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Thèse de Doctorat
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.2000.tde-20231122-093535
Document
Auteur
Nom complet
Marcos Rafael Nanni
Adresse Mail
Unité de l'USP
Domain de Connaissance
Date de Soutenance
Editeur
Piracicaba, 2000
Directeur
Titre en portugais
Dados radiométricos obtidos em laboratório e no nível orbital na caracterização e mapeamento de solos
Mots-clés en portugais
COMPORTAMENTO ESPECTRAL
MAPEAMENTO DO SOLO
RADIOMETRIA
SENSORIAMENTO REMOTO
Resumé en portugais
Existe a necessidade de fornecer subsídios à pesquisa pedológica referente ao aperfeiçoamento de técnicas que venham auxiliar os levantamentos de solos em níveis mais detalhados, tornando-os, possivelmente, mais ágeis e econômicos. Para tanto, foram traçados os seguintes objetivos: caracterizar o comportamento espectral de solos nos níveis terrestre (laboratório) e orbital (imagens) e correlacioná-los com seus atributos; comparar e correlacionar os dados obtidos nos dois níveis; verificar a separabilidade das unidades de mapeamento através das respostas radiométricas; comparar os mapas obtidos radiometricamente pelo sensoriamento remoto com mapas de solos obtidos pelo método convencional, no nível detalhado tanto cartograficamente como taxônomicamente. O trabalho foi realizado numa área de 196 ha localizada no Município de Rafard, ao sudoeste do Estado de São Paulo, nas quais ocorrem diferentes unidades de solos sendo, basicamente: Podzólico Vermelho-Amarelo textura areia/média até média/muito argilosa, Cambissolo, Latossolo Vermelho-Escuro textura média e argilosa, Terra Roxa Estruturada, Latossolo Vermelho-Amarelo textura média, Solos Litólicos e Aluviais. Foram demarcados 184 pontos para amostragem em forma de grade, distanciados em 100 metros. Todos os pontos de coleta foram georreferenciados sendo, a amostragem, realizada por tradagem nas profundidades 0-20 e 80-100 cm. As amostras de terra foram encaminhadas ao laboratório para análises fisicas, químicas e mineralógicas. Os dados referentes a resposta espectral dos solos foi obtido, em laboratório, através de espectroradiômetro e, para o nível orbital, foram extraídos os dados de reflectância de uma cena TM-Landsat 5 nas bandas 1, 2, 3, 4, 5 e 7. Análises estatísticas para discriminação dos solos e estimativa de seus atributos foram realizadas. A discriminação dos solos pela resposta espectral obtida em laboratório atingiu até 91 % de acerto quando utilizou-se todas as classes de solos presentes na área de estudo, 94 % de acerto quando utilizou-se as dez classes mais populosas e 66,1 % de acerto quando utilizou-se 20 % dos indivíduos presentes na área para simulação com as equações discriminantes estabelecidas pelos 80 % restantes. A predição da maioria dos atributos dos solos, através dos dados de reflectância no nível laboratorial, mostrou-se possível, com valores de r2 acima de O, 79, tanto em amostras de superfície como de subsuperfície. Os valores de r2 das equações estabelecidas com os dados obtidos ao nível orbital teve performance satisfatória para a maioria dos atributos em comparação com aqueles obtidos em laboratório, mas excelentes quando comparados com estudos até então realizados. Muitos atributos obtiveram r2 superior a 0,60, tendo-se valores pouco confiáveis para saturação por bases (0,31) e saturação por alumínio (0,18). A análise discriminante apresentou acerto de 39 % quando utilizou-se os dados orbitais com todas as classes de solos participando do modelo, aumentando para 51,75 % quando utilizadas as dez classes mais populosas da área. Quando os indivíduos presentes na área foram agrupados pelo material de origem, o acerto foi de 74,50 %. A correlação entre os dados obtidos nos níveis orbital e laboratorial foram satisfatórios, com r2 de 0,53 a 0,70. Um mapa detalhado de solos foi gerado pelo método convencional e comparado com aqueles obtidos pelo agrupamento dos pontos espectralmente homogêneos. Concluiu-se que os dados radiométricos obtidos no laboratório foram mais eficientes que os orbitais e possibilitam estabelecer limites de solos próximos àqueles obtidos pelo método convencional. Sugere-se a continuidade dos trabalhos com este enfoque para melhorar e ampliar padrões radiométricos dos solos e aplicação de novas metodologias utilizando-se a técnica do sensoriamento remoto na caracterização e mapeamento de solos. (Anexos disponíveis apenas na versão impressa)
