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.

Similaridade geometrica de bacias hidrograficas e o mapeamento de solos.

The following soil classes were identified in the studied area: Quartz Sands (AQ), Yellow Red Podzolic, Dusky Red Latosol (LR), 'Terra Roxa estruturada' (TE), Lithosol substrate sandstone (Lia) and Hidromorphic (Hi). The dimensional analysis method allowed: a) to group the watershed whose percentage (60%) are showing predominance of the same soil (Quartz Sands) and which located in the same relief; b) to group watersheds with different soil classes, but with similar percentages. -from English summary

Mapeamento de solos atraves de imagens de radar e de satelite.

The objective of the present work was the improvement of the methodology for soil mapping through the drainage network with the aid of Landsat data. The drainage network of the area studied was delineated and the soils identified. The main problem of the method has been the characterization of the contact between soil units when it is not abrupt, and in this case field trips and the analysis of the relief has been used to solve doubts.-from English summary

Suscetibilidade magnética e análise de incertezas em mapeamento de solos

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Mapeamento de solos e da produtividade de plantações de Eucalyptus grandis, com uso de sistema de informação geográfica

Detailed environmental land characterization is essential for technical and financial planning, for both the scientific point of view and technological application. This work aimed at the physiographic and pedological characterization and eucalyptus productivity mapping at Itatinga Forest Sciences Experimental Station (southeastern Brazil), using geographic information systems in order to identify possible cause-effect relationships between forest productivity and soil attributes. The digital cartographic dataset was structured as follows: as primary source of data, aerial photograph and field survey were used and, as a secondary source, topographical, geological and land use occupation maps were used. For mapping wood productivity at age six (MAI6, Mean Annual Increment), inventory data of permanent plots (same species, provenance and age) were used, which were obtained from Eucalyptus grandis plantations. Using simple linear correlation and backward stepwise multiple regression analysis, the dependent variable (MAI) was related with physical and chemical characteristics of the soils. Two standards of contour curves were identified, one with close curves, narrow and surrounding the drainage network, in the steeper and lower altitude areas; the other, with spaced contour lines, in the areas of higher altitude and with plane relief. Six types of soils were characterized as being highly related to the physiographic patterns of the area: loamy sandy to sandy clayey Typic Hapludox (LVAd, 47.5%), clayey Rhodic Hapludox (LVd1, 33.4%), sandy clay Rhodic Hapludox (LVd2, 6%), clayey Rhodic Hapludox (LVdf, 9.1%), Entisols (G, 3.4%) and Fluvents soil (RY, 0.6%). There were large variations in wood productivity in the Eucalyptus grandis plantations, characterized in six classes, ranging from 26 to 52 m(3) ha(-1) yr(-1). These productivity changes were strictly related to soil mapping units. Through multiple regression analysis, we found that clay and organic matter contents were the attributes which most strongly explained the productivity differences.

Identificação e mapeamento de solos frágeis no Município de Mineiros, GO.

2015

Levantamento e Mapeamento de solos da fazenda Cristalina, São Domingos do Araguaia, PA.

Este trabalho teve por objetivo descrever as propriedades e a distribuição dos solos na Fazenda Cristalina (São Domingos do Araguaia, sudeste do Pará). O clima é tropical semi-úmido com estacionalidade pluviométrica. Rochas da Formação Itapecuru dão origem a solos arenosos e relevos pouco dissecados, havendo relevos forte-ondulados nas partes inferiores da paisagem. Cerca de 30 ha de pastagem plantada foram selecionados para o estudo. O levantamento de solos (escala 1:3.000) foi feito através da abertura de 13 perfis de solos, destinados à descrição morfológica e à coleta de amostras para análise química, granulométrica e física. Os solos da propriedade são arenosos, com baixos teores de carbono, baixa CTC e elevado teor de alumínio trocável. São profundos nas porções elevadas (Neossolos Quartzarênicos e Latossolos Vermelho-Amarelos) e rasos (Plintossolos Pétricos e afloramentos de rocha) nas porções inferiores. Apesar de o relevo, nas partes elevadas serem altamente favorável ao uso, fatores intrínsecos como textura e a baixa saturação por bases determinam restrição. Mas nas partes baixas da paisagem, onde os horizontes petroplínticos e os afloramentos de rocha predominam é que se encontram as maiores restrições que levam à impossibilidade de uso

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.

