres Os dados de sensoriamento remoto podem auxiliar na fase de avaliação de danos e no monitoramento das consequências do desastres ao longo do tempo, uma vez que é possível coletar dados de forma repetitiva. Com isso, é possível ter uma base de dados quantitativa para as operações de socorro, bem como posteriormente para o planejamento da prevenção de mitigação. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

37 Fase da AVALIAÇÃO DE DANOS de desastres Tsunami no Japão, imagem do Sumbandilasat

38 Fase de AVALIAÇÃO DE DANOS de desastres Por exemplo, a situação de identificação e avaliação dos danos causados em prédios em uma cidade atingida por terremoto, simplesmente podem ser milhares de prédios. Cada um deles terá de ser avaliado separadamente, a fim de se decidir se a construção sofreu um dano irreparável. Depois disso, todos os relatórios devem ser combinados para a fase de Reconstrução dentro de um tempo relativamente curto. As técnicas de SIG, combinados com vários tipos de dados podem modelar vários cenários de ameaças e de riscos para o futuro desenvolvimento de uma área.

39 Imagem: Pleiades. Adquirida em: 10/12/2016 Fase de AVALIAÇÃO DE DANOS de desastres Edificações danificadas por terremoto na Indonésia

40 A PREVENÇÃO e MITIGAÇÃO de desastres Imagens de Satélite Avaliação de Riscos Processamento de Imagens Fotos Aéreas Alerta Dados de Campo Integração dos Dados SIG Monitoramento de Desastres Tomada de Decisões Séries Históricas Avaliação de Dados

41 Prevenção e Mitigação

42 Sensoriamento Remoto - Prevenção e Mitigação Elaboração de mapas de suscetibilidade a deslizamentos - quatro relevantes fatores controladores de deslizamentos a partir de dados de sensoriamento remoto: Declividade TOPODATA; Elevação; Cobertura do terreno mapas de uso e cobertura do solo que podem ser obtidos a partir de imagens de sensores ópticos (Landsat, Spot, Ikonos, Cbers ); Densidade de drenagem (a partir de sensores ópticos ou dos parâmetros de caminho e direção de fluxo obtidos do modelo digital de elevação SRTM Shuttle Radar Topography Mission). Os parâmetros derivados da altitude (especialmente declividade, elevação, orientação de vertentes etc. SRTM) representam fatores-chave na suscetibilidade a desastres geodinâmicos e hidrológicos; A partir do sensor HRV/SPOT e do sensor ASTER/Terra, dispõe-se do recurso da estereoscopia, o que permite obter dados digitais de altitude (Modelos Digitais de Elevação MDE) que, ao serem integrados em ambiente SIG com imagens multiespectrais bidimensionais, permitem a geração de imagens em 3D e também a geração de mapas de declividade. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

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44 Cartas de Suscetibilidade a Movimentos Gravitacionais de Massa e Inundações Imagens RapidEye (resolução 5,0 m), Ortoimagens de RADAR (resolução 2,5 m); Ortofotos (resolução de 0,39 a 10 m); MDE - oriundos de levantamentos por RADAR (resolução de 1,0 a 10 m), aerofotogramétricos (resolução de 1,0 a 20 m) e do TOPODADA-INPE (resolução 30x30 m).

45 Imagem SRTM+CCD/CBERS

46 Dados do TOPODATA (SRTM)

47 Prevenção Os dados digitais de elevação são também obtidos por meio de sensores ativos como os de raios laser LIDAR (Light Detection and Ranging) e de radar, em nível orbital. O sensoriamento remoto também pode contribuir para a obtenção de informações sobre as ocorrências anteriores de processos que resultaram em desastres (inventários espacializados das ocorrências), com aplicação em análises estatísticas de suscetibilidade e risco: É possível a identificação e mapeamento de cicatrizes de escorregamentos para a elaboração de mapas de inventário com sensores ópticos orbitais com resolução espacial a partir de 10m; Com base no histórico de imagens orbitais, podem-se identificar o período e o local de ocorrência das inundações, obter informações sobre a magnitude desses eventos, verificar se a frequência das inundações está se alterando em função do uso do solo e tentar identificar padrões de sazonalidade nas ocorrências. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

48 Na fase de RECUPERAÇÃO/ REABILITAÇÃO de desastres Na fase de reabilitação de desastres, as técnicas de SIG podem organizar as informações sobre ao danos causados pelo evento, e as informações censitárias pós-desastre, bem como os locais mais adequados para a reconstrução. Os dados de sensoriamento remoto, por serem coletados de forma repetitiva, podem ser utilizados para atualizar a base de dados para a reconstrução de uma área. A avaliação de cenários de recuperação para o planejamento pré-desastre, isto é, um planejamento da recuperação antecipada ao acontecimento do desastre com base na análise de cenários de risco para diferentes magnitudes de ameaças, com potencial para atingir os elementos expostos ao risco no território em questão (pessoas, habitações, infraestrutura, prédios públicos e privados, instalações e serviços de utilidade pública etc.); A localização, quantificação e avaliação dos danos materiais e humanos, assim como prejuízos econômicos, patrimoniais e sociais, públicos e privados. Após o desastre, torna-se necessário identificar, localizar, quantificar e avaliar os danos e prejuízos ocorridos, da forma mais acurada possível. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

