Automatização do Processo de Produção de Cartografia de Perigosidade e Risco de Incêndio Florestal com Software Open Source

Automatização do Processo de Produção de
Cartografia de Perigosidade e Risco de Incêndio Florestal
com Software Open Source
Aplicação ao Plano Operacional Municipal
Pedro Venâncio
Câmara Municipal de Pinhel
Póvoa de Varzim, 28 de Setembro de 2012

Estrutura
Cartografia de Perigosidade e Risco de Incêndio Florestal com Software Open Source
1. Introdução
2. Produção de Cartografia para o POM com Software Open Source
3. Validação dos Resultados
4. Automatização do Processo de Produção de Cartografia de Perigosidade e
Risco com Software Open Source
5. Conclusões

Introdução
Existem, em Portugal, duas metodologias de cálculo do Risco de Incêndio Florestal:
Metodologia SCRIF (Grupo CRISE – IGP), baseada na metodologia de análise multi-
critério sugerida por Almeida et al. (1995) e por Chuvieco et al. (1989);
Metodologia AFN (Autoridade Florestal Nacional), cuja utilização é recomendada
nos Guias Técnicos para Elaboração do PMDFCI e POM (2007, 2008 e 2012).
No presente trabalho, seguiu-se o modelo da Autoridade Florestal Nacional, baseado
em 4 componentes fundamentais: Probabilidade, Susceptibilidade, Vulnerabilidade e
Valor Económico.

Introdução
Componentes do Modelo de Risco (AFN).

Produção de Cartografia para o POM
http://goo.gl/TSv2E

Software
Quantum GIS (GNU GPL)
GRASS GIS (GNU GPL)
gvSIG com a Extensão Network Analysis (GNU GPL)
Bibliotecas GDAL / OGR (MIT/X)
LibreOffice (GNU LGPL)

Acumulação de Ignições
(Mapa de Pontos Quentes)

Bacias de Visão
(Visibilidade a partir dos Postos de Vigia da RNPV)
0 1 2 3 4 5 6 7 8
0
20
40
60
80
Visibilidade dos Postos de Vigia
Nº de Postos
Área(Km2)

Tempos de Percurso a partir do CB

Geomorfologia
(Modelo Digital de Terreno)

Geomorfologia
(Carta de Declives)

Geomorfologia
(Carta de Exposição das Vertentes)

Cálculo da Probabilidade
Baseia-se no histórico de incêndios em
cada pixel de território.

Cálculo da Perigosidade
Resulta da multiplicação da probabilidade pela susceptibilidade:
Perigosidade = Probabilidade x (Declives reclassificados x Ocupação reclassificada)
O resultado é depois reclassificado em 5 classes quantílicas.

Carta da Perigosidade de Incêndio Florestal
Muito Baixa Baixa Média Alta Muito Alta
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Classes de Perigosidade
Área(Km2)

Cálculo do Risco
Obtém-se pela multiplicação da Perigosidade pelo Dano Potencial:
Risco = Perigosidade x (Vulnerabilidade x Valor)
O resultado é também reclassificado em 5 classes quantílicas.

Carta de Risco de Incêndio Florestal
Muito Baixo Baixo Médio Alto Muito Alto
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
200
Classes de Risco
Área(Km2)

Validação da Cartografia de Perigosidade de 2011, com as Áreas Ardidas de 2011
Validação dos Resultados
3%
14%
20%
16%
47%
Validação da Cartografia de Perigosidade 2011
% de Área Ardida em cada uma das Classes durante o ano de 2011
Muito Baixa
Baixa
Média
Alta
Muito Alta

Classe de Perigosidade Área (Km2) % Absoluta % Relativa
Muito Baixa 144,387 22,44 0,57
AA 2011 0,826 3,15
Baixa 141,318 21,96 2,66
AA 2011 3,763 14,37
Média 142,834 22,20 3,63
AA 2011 5,190 19,82
Alta 87,580 13,61 4,71
AA 2011 4,125 15,75
Muito Alta 113,398 17,62 10,83
AA 2011 12,282 46,90
TOTAL Área das Classes 629,517
TOTAL Área Ardida 2011 26,186
Em termos absolutos, 63% da área ardida ocorreu em áreas classificadas como de alta
e muito alta perigosidade, sendo que estas áreas apenas ocupavam 31% do concelho.

