Perturbações com vegetação remanescente: comparação exploratória de dados ópticos e radar

Uma área pode manter índices de vegetação elevados após uma perturbação. Isso motiva examinar trajetórias ópticas e radar, mas não permite concluir que a copa permaneceu intacta ou que ocorreu fogo de sub-bosque. O projeto executou um piloto com dois pares evento/controle, usando referências ambientais DETER e observações Landsat e Sentinel-1.

A pergunta operacional foi se descritores ópticos, radar e combinados diferenciariam os eventos selecionados dos controles. O experimento avaliou viabilidade e limitações de dados. A amostra não permite estimar desempenho estável nem inferir presença humana.

Seleção e pareamento

Os eventos vieram de polígonos DETER de degradação e cicatriz de queimada observados por CBERS/Amazônia-1. A data de referência é a data de observação, sem equivalência necessária com o início do evento.

Cada janela teve 90 × 90 m, correspondendo a nove pixels de 30 m. Foram exigidos pelo menos oito pixels dentro do polígono e, separadamente, oito com NDVI acima de 0,75 em 2025 e ausência de perda GFC. A interseção pode conter apenas sete pixels. A seleção foi retrospectiva e condicionada à vegetação remanescente nos indicadores utilizados.

Os controles ficaram entre 0,6 e 5 km dos eventos, fora de polígonos DETER com margem de 600 m, sem degradação histórica JRC TMF e sem perda GFC. O pareamento considerou elevação do modelo de superfície Copernicus, distância à água persistente e proximidade. Esse modelo inclui copas, e o experimento não controlou solo, inundação sazonal ou relevo real sob a floresta.

Séries e variáveis

As observações ópticas incluíram compostos secos anuais Landsat de 2005–2025 e cenas intermediárias de dois anos anteriores e um posterior à observação DETER. As anomalias NDVI e NDMI foram comparadas à mediana anterior do mesmo mês. O processamento exigiu pelo menos 12 observações prévias e seis anomalias posteriores.

Para radar de abertura sintética (SAR), foram usados produtos Sentinel-1 RTC, com uma cena mensal próxima ao dia 15 e geometria orbital consistente dentro de cada par. As médias foram calculadas em potência linear e depois convertidas para decibéis. As variáveis usaram as polarizações VV e VH. Não foi calculada coerência, pois o produto RTC utilizado não contém a fase necessária dos dados SLC.

Meses sem observação permaneceram ausentes. Na comparação anual, o ano de observação do evento foi excluído do contraste, por ambiguidade temporal. Essa variante anual pode ocultar perturbações e recuperação rápidas.

Modelos e população comum

Foram comparadas três regressões logísticas: óptica, SAR e combinada. A normalização foi ajustada apenas no treinamento. A avaliação deixou o par evento/controle inteiro fora do treino, evitando repartir pixels do mesmo evento entre os conjuntos.

Dentro de cada variante óptica, os três modelos utilizaram a mesma população completa. A variante principal, com cenas intra-anuais, teve apenas um par completo e não foi avaliada. A secundária, com contrastes anuais, teve dois pares completos. Cada ajuste dessa variante treinou em apenas um evento e um controle.

Resultado do piloto anual

A acurácia balanceada resume o acerto nas duas classes com peso igual; a AUC resume a ordenação dos escores entre elas. Com apenas dois pares, as métricas descrevem poucas previsões e são sensíveis às características de cada janela. O resultado óptico de 1,00 não constitui demonstração de desempenho geral, e os valores não permitem eleger a modalidade superior.

Foram consultadas 205 cenas Landsat, das quais 204 foram lidas e uma teve falha registrada. Também foram lidas 72 cenas SAR mensais. A disponibilidade de arquivos não equivale a observações claras: a filtragem de nuvens reduziu o suporte óptico, deixando apenas um par completo na variante principal.

Interpretação e limites

A seleção retrospectiva, a pequena amostra e possíveis dependências regionais impedem concluir generalização. Distância espacial entre os eventos não garante independência das causas. Também não houve teste com regiões ou anos inteiros reservados.

NDVI elevado indica uma resposta espectral de vegetação, sem demonstrar dossel intacto ou solo observável. Perturbações ambientais não são rótulos de ocupação. Os produtos usados na seleção também podem compartilhar observações ou pressupostos, exigindo cuidado ao interpretar concordância.

O experimento identificou uma limitação concreta: a variante temporal mais detalhada não reuniu a população mínima de avaliação. Ampliar referências independentes, incorporar condições hidrológicas e climáticas e reservar regiões e anos são próximos passos necessários. A combinação de fontes precisa demonstrar ganho em uma amostra adequada, em vez de presumir que mais modalidades produzem melhor classificação.

Arquivos e reprodução

A comparação de modelos e a tabela de descritores acompanham o post. No ambiente original:

PYTHONPATH=src .venv-piloto/bin/python \
  -m remote_sensing_for_amazon_society.perturbations

A execução depende dos compostos e camadas locais, dos catálogos externos e do ambiente do projeto. Os anexos preservam os resultados; não substituem esses insumos. O piloto complementa o desenho científico e o estudo de Landsat/Tessera, com perguntas e populações diferentes.