Engenheiros do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), localizado em Pasadena, nos Estados Unidos, criaram um método para mapear as árvores de uma cidade a partir de fotos tiradas de satélite e da rua, como as fornecidas pelo Google por meio dos serviços Maps e Street View. O programa, batizado de RegisTree, é capaz de analisar milhares de imagens de uma região e identificar a posição geográfica e a espécie das árvores com uma precisão de 80%, comparável ao mapeamento realizado manualmente, a técnica mais utilizada hoje.

Diversas cidades no mundo preocupam-se em registrar a sua vegetação. Pasadena criou em 2013 um inventário das suas aproximadamente 80 mil árvores, resgistrando a espécie e o diâmetro do tronco de cada uma. O processo, porém, é complicado e leva tempo. Dezenas de pessoas são treinadas e enviadas para percorrer as ruas da cidade e classificar cada árvore individualmente. O RegisTree promete realizar o mapeamento, da noite para o dia, com a mesma precisão e gasto próximo a zero.

“Eu percebi que muitas árvores estavam morrendo em Pasadena, o que me pareceu uma pena”, disse ao Correio Pietro Perona, engenheiro, professor e líder do projeto. O estado da Califórnia sofre desde 2012 os efeitos da maior seca da sua história, o que causou danos à vegetação. O governo estadual chegou a decretar um corte de 25% no consumo de água das suas cidades entre abril de 2015 e maio deste ano.“Eu pensei que, analisando automaticamente imagens de satélite e da rua, poderíamos entender quais árvores estavam morrendo, se eram espécies não adaptadas à região ou se a mudança era mais drástica”, contou Perona.

O professor desenvolve programas capazes de ver e reconhecer objetos, de forma parecida com a visão humana. Um dos seus projetos, por exemplo, é um algoritmo que identifica a espécie dos pássaros norte-americanos por uma fotografia. O RegisTree tem como base dois algoritmos. O primeiro analisa as fotos da cidade e marca a localização das árvores em um mapa. No caso de Pasadena, mais de 103 mil imagens foram estudadas pelo programa.

O segundo algoritmo identifica a espécie das árvores localizadas pelo primeiro. Ele reconhece atualmente 18 das mais de 200 variedades de árvores existentes na cidade a partir de um mínimo de quatro fotos de ângulos diferentes. “Um especialista seria capaz de identificar com muito mais precisão a espécie de uma planta, mas o mapeamento de uma cidade inteira não pode ser feito com 100% de certeza. São muitas pessoas envolvidas e erros são cometidos”, disse Pietro.

Simulação do cérebro
Os algoritmos utilizam uma tecnologia chamada rede neural, que simula o funcionamento do cérebro humano e consegue aprender sozinha a reconhecer diversos tipos de objetos com base nas imagens de satélite. Os engenheiros do projeto comparam o aprendizado do sistema com o de uma criança: eles fornecem exemplos para os programas analisarem e aprenderem com os próprios erros. “Devo dizer que uma criança aprenderia bem mais rápido que nossos algoritmos. Atualmente, são necessários centenas de exemplos para cada tipo de planta”, disse Perona. Quanto mais exemplos, maior a precisão do sistema.

Segundo o professor de dendrologia (o estudo das árvores) da Universidade de Brasília (UnB) Manoel Cláudio, o novo método de mapeamento pode trazer benefícios para as cidades que o utilizarem. “As árvores são muito importantes para o clima urbano, que é agora uma preocupação mundial. Quanto mais árvores, maior o conforto, e o monitoramento da vegetação é essencial para a fiscalização de danos causados às plantas e a substituição de árvores mortas”. Manoel participou de um levantamento manual das árvores do Plano Piloto em 2008, realizado por Roberta Costa e Lima, à época sua aluna de mestrado  (Leia Para saber mais).

Pietro também enfatiza o potencial da nova tecnologia.“O monitoramento constante das árvores de uma cidade pode ajudar na elaboração de estratégias mais eficientes para administrá-las. Com o nosso sistema, é possível saber quais espécies estão se desenvolvendo bem, quais estão sendo afetadas pelas mudanças climáticas ou por doenças e em quais regiões é necessário plantar mais árvores”, disse o professor.

Para saber mais
A pé pelo Plano Piloto

A engenheira florestal Roberta Costa e Lima realizou um mapeamento das árvores de 39 quadras do Plano Piloto para a sua tese de mestrado. Foram 15.200 árvores de 162 espécies registradas individualmente por Roberta e seu orientador, Manoel Cláudio, professor de dendrologia da Universidade de Brasília (UnB). Os dois percorreram as quadras a pé e fizeram o reconhecimento de cada árvore com base nas suas características. “Muitas vezes nós temos que reconhecer a espécie com base nas suas folhas, mas, em algumas árvores, as folhas ficam muito altas, o que dificulta o processo”, disse Roberta, hoje professora do Instituto de Educação Superior de Brasília (Iesb).

Os pesquisadores estudaram quadras que foram arborizadas em décadas diferentes. Foram 10 áreas da década de 1960,  10 da década de 1970, 10 da década de 1980 e nove dos anos de 1990. O resultado mostrou que as quadras antigas tinham mais árvores que as modernas. “As recentes têm garagem no subsolo, o que deixa o solo mais raso e dificulta o plantio”, explica Manoel Claudio. A pesquisa resultou no livro 100 Árvores Urbanas —Brasília — Guia de Campo, que conta com mais de 600 fotos das espécies mais importantes da cidade. A obra também possui um mapa com as árvores mais encontradas em cada quadra do Plano Piloto.