Mapeamento de solos através do caráter espectral, da rede de drenagem e da vegetação

O presente trabalho reuniu três metodologias conhecidas para o estudo de solos, todas associadas às técnicas de sensoriamento remoto. Para uma mesma área, os solos foram relacionados aos seus parâmetros espectrais obtidos digitalmente de imagens de satélite; os índices de drenagem da área foram também relacionados aos respectivos solos; a conhecida relação entre tipos de cerrado e respectivos solos suporte foi também estudada. Para cada situação foi preparado um mapa de solos, que se aproximava do mapa já existente. Quando as informações de tais mapas foram agregadas em um único mapa, a aproximação com o mapa de controle foi altamente satisfatória evidenciando a aplicabilidade da metodologia.

Espectros Vis-NIR do Solo e Fuzzy K-Médias Aplicados na Delimitação de Unidades de Mapeamento de Solos em Topossequências

RESUMO O conhecimento dos solos é cada vez mais importante para que o uso dele seja realizado corretamente na agropecuária, no crescimento urbano, na conservação dos recursos naturais, entre outros. Entretanto, verifica-se carência de profissionais qualificados para a caracterização e os mapeamentos pedológicos, particularmente em escalas de maior detalhamento. Essa carência, aliada aos avanços das ferramentas computacionais e do sensoriamento remoto, promoveu o surgimento do Mapeamento Digital de Solos (MDS), que busca auxiliar e agilizar as atividades de levantamento pedológico. Assim, este trabalho objetivou desenvolver uma metodologia de delimitaçao de unidades de solos em topossequências por meio do comportamento espectral dos solos no comprimento de onda do Visível-Infravermelho Próximo (Vis-NIR). A metodologia espectral consistiu na obtenção das curvas espectrais dos solos por meio do espectrorradiômetro FieldSpecPro e da redução do número de informações espectrais por meio da análise de Componentes Principais, seguida de agrupamento das amostras mediante método fuzzy k-médias. Foram selecionadas cinco topossequências com pontos equidistantes de 30 m para caracterizar as classes de solos e amostragens. Foram descritas oito classes de solos distintas, que tiveram caracterização detalhada e classificação em perfis pedológicos. No restante dos pontos, a caracterização das classes de solos foi feita com base na classificação dos solos realizada nos perfis pedológicos, com coleta de amostras por meio de tradagens nas profundidades de 0,00-0,20 e 0,80-1,00 m, perfazendo o total de 162 amostras ao longo das cinco topossequências. As amostras foram analisadas pelas metodologias convencional e espectral, para que os resultados pudessem ser comparados e avaliados. Dessa forma, foram realizadas análises morfológicas, físicas (textura) e químicas nas amostras de solo. Das cinco topossequências estudadas, os resultados foram satisfatoriamente semelhantes; alguns solos não foram perfeitamente individualizados pela metodologia espectral, em razão da grande semelhança em seus comportamentos espectrais, como demonstrado pelo Latossolo Vermelho Férrico e Nitossolo Vermelho Férrico. A metodologia espectral foi capaz de diferenciar solos com resposta espectral distinta e estabelecer limites nas topossequências, apresentando grande potencial para ser implementada em levantamentos pedológicos.

Integração de dados do quickbird e atributos do terreno no mapeamento digital de solos por redes neurais artificiais

No presente estudo, foi realizada uma avaliação de diferentes variáveis ambientais no mapeamento digital de solos em uma região no norte do Estado de Minas Gerais, utilizando redes neurais artificiais (RNA). Os atributos do terreno declividade e índice topográfico combinado (CTI), derivados de um modelo digital de elevação, três bandas do sensor Quickbird e um mapa de litologia foram combinados, e a importância de cada variável para discriminação das unidades de mapeamento foi avaliada. O simulador de redes neurais utilizado foi o "Java Neural Network Simulator", e o algoritmo de aprendizado, o "backpropagation". Para cada conjunto testado, foi selecionada uma RNA para a predição das unidades de mapeamento; os mapas gerados por esses conjuntos foram comparados com um mapa de solos produzido com o método convencional, para determinação da concordância entre as classificações. Essa comparação mostrou que o mapa produzido com o uso de todas as variáveis ambientais (declividade, índice CTI, bandas 1, 2 e 3 do Quickbird e litologia) obteve desempenho superior (67,4 % de concordância) ao dos mapas produzidos pelos demais conjuntos de variáveis. Das variáveis utilizadas, a declividade foi a que contribuiu com maior peso, pois, quando suprimida da análise, os resultados da concordância foram os mais baixos (33,7 %). Os resultados demonstraram que a abordagem utilizada pode contribuir para superar alguns dos problemas do mapeamento de solos no Brasil, especialmente em escalas maiores que 1:25.000, tornando sua execução mais rápida e mais barata, sobretudo se houver disponibilidade de dados de sensores remotos de alta resolução espacial a custos mais baixos e facilidade de obtenção dos atributos do terreno nos sistemas de informação geográfica (SIG).