Em termos relativos, arderam cerca de 15,5% das áreas classificadas de alta e muito
alta perigosidade e arderam pouco mais de 3% das áreas de muito baixa e baixa
perigosidade.
Classe de Perigosidade Área (Km2) % Absoluta % Relativa
Muito Baixa 144,387 22,44 0,57
AA 2011 0,826 3,15
Baixa 141,318 21,96 2,66
AA 2011 3,763 14,37
Média 142,834 22,20 3,63
AA 2011 5,190 19,82
Alta 87,580 13,61 4,71
AA 2011 4,125 15,75
Muito Alta 113,398 17,62 10,83
AA 2011 12,282 46,90
TOTAL Área das Classes 629,517
TOTAL Área Ardida 2011 26,186

Automatização do Processo
Software
Quantum GIS (GNU GPL)
SEXTANTE Python version (MIT)
GRASS GIS (GNU GPL)
SAGA GIS (GNU GPL)
GDAL / OGR (MIT/X)
fTools (GNU GPL)
MMQGIS (GNU GPL)

Modelo

Modelo
1. Preparação da Cartografia de Áreas Ardidas

Modelo
Dados de Entrada:
CAOP – IGP (.shp);
AA 1990-1999 – AFN (.shp);
AA 2000-2009 – AFN (.shp);
AA 2010 – AFN (.shp);
AA 2011 – AFN (.shp);
Nome do Município (texto).
Dados de Saída:
Limite do Concelho (.shp);
Limite da Área de Estudo (.shp);
AA 1990-1999 – Concelho (.shp);
AA 2010 – Concelho (.shp);
AA 2011 – Concelho (.shp).

Modelo
Tarefas de geoprocessamento executadas:
Selecção do Município;
Dissolução dos limites de Freguesia e criação do Limite do Concelho;
Delimitação de uma faixa de 1Km e criação do Limite da Área de Estudo;
Selecção das Áreas Ardidas pelo Limite da Área de Estudo;
Agregação dos polígonos das Áreas Ardidas, por Ano.

Modelo
2. Cálculo da Probabilidade de Incêndio Florestal

Modelo
Dados de Entrada:
Limite da Área de Estudo (.shp).
Dados de Saída:
Somatório das Áreas Ardidas 1990-
2011 – Concelho (.tif);
Carta de Probabilidade (.tif).

Modelo
Selecção das Áreas Ardidas no Município, por ano;
Conversão vector->raster (valor 1) e transformação dos pixeis de valor nulo para
0;
Cálculo do somatório anual das Áreas Ardidas;
Cálculo da Probabilidade;
Reclassificação dos pixeis com valor 0 (zonas que nunca arderam ou que, tendo
ardido, não foram cartografadas), para valor 1.
Reclassificação das zonas que apenas arderam uma vez no período em análise,
para valor 1;
Recorte da Carta de Probabilidade pelo Limite da Área de Estudo.

Modelo
3. Cálculo da Perigosidade de Incêndio Florestal

Modelo
Dados de Entrada:
Modelo Digital de Terreno (.tif);
Cartografia de Uso e Ocupação do Solo (COS2007 / CLC2006) (.shp);
Carta de Probabilidade (.tif);
Limite do Concelho (.shp).
Dados de Saída:
Carta de Susceptibilidade (.tif);
Carta de Perigosidade (para integração no
cálculo da Carta de Risco) (.tif);
Carta de Perigosidade (para reclassificação
segundo o método dos quantis) (.tif).

Modelo
Cálculo da Carta de Declives;
Reclassificação da Carta de Declives segundo os critérios da AFN;
Conversão vector->raster da COS, com base nas classes susceptibilidade;
Cálculo da Susceptibilidade;
Cálculo da Perigosidade;
Recorte da Carta de Perigosidade Final pelos Limites do Concelho.

Modelo
4. Cálculo do Risco de Incêndio Florestal

Modelo
Dados de Entrada:
Carta de Perigosidade (.tif);
Carta de Valor Económico (.tif);
Carta de Vulnerabilidade (.tif);
Limite do Concelho (.shp).
Dados de Saída:
Carta de Risco (para reclassificação
segundo o método dos quantis)
(.tif).

Modelo
Multiplicação dos 3 rasters de entrada;
Recorte da Carta de Risco pelos Limites do Concelho.

http://youtu.be/1AI2wUJPQkQ

Modelo
Trabalho Futuro
Resolução dos bugs encontrados e reportados no bug tracker do Sextante
http://hub.qgis.org/projects/sextante/issues

Modelo
Trabalho Futuro
Integração de todos os geoprocessamentos numa única interface;
Aplicação de simbologia aos resultados;
Preparação dos layouts finais no Composer do QGIS, para exportação e impressão.

O processo de produção de cartografia de perigosidade e risco de incêndio florestal
com recurso, em exclusivo, a software Open Source está perfeitamente consolidado,
após vários anos de testes e aplicação na elaboração do POM de Pinhel;
Os testes até agora efectuados ao processo de automatização são bastante
promissores, estando as tarefas implementadas, até à actual versão, perfeitamente
funcionais;
Após a correcção dos bugs reportados no bug tracker do Sextante, todo o processo
correrá de forma autónoma, quase sem necessidade de intervenção humana;
O modelo, depois da validação dos seus resultados, será disponibilizado de forma
completamente gratuita e aberta.
Conclusões

Pedro Venâncio
28 de Setembro de 2012

Pedro Venâncio
28 de Setembro de 2012
Obrigado pela atenção!

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