49 Na fase de RECUPERAÇÃO/ REABILITAÇÃO de desastres O planejamento e gestão da recuperação pós-desastre no curto, médio e longo prazos. Nesta fase a utilização de imagens orbitais representa não apenas um recurso de visualização, mas fornece os subsídios para a setorização da recuperação a partir da criação de polígonos de intervenção, delimitados com base no inventário de danos e prejuízos e na identificação das áreas de risco remanescente; As imagens orbitais de alta resolução atualizadas podem ser utilizadas no acompanhamento da evolução das ações de recuperação não apenas por parte dos gestores públicos mas também por parte da sociedade civil, que passa a ter acesso a um poderoso instrumento de observação das ações estruturais do poder público em todo o território; Cadastramento de pessoas e bens afetados pelo desastre, contribuindo para oferecer maior segurança quanto à concessão de benefícios aos afetados que de fato habitavam a região atingida. Com imagens orbitais de altíssima resolução espacial (0,5m ou superior), pré e pós desastre, pode-se realizar o reconhecimento do local de moradia, além do cruzamento de informações de vizinhos para esclarecimento de casos duvidosos. As imagens podem ser utilizadas para reconhecer limites de propriedade, além do tamanho de lotes e construções para fins de indenização, se for o caso. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

50 Benefícios no uso do Sensoriamento Remoto na gestão de desastres naturais A presença de múltiplos conjuntos de dados dá uma perspectiva diferente, porém valiosa, da área afetada pelo desastre, possibilitando o mapeamento da extensão da área afetada com maior rapidez e precisão; Melhoria no conhecimento dinâmico sobre as áreas de risco, as ameaças com potencial de provocar desastres e os respectivos cenários de risco, incluídos os mapas de geomorfologia, geologia, declividade, solos, vegetação, que são fundamentais na gestão e prevenção de desastres, servindo para mapear áreas de perigo, de risco e de suscetibilidade aos processos; Fornece informações precisas e valiosas para as agências de ajuda humanitária para salvar vidas e minimizar o impacto do desastre para a subsistência humana, infraestrutura e meio ambiente; Fornece imagens pré e pós desastre para utilização na avaliação do impacto da catástrofe na área afetada;

51 Benefícios no uso do Sensoriamento Remoto na gestão de desastres naturais Possibilita a criação de base de dados histórica dos eventos já ocorridos, informação importante para determinar o comportamento dos diferentes tipos de desastres no momento do planejamento, gestão e criação de políticas públicas de prevenção e de mitigação; Aumento da precisão na construção de cadastros de ocupação pré-desastre e seus benefícios no pós-desastre, dando origem a mapas cadastrais, gerados a partir de imagens de altíssima resolução, com informações das áreas urbanas e rurais onde são identificadas as casas, edifícios, propriedades rurais, áreas industriais, arruamento, equipamentos de infraestrutura, hospitais, escolas etc., e aos quais podem ser anexadas informações socioeconômicas da população, agilizando a identificação de danos humanos e materiais e de base para inserção e acompanhamento dos sobreviventes em programas de assistência; Possibilidade de monitoramento da expansão urbana, especialmente em se tratando da ocupação de áreas de risco de difícil acesso, além da constituição de um perfil de evolução das áreas urbanas, uso e cobertura do solo nas bacias de drenagem, ao longo dos anos; Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

52 Benefício do uso do Sensoriamento Remoto na gestão de desastres naturais Melhores condições para o planejamento pré-desastre (Plano de Contingências e Plano de Recuperação Pré-desastre) e pós-desastre; Aumento da confiabilidade no monitoramento de ameaças, maior precisão e antecedência na emissão de alertas de desastres, especialmente devido à possibilidade de utilização de modelos numéricos integrados (meteorológicos, topográficos, hidrológicos, geodinâmicos); Agilidade no reconhecimento das áreas afetadas por desastres e na avaliação de perdas e danos; Aumento da eficiência na logística de resposta, especialmente na busca de desaparecidos, socorro de sobreviventes, provisão de abrigo e distribuição de donativos; Melhoria de desempenho no gerenciamento das operações de resposta e recuperação como um todo. Fonte: Gregorio, Saito e Sausen (2015).

53 Da mesma autora Este livro constitui-se uma ferramenta sólida de gestão de desastres: inundações e enxurradas, secas e estiagens, incêndios florestais, deslizamentos de terra e derramamentos de óleo são objeto de estudo. As aplicações de dados de sensoriamento remoto abrangem o monitoramento e a prevenção de desastres, bem como as fases de mitigação, preparação, resposta e recuperação. Organizadoras:, María Silvia Pardi Lacruz Páginas: 288 Publicação: 2015 Edição: 1 Clique aqui para mais informações Informação espacial para Gestão de riscos de desastres (Inpe)

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55 Entre em contato conosco Cursos Autorais Ofitexto Rua Cubatão, 798 São Paulo-SP (ramal 22) cursosautorais.ofitexto.com.br fb.com/cursosautoraisofitexto Informação espacial para Gestão de riscos de desastres (Inpe)