COMPARAÇÃO DE ESQUEMAS DE AMOSTRAGEM PARA TREINAMENTO DE MODELOS PREDITORES NO MAPEAMENTO DIGITAL DE CLASSES DE SOLOS

Os modelos preditores usados no mapeamento digital de solos (MDS) precisam ser treinados com dados que captem ao máximo a variação dos atributos do terreno e dos solos, a fim de gerar correlações adequadas entre as variáveis ambientais e a ocorrência dos solos. Para avaliar a acurácia desses modelos, tem sido constatado o uso de diferentes métodos de avaliação da acurácia no MDS. Os objetivos deste estudo foram comparar o uso de três esquemas de amostragem para treinar algoritmo de árvore de classificação (CART) e avaliar a capacidade de predição dos modelos gerados por meio de quatro métodos. Foram utilizados os esquemas de amostragem: aleatório simples; proporcional à área de cada unidade de mapeamento de solos (UM); e estratificado pelo número de UM. Os métodos de avaliação testados foram: aparente, divisão percentual, validação cruzada com 10 subconjuntos e reamostragem com sete conjuntos de dados independentes. As acurácias dos modelos estimadas pelos métodos foram comparadas com as acurácias mensuradas obtidas pela comparação dos mapas gerados, a partir de cada esquema de amostragem, com o mapa convencional de solos na escala 1:50.000. Os esquemas de amostragem influenciaram na quantidade de UMs preditas e na acurácia dos modelos e dos mapas gerados. Os esquemas de amostragem proporcional e estratificada resultaram mapas digitais menos acurados, e a acurácia dos modelos variou conforme o método de avaliação empregado. A amostragem aleatória resultou no mapa digital mais acurado e apresentou valores da acurácia semelhantes para todos os métodos de avaliação testados.

Parâmetros da rede de drenagem de solos da região de Iracemápolis (SP)

Com o objetivo de utilizar parâmetros da drenagem determinados em fotografias aéreas em áreas de latossolos argilosos e solos podzólicos de textura arenosa/média ou média/argilosa, assim como dos solos rasos associados, estudou-se quantitativamente a composição das redes de drenagem de unidades de mapeamento desses solos. A área de estudo, com tamanho aproximado de 600km², está localizada na Depressão Periférica Paulista, na região de Iracemápolis-SP. Foi feito o estudo das bacias hidrográficas de terceira ordem de ramificação, selecionadas pelo princípio da semelhança geométrica. Analisaram-se o número, comprimento total e comprimento médio de segmentos de rios, em amostras constituídas por bacias e por amostras circulares. Os valores da densidade de drenagem, tanto das bacias como das áreas circulares, mostraram diferenças entre os grupos de latossolos argilosos e os grupos de solos podzólicos. Além disso, esse parâmetro distinguiu também as unidades de mapeamento compostas, principalmente para solos podzólicos.

Variabilidade espacial de características de solos na região do Planalto Médio, RS: II. análise da semivariância e da variância

A variabilidade espacial das características de solos da região do Planalto Médio (RS) foi estudada em seis glebas cultivadas com soja, por meio das análises da semivariância e da variância, em amostragem sistemática, para confirmar e detalhar resultados obtidos por análise da variância por amostragem aninhada; estimar a variância nas características dentro de unidades de mapeamento de solos e a extensão do uso de mapas de solos para avaliação de terras. O trabalho de campo foi realizado de dezembro de 1989 a março de 1990. Os resultados confirmam que características de solos dependentes de processos pedogenéticos mostram interdependência espacial de 500 m ou mais, porém a variância de características afetadas pelo manejo persistirá em espaçamentos menores. Outrossim, que qualidades da terra, como disponibilidade de nutrientes, não podem ser extraídas apenas de mapas de solos e que métodos alternativos de amostragem devem ser testados para amenizar o efeito negativo da variância de características a curtas distâncias na qualidade de mapas pedológicos.

Estimativa do teor de argila e do potássio trocável em solos esparsamente amostrados no sul do estado de Mato Grosso

A determinação da distribuição espacial de propriedades do solo é importante para entender as limitações para a nutrição de plantas e estabelecer o manejo apropriado do recurso solo em áreas recentemente incorporadas ao uso agrícola, principalmente onde os levantamentos de solos disponíveis são do tipo exploratório. Como modelo de estudo, este trabalho enfoca a variabilidade espacial do teor de argila (At) e do teor de potássio trocável (Kt) por meio de semivariogramas em amostras de solos coletadas em julho de 1994, no sul do estado de Mato Grosso. Métodos geoestatísticos foram usados para descrever a variabilidade espacial e para estimar estas propriedades ao longo de dois transectos cortando diferentes unidades de mapeamento de solos. A técnica de interpolação por Krigagem ordinária estimou apropriadamente os valores em áreas não amostradas, além de identificar os locais onde as amostragens de solos devem-se concentrar nos futuros trabalhos de levantamentos de solos. Os atributos estudados foram influenciados principalmente pelas diferentes classes de solo e apresentaram moderada dependência espacial e anisotropia no horizonte estudado. Levantamentos para avaliar a fertilidade dos solos e informações provenientes de mapas de solos podem ser analisados, por métodos geoestatísticos, pelas instituições de planejamento e assistência técnica, para complementar informações para o planejamento do uso da terra, como também para estimar indicadores da qualidade do solo com base nos princípios da sustentabilidade das terras. Parâmetros dos semivariogramas de At e Kt associados às classes de solos podem ser usados para reduzir o esforço de amostragem destes atributos na área estudada. O uso das informações dos levantamentos de solos permitiu reduzir o esforço de amostragem para a At, em até cerca de sete vezes.

Metodologia para reconhecimento de três solos por sensores: laboratorial e orbital

O presente trabalho teve como objetivo estabelecer um método para a utilização de dados espectrais, obtidos em laboratório e imagens do Landsat 5, no reconhecimento e discriminação de três classes de solos do estado de São Paulo. Foram coletadas amostras de solo e obtidos os dados de reflectância por espectrorradiômetro em laboratório como padrão de um Latossolo Vermelho distroférrico (LVdf), um Argissolo Vermelho-Amarelo (PVA) e Neossolo Quartzarênico (RQ). Foram extraídos dados de reflectância das imagens, com os quais se efetuou a classificação digital pelo classificador Spectral Angular Mapper. As curvas espectrais obtidas por espectrorradiômetro em laboratório mostraram três padrões distintos de comportamento espectral, baseados nas diferenças da forma das curvas, feições de absorção dos minerais do solo e na intensidade de reflectância. O LVdf apresentou menor albedo em virtude da textura argilosa e maiores teores de Fe, ao contrário dos solos mais arenosos PVA e RQ. As bandas de absorção características da caulinta (2.200 nm), OH- e água (1.400 e 1.900 nm) ocorreram em todos os solos. Solos arenosos, como o RQ, apresentaram uma curva espectral com tendência positiva. A linha do solo mostrou distinção espectral, tanto com dados orbitais como terrestres, indicando que cada solo tem uma tendência individual. Os padrões espectrais obtidos em laboratório foram importantes para a eficiência do método na detecção dos mesmos nas imagens de satélite. Os solos avaliados podem ser discriminados e reconhecidos pela interpretação quantitativa em imagens. O método mostrou-se eficiente como auxílio no mapeamento de solos no nível semidetalhado de alta intensidade.