Utilização de imagens do ALOS/PALSAR no mapeamento digital de atributos físicos dos solos.

O levantamento e a análise da espacialização dos atributos do solo através de ferramentas de geoestatística são fundamentais para que cada hectare de terra seja cultivado segundo as suas reais aptidões. As imagens de radar de abertura sintética (SAR) têm um grande potencial para a estimação de umidade do solo e, desta forma, estes sensores podem auxiliar no mapeamento de propriedades físicas e físico-hídricas dos solos. O objetivo geral deste estudo foi avaliar o potencial de utilização de imagens de radar (micro-ondas) ALOS/PALSAR na identificação de solos em uma área da Formação Botucatu, dominada por solos de textura arenosa e média no município de Mineiros - GO. A área tem aproximadamente 946 ha, com o relevo da região variando de plano a suave ondulado e geologia da área é composta basicamente, por Arenitos da Formação Botucatu. No presente estudo foram amostrados 84 pontos para calibração e 25 pontos para validação, coletados nas profundidades de 0-20 cm e 60-80 cm. As amostras de solo analisadas para a determinação de areia, silte, argila, capacidade de campo (CC), ponto de murcha permanente (PMP) e água total disponível (AD). Para o desenvolvimento do trabalho foram adquiridas imagens de cinco datas e diferentes polarizações, totalizando 14 imagens, que foram processadas para a correção geométrica e correção radiométrica, utilizando o MDE. Também foram gerados covariáveis dos atributos do terreno: elevação (ELEV), declividade (DECLIV), posição relativa da declividade (PR-DECL), distância vertical do canal de drenagem (DVCD), fator-ls (FATOR-LS) e distância euclidiana (D-EUCL). A predição dos atributos do solo foi realizada utilizando os métodos Random Forest (RF) e Random Forest Krigagem (RFK), tendo como covariáveis preditoras as imagens de radar e os atributos do terreno. O processamento das imagens do radar ALOS/PALSAR possibilitou as correções geométrica e radiométrica, transformando os dados em unidades de coeficiente de retroespalhamento (?º) corrigidos pelo modelo digital de elevação (MDE). As imagens adquiridas representaram de forma ampla as variações de ?º ocorridos em diferentes datas. Os solos da área de estudo são predominantemente arenosos, com a maioria dos pontos amostrados classificados como NEOSSOLOS QUARTZARÊNICOS, seguidos dos LATOSSOLOS. Os modelos RF empregados para a predição dos atributos físicos e físico-hídricos dos solos proporcionaram a análise da contribuição das covariáveis preditoras. Os atributos do terreno que exerceram maior influência na predição dos atributos estudados estão relacionados à elevação. As imagens de 03/05/2009 (HH1, VV1, HV1 e VH1) e 26/09/2010 (HH3 e HV3), obtidas em períodos mais secos, tiveram melhores correlações com os atributos do solo. As análises dos semivariogramas dos resíduos da predição dos modelos RF demonstraram maior dependência espacial na camada de 60 a 80 cm. A abordagem da Krigagem somada ao modelo RF contribuíram para a melhoria da predição dos atributos areia, argila, CC e PMP. O uso de imagens de radar ALOS/PALSAR e atributos do terreno como covariáveis em modelos RFK mostrou potencial para estimar os atributos físicos (areia e argila) e físico-hídricos (CC e PMP), que podem auxiliar no mapeamento de solos associados aos materiais de origem da Formação Botucatu.

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.