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Dados do Trabalhos de Conclusão

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
AGRONOMIA (CIÊNCIAS DO SOLO) (31002013002P7)
Educação Presencial
Mapeamento digital de propriedades do solo como apoio no planejamento sustentável do uso da terra
FRANCISCO IVO DOS SANTOS AGUIAR
DISSERTAÇÃO
27/02/2023

Nas últimas décadas, houve uma crescente demanda por informações acerca da distribuição espacial de propriedades e classes de solos, com isso, foram desenvolvidas técnicas computacionais mais modernas chamado de Mapeamento Digital de Solos. O objetivo geral deste trabalho foi estimar a variabilidade espacial das propriedades do solo: areia e argila do município com uso de krigagem ordinária, e correlacionar com variáveis ambientais de forma a auxiliar a interpretação dos mapas gerados. A área de estudo corresponde ao município de Bom Jardim, RJ. Para compor o banco de dados de solos, foram utilizados 209 perfis de solo, coletadas conforme o SiBCS, no total de 603 amostras. O modelo digital de elevação (MDE) foi gerado para representar a altimetria da área de estudo e, posteriormente, foram extraídos os atributos básicos do terreno: declividade, altura da declividade, aspecto, índice de profundidade de vale, índice de umidade topográfico e fator - LS. Buscando atingir o objetivo do presente estudo foram obtidas imagens orbitais do sensor Multispectral Instrument (MSI), instalado a bordo do satélite Sentinel-2B. O software livre QGIS 3.10.4 foi utilizado para préprocessamento das imagens, processamento do NDVI (Índice de Vegetação da Diferença Normalizada), SAVI (Índice de Vegetação Ajustado ao Solo), Clay Minerals Ratio (CM), Iron Oxide Ratio (IO), e as banda de 1 a 12 para serem utilizados como covariáveis derivadas de sensoriamento remoto. Os procedimentos estatísticos para analisar os dados e implementar as funções de profundidade do solo foram feitos no programa de livre acesso R, através do pacote Algoritmos para Pedologia Quantitativa (AQP). Com relação a estatística básica do conjunto de dados, para identificação de outliers, fez-se o uso de boxplots. Para determinação da normalidade dos dados, aplicou o teste de Kolmogorov-Smirnov, ao nível de 5% de probabilidade. Após a análise estatística, realizou-se a análise geoestatística dos dados. A modelagem do semivariograma experimental seguiu os princípios estabelecidos pela hipótese intrínseca. Após a modelagem dos semivariogramas, fez-se uso da técnica krigagem ordinária (KO) para a interpolação de valores em locais não mostrados. Conclui-se que, as covariáveis de terreno derivadas do modelo digital de elevação podem representar os fatores formadores do solo, bem como para estabelecer áreas de aptidão agrícola em áreas montanhosas, como Bom Jardim - RJ. Todas as propriedades do solo apresentaram estrutura de dependência espacial e se ajustaram melhor ao modelo esférico. A espacialização das propriedades do solo na área de estudo mostrou-se muito eficiente na compreensão da variabilidade espacial com o uso da Krigagem Ordinária.

Krigagem Ordinária;Levantamento de solos;Mineração de dados;Covariáveis ambientais;Geoestátística
In recent decades, there has been a growing demand for information about the spatial distribution of soil properties and classes, so modern computational techniques as Digital Soil Mapping have been developed. The general objective of this study was to predict the spatial variability of the soil properties: sand, clay and organic carbon contents by ordinary kriging and to correlate the results with topographic and remote sensing covariates. The study area took place in the municipality of Bom Jardim, RJ. To compose the soil database, 209 soil profiles were used, in a total of 603 samples. The digital elevation model (DEM) was generated to represent the altimetry of the study area and, subsequently, the basic attributes of the terrain were extracted: slope, slope height, aspect, valley depth index, topographic humidity index and factor - LS. Seeking to achieve the objective of the present study, orbital images were obtained from the Multispectral Instrument (MSI) sensor, installed on board the Sentinel-2B satellite. The free software QGIS 3.10.4 was used for pre-processing the images, processing the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index), Clay Minerals Ratio (CM), Iron Oxide Ratio (IO ), and bands 1 to 12. The statistical procedures to analyze the data and implement the soil depth functions were performed in the open access program R. To plot the soil depth functions, the Algorithms for Quantitative Pedology (AQP) package was used. Regarding the basic statistics of the data set, to identify outliers, boxplots were used. To determine the normality of the data, the Kolmogorov-Smirnov test was applied, at a 5% probability level. After the statistical analysis, the geostatistical analysis of the data was carried out. The modeling of the experimental semivariogram followed the principles established by the intrinsic hypothesis. After modeling the semivariograms, the ordinary kriging (KO) technique was used to interpolate values in locations not sampled. It is concluded that the terrain covariates derived from the digital elevation model can represent the soil forming factors and can be used in the digital mapping of soils in the area, as well as to establish areas of agricultural suitability in mountainous areas, such as Bom Jardim - RJ. All soil properties showed spatial dependence structure and better fit the spherical model. The spatialization of soil properties in the study area proved to be very efficient in understanding the spatial variability with the use of Ordinary Kriging.
Ordinary Kriging;Soil survey;Data mining;Environmental covariates;Geostatistics.
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PORTUGUES
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO
O trabalho possui divulgação autorizada
FRANCISCO_IVO_DOS_SANTOS_08_12_21_RevHSKP_Final.pdf

Contexto

PEDOLOGIA E FÍSICA DO SOLO
MORFOLOGIA, GÊNESE E CLASSIFICAÇÃO DE SOLOS
TÉCNICAS DE MAPEAMENTO DIGITAL APLICADAS À PEDOLOGIA E AO LEVANTAMENTO DE SOLOS

Banca Examinadora

HELENA SARAIVA KOENOW PINHEIRO
DOCENTE - PERMANENTE
Sim
Nome Categoria
HELENA SARAIVA KOENOW PINHEIRO Docente - PERMANENTE
WALDIR DE CARVALHO JUNIOR Participante Externo
ISMENIA RIBEIRO DE OLIVEIRA Participante Externo

Financiadores

Financiador - Programa Fomento Número de Meses
CONS NAC DE DESENVOLVIMENTO CIENTIFICO E TECNOLOGICO - Auxilio Financeiro 24
UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO RIO DE JANEIRO - Infraestrutura 24

Vínculo

Servidor Público
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Ensino e Pesquisa
Sim
Capes
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