Relações entre o conhecimento de agricultores e de pedólogos sobre solos: estudo de caso em Rio Pardo de Minas, MG

Um dos desafios para construção de modelos agrícolas que se referenciam pela sustentabilidade é a utilização de conhecimentos científicos adequados a singulares situações sociais. Para isso, é necessário considerar saberes acumulados por agricultores no espaço e no tempo. No caso do recurso 'solos', pouco desse saber é considerado no ensino em ciência do solo e nos trabalhos de pedologia. Por isso, a aplicação de tecnologias geradas com base no conhecimento científico é limitada quando destinada a grupos tradicionais, principalmente pela não-adequação às necessidades por eles reconhecidas. O objetivo deste estudo foi apresentar uma abordagem integrada entre os saberes de pedólogos e de agricultores, utilizando-se a hierarquização de ambientes no Cerrado pelos agricultores como ferramenta para compreender as bases sob as quais essa relação pode ocorrer. O estudo baseou-se em características ambientais e sociais da Comunidade Água Boa 2, em Rio Pardo de Minas (MG), onde, por trabalho de campo, foi possível analisar a terminologia local e, assim, descrever os ambientes, classificar as terras e constituir diálogos acerca do ambiente do Cerrado e dos solos.

Modelo digital de elevação na caracterização de solos desenvolvidos de basalto e material arenítico

Os levantamentos de solos são na maioria antigos e pouco detalhados, geralmente nos níveis exploratório e de reconhecimento. Isso pode ser explicado pelo fato de que o método tradicional de levantamento de solos é lento e caro, requerendo grande número de observações de campo. Assim, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar unidades de mapeamento de solos das regiões de Ibaté e São Carlos, SP, desenvolvidos de materiais basálticos e areníticos em função da declividade e altitudes correspondentes, com base em modelo digital de elevação (MDE). Primeiramente, foi feito um mapa de solos semidetalhado pelo método tradicional. Posteriormente, utilizando-se curvas de nível da região, foi elaborado o MDE, do qual foram extraídos mapas com diferentes classes de declividade e elevação. Por meio da tabulação cruzada, foi determinada a incidência de cada solo nas respectivas classes de declives e altitudes. Cada solo apresentou comportamento diferenciado em relação às classes de declive. Contudo, nas faixas limítrofes de declividade pode ocorrer sobreposição de dois ou mais solos. Na referida região, o Latossolo Amarelo encontra-se predominantemente nas regiões mais altas e de relevo plano; entretanto, solos pouco intemperizados, como os Neossolos Litólicos, aparecem em diferentes faixas de declividade. Conclui-se que o conhecimento da distribuição dos solos no relevo é de grande importância, pois facilita a execução do levantamento de solos. O modelo de elevação apresenta semelhanças com o mapa de solos, podendo auxiliar na sua determinação. As variações de solo, no entanto, são mais complexas, não dispensando as observações de campo.

Comparação entre mapas de solos obtidos por sensoriamento remoto espectral e pelo método convencional

O meio científico carece de métodos que efetivem a utilização da espectroradiometria em mapeamentos de solos. O objetivo deste trabalho foi comparar o uso do sensoriamento remoto espectral com o método convencional, na obtenção de mapas de solos. Utilizando o mapa planialtimétrico como base, trinta pontos de amostragem foram demarcados na área de estudo. As amostras foram coletadas a 0-20, 40-60 e 80-100 cm de profundidade em cada ponto, todos georreferenciados, totalizando noventa amostras nas quais foram feitas as análises químicas, físicas e radiométricas. Os dados radiométricos foram obtidos em laboratório usando o espectrorradiômetro IRIS, na faixa de 400-2.500 nm. Pela análise e interpretação dos dados espectrais juntamente com as curvas de nível, obteve-se um mapa espectral detalhado de solos. Na mesma área foi obtido um mapa de solos detalhado pelo método convencional. Foram identificadas quatro classes de solos em ambos os mapas, com boa correlação, demonstrando que os dados espectrais podem ser utilizados como instrumento no mapeamento de solos. A utilização conjunta dos dados de sensoriamento remoto espectral, curvas de nível e trabalho de campo permite a obtenção do mapa detalhado de solos.

