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Type: Dissertação
Title: Classificação e mapeamento preditivos do solo na região de Volta Grande do Rio Uruguai – SC/RS
Authors: Sandra Cristina Deodoro
First Advisor: Plínio da Costa Temba
First Co-advisor: William Zanete Bertolini
metadata.dc.contributor.advisor-co2: Marcelo Antônio Nero
First Referee: Marcos Antônio Timbó Elmiro
Second Referee: Ricardo Alexandrino Garcia
Third Referee: Fábio Soares de Oliveira
Abstract: O solo é um recurso natural que pode ser analisado a partir de suas funções antrópicas e (geo)ecossistêmicas. O conhecimento da granulometria do solo (proporção das frações granulométricas) faz-se importante sob estes contextos, principalmente das camadas superficiais as quais são as primeiras a serem erodidas. Além disso, a granulometria constitui importante característica devido à sua relação com outras propriedades do solo tais como estrutura, porosidade, permeabilidade, fertilidade, química e conteúdo de umidade. Há uma crescente necessidade por informações espacialmente contínuas e quantitativas de solo para modelagem e gestão ambiental, em diferentes escalas cartográficas. A falta de amostragem de dados é geralmente compensada por resultados de predição e modelagem cujos procedimentos, conhecidos como mapeamento preditivo de solo, são especialmente desenvolvidos para estimar distribuição espacial de variáveis do solo. Mapeamento digital de solo constitui-se uma abordagem útil para predição espacial de atributos do solo. Tal abordagem envolve uma relação entre o solo e as variáveis ambientais, baseada em modelos estatísticos e geoestatísticos, para criar mapa preditivo ou derivar valores de propriedades de solo em locais sem medição a partir de dados coletados de campo. A presente dissertação tem como objetivo a elaboração de um mapa da granulometria superficial do solo (topsoil) na bacia do Rio Uruguai (divisa entre os Estados de Santa Catarina e Rio Grande do Sul), no trecho conhecido como Volta Grande, por meio de dados espectrais de solo coletados do sensor MSI do satélite Sentinel-2, dados de campo (amostragem granulométrica), modelagem estatística preditiva (Análise Discriminante) e interpolação ponderada pelo inverso da distância (IDW). Os resultados mostraram que a granulometria do solo foi classificada a uma acurácia de 71% conforme Índice de Kappa, com predomínio de argila. Apoiados em dados morfométricos e no Índice MRVBF – Multiresolution Index of Valley Bottom Flatness –, derivados do MDE SRTM GL1 (12,5 m), a maior parte da área foi representada por colúvios argilosos, coerentemente com as observações de campo e com os extensos segmentos declivosos de vertente amplamente distribuídos. Concluiu-se que a ocorrência de colúvio-aluvio às margens do Rio Uruguai, nas áreas de planície, indica contribuição das vertentes na dinâmica pedogeomorfológica da área de estudo e não somente dinâmica fluvial. Com base nos resultados, a metodologia aplicada neste trabalho demonstrou que produtos e técnicas de sensoriamento remoto, aliados à modelagem estatística, possuem potencial utilidade como conhecimentos e técnicas auxiliares para obtenção, análise e mapeamento de atributos do solo, como a granulometria. A dissertação é original e envolve conceitos interdisciplinares de sensoriamento remoto e pedogeomorfomogia, integrados por modelagem estatística e sistema de informação geográfica. Como implicação prática, apresenta o solo como recurso natural importante para análise ambiental. Por utilizar dados de um sensor relativamente recