Comparison between detailed digital and conventional soil maps of an area with complex geology

Resumo

Since different pedologists will draw different soil maps of a same area, it is important to compare the differences between mapping by specialists and mapping techniques, as for example currently intensively discussed Digital Soil Mapping. Four detailed soil maps (scale 1:10.000) of a 182-ha sugarcane farm in the county of Rafard, São Paulo State, Brazil, were compared. The area has a large variation of soil formation factors. The maps were drawn independently by four soil scientists and compared with a fifth map obtained by a digital soil mapping technique. All pedologists were given the same set of information. As many field expeditions and soil pits as required by each surveyor were provided to define the mapping units (MUs). For the Digital Soil Map (DSM), spectral data were extracted from Landsat 5 Thematic Mapper (TM) imagery as well as six terrain attributes from the topographic map of the area. These data were summarized by principal component analysis to generate the map designs of groups through Fuzzy K-means clustering. Field observations were made to identify the soils in the MUs and classify them according to the Brazilian Soil Classification System (BSCS). To compare the conventional and digital (DSM) soil maps, they were crossed pairwise to generate confusion matrices that were mapped. The categorical analysis at each classification level of the BSCS showed that the agreement between the maps decreased towards the lower levels of classification and the great influence of the surveyor on both the mapping and definition of MUs in the soil map. The average correspondence between the conventional and DSM maps was similar. Therefore, the method used to obtain the DSM yielded similar results to those obtained by the conventional technique, while providing additional information about the landscape of each soil, useful for applications in future surveys of similar areas. Uma vez que pedólogos diferentes produzirão, em uma mesma área, mapas de solos distintos, é importante avaliar as divergências existentes entre profissionais e técnicas de mapeamento, dentre elas o Mapeamento Digital de Solos, que vem sendo muito abordada atualmente. Para tanto, compararam-se quatro mapas detalhados de solos (escala 1:10.000) de uma fazenda de 182 ha cultivados com cana-de-açúcar, localizada no município de Rafard, SP, com grande variação do meio físico. Tais mapas foram elaborados independentemente por quatro pedólogos e confrontados com outro obtido com o apoio de uma técnica de mapeamento digital de solos. Aos pedólogos, foram fornecidas mesmas informações; cada um foi levado ao campo o número de vezes que julgou necessário para examinar os solos (paisagem e perfis), delinear as unidades de mapeamento (UM) e indicar os locais onde desejava examinar o perfil do solo e, ou, amostrá-lo para análises laboratoriais. Para o MDS, foram utilizados dados espectrais de uma imagem do sensor TM do satélite Landsat 5 e seis atributos de terreno derivados de carta planialtimétrica. Essas informações foram resumidas por análise de componentes principais e utilizadas para geração dos delineamentos em um mapa de grupos, com auxílio da análise de grupamentos Fuzzy K-médias. Posteriormente, em cada delineamento, foram feitas observações de campo para identificar os solos componentes das UMs, de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos (SiBCS). Para comparações entre os mapas convencionais e entre esses e o mapa digital de solos (MDS), efetuaram-se cruzamentos entre os mapas dois a dois, gerando matrizes de confusão, apresentadas na forma de mapas. A análise das correspondências espaciais, para cada nível categórico do SiBCS, permitiu verificar que a concordância entre a correspondência na identificação das UMs nos mapas decresce para os níveis categóricos inferiores e que o executor exerce grande influência nos delineamentos e na identificação das UMs do mapa de solos. A correspondência espacial média entre mapas convencionais e entre esses e o MDS foram semelhantes. Portanto, o método utilizado para obter esse MDS proporcionou resultados similares aos obtidos com os mapas convencionais, com as vantagens de quantificar informações sobre as características da paisagem de cada solo, úteis para extrapolar resultados para futuros levantamentos que forem efetuados em áreas com solos similares.


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Assunto

cartografia de solos, levantamento pedológioco detalhado, sensoriamento remoto, relação solo-paisagem, soil cartography, detailed soil survey, remote sensing, soil-landscape relationship

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