Equipamento para extração de amostras indeformadas de solo

O presente trabalho teve como objetivo desenvolver um equipamento para coletar amostras indeformadas de solo de 75 mm de diâmetro a uma profundidade de até 0,60 m, bem como avaliar a qualidade das amostras retiradas. O amostrador foi constituído por um tubo de PVC, acondicionado dentro de um tubo cravador de alumínio equipado com uma ponteira de aço, formando um conjunto sem movimento rotativo. Envolveu este conjunto uma rosca-sem-fim, equipada com três lâminas de corte na sua extremidade. O conjunto foi adaptado a um veículo especificamente projetado para o tráfego no campo (VAS - Veículo Amostrador de Solo). As amostras obtidas pelo VAS foram comparadas com as testemunhas, obtidas pelo método do bloco da parafina, por meio de testes laboratoriais, para verificar a ocorrência de alterações estruturais. Os testes foram: inspeção visual, densidade do solo, ensaio de compressão triaxial rápido e ensaio de adensamento. As amostras obtidas pelo VAS em solo argiloso (Latossolo Roxo) apresentaram confiabiliade (95%) dos valores de densidade do solo, características de resistência à compressão e adensamento iguais à testemunha. O equipamento mostrou-se prático, versátil e adequado para retirar amostras de solos argilosos, sendo a qualidade das amostras semelhante à obtida pelos métodos tradicionais de extração do anel volumétrico e de bloco de solos. O equipamento desenvolvido pode ser útil na coleta de dados para mapeamento de solos, com o auxílio de uma antena de GPS.

Elaboração de zoneamentos agropedoclimáticos por geoprocessamento: soja em municípios do Rio Grande do Sul

Os zoneamentos agropedoclimáticos fazem uso de banco de dados ambientais e apresentam uma classificação que integra diversas variáveis por meio das operações de geoprocessamento. Neste trabalho, foi realizado um estudo de caso da soja no Rio Grande do Sul. Os aplicativos PC-ArcInfo, Arcview e SGI VGA foram empregados para as operações de entrada, de geoprocessamento dos dados e de apresentação dos resultados alcançados. O geoprocessamento envolveu a reclassificação e cruzamentos dos planos de informação e operações com tabelas associadas aos planos de informação. As características dos solos, tais como: fertilidade natural, textura, relevo, profundidade efetiva, susceptibilidade à erosão, drenagem, pedregosidade/rochosidade e saturação por sódio, foram avaliadas para a cultura da soja em todos os componentes das unidades de mapeamento de solos do estado do Rio Grande do Sul, gerando um plano de informação de aptidão pedológica para essa cultura que, depois de cruzado com o de época de semeadura por municípios, gerou o plano de informação final do zoneamento agropedoclimático. A utilização desse método permitiu fazer uma avaliação: (a) de cada um dos componentes das unidades de mapeamento, e (b) dos resultados obtidos de acordo com a percentagem de ocorrência de cada componente dentro da unidade de mapeamento.

Análise digital do terreno: ferramenta na identificação de pedoformas em microbacia na região de "Mar de Morros" (MG)

Este trabalho reporta a utilização de ferramentas de um SIG (Sistema de Informação Geográfica) para o delineamento das geoformas e pedopaisagens em um estudo de caso em microbacia do município de Viçosa (MG), a partir dos dados da carta topográfica (escala 1:50.000) da região. Trabalhos de campo permitiram aferir uma exatidão global de 72 % na classificação das formas da paisagem e correlacionar as classes obtidas com as classes de solos dominantes. Após ajustes, elaborou-se um mapa síntese preliminar de distribuição de pedoformas, que auxilia no mapeamento de solos. O método de classificação das formas da paisagem baseado na geração de um MNT (Modelo Numérico do Terreno) e no cálculo dos atributos do relevo (elevação, declividade, curvatura) mostra-se uma alternativa rápida e econômica em comparação ao delineamento manual a partir da utilização de análise estereoscópica de fotografias aéreas.

Aptidão para reflorestamento das sub-bacias dos canais do Mangue e do Cunha, município do Rio de Janeiro

Avaliou-se a aptidão para reflorestamento das terras das partes não edificadas da vertente norte do maciço da Tijuca, sub-bacias dos canais do Mangue e do Cunha, com o intuito de subsidiar ações do Programa Mutirão Reflorestamento da Secretaria Municipal de Meio Ambiente do Rio de Janeiro. A avaliação da aptidão das terras estimou graus de limitação dos parâmetros: deficiência de nutrientes, deficiência de água, susceptibilidade à erosão e impedimentos ao manejo. Estes graus de limitação foram estimados para os componentes das unidades de mapeamento de solos, considerando as informações de solos e paisagens do mapeamento existente. Para a digitalização e organização das informações geradas, foram utilizados sistemas de informações geográficas. As seguintes classes de aptidão para reflorestamento foram determinadas: 11,2 % de Regular, 81,5 % de Restrita e 7,3 % de Inapta. A declividade representa o fator limitante de maior importância para as terras da classe de aptidão restrita, seguida da presença de rochosidade.