Titre en anglais
Radiometric data obtained at laboratorial and orbital levels in a characterization and soil survey
Resumé en anglais
There is a necessity of supplying subsidies to the pedologic research regarding the improvement of techniques that may come to aid the soil surveys in more detailed levels, possibiy in a faster and less expensive way. For that, the following objectives were established: to characterize the spectral signature of soils in the terrestrial levels (laboratory) and orbital (images) and to correlate them with its attributes; to compare and correlate data obtained in both levels; to verify the separability of the mapping units through the radiometric responses; to compare maps obtained radiometrically by the remote sensing with maps of soils obtained by the conventional method, in the detailed level, both cartographically and taxonomically. The work was accomplished in an area of 196 hectares located in the municipality of Rafard, southwest of São Paulo State, in which different units of soils are found, being basicaliy: Typic Paieudalf, Typic Paleudult, Typic Haplorthox, Typic Umbriorthox, Typic Argiudol, Typic Distrochrept, Litolic (Typic Udorthent) and Alluvial soils (Fluvent). For sampling in grid form, 100 meters apart, 184 points were demarcated. All collecting points were geo-referenced being, the sampling dug at 0-20 and 80-100 cm deep and sent to the laboratory for physical, chemical and mineralogical analyses. Data regarding soil spectral response was obtained, in laboratory, through spectroradiometer and, for the orbital level, reflectance data of a TM-Landsat 5 scene in bands 1, 2, 3, 4, 5 and 7 were extracted. Statistical analyses for soil discrimination through the radiometric data and estimation of the attributes were accomplished. The soil discrimination by means of the spectral response obtained in laboratory was with up to 91 % of success when it was used all the soil classes present in the study area, 94% of success when it was used the ten more populous classes and 66.1 % of success when it was used 20% of the individuals presente in the area for a simulation with the discriminanting equations established by the remaining 80%. The prediction for most soil attributes, through the reflectance data at the laboratorial level showed possible, with values of r2 above 0.79 both in surfasse samples and subsurface. There was significant difference only in the aluminum saturation (m%) and organic matter attributes, among the vaiues estimated by the equations resulting from the spectral values and values obtained in laboratory from routine analyses. For the orbital level values of r2 for most of the attributes were superior to 0.60, having not very reliable values for the attributes bases saturation (0.31) and aluminum saturation (0.18). For the discriminating analysis the global error was of 61% when it was used the orbital data with all soil classes participating in the model. For the ten more populous classes of the area, the discriminating analysis had the global error reduced to 48.25%. When the individuais were gathered in the area by their parental material the error was of 25.51%. The area is a landform pedological complexity hindered the analysis in both levels. The correlation between the data obtained in the orbital and laboratorial levels was from satisfactory to good, with r2 0,53 to 0,7 for surface. Detailed maps of soils were generated through conventional method and compared with those obtained by the grouping of the points spectrally homogeneous. Maps obtained by the several adopted procedures were compared, to verify the viability of the established methodology. It was conciuded that the radiometric data obtained in the laboratory allow to establish soil limits similar to those obtained by the conventional method. ln orbital terms, the resuits were very good, but less precise compared to the data obtained in laboratory. The remote sensing techniques showed efficient as an assistent to pedology and soil survey. This suggest the continuaty of these reserach looking forward obtaining more patterns and methodologies. (Attachments only available in print verson)
 
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Nanni-MarcosRafael.pdf (28.73 Mbytes)
Date de Publication
2023-11-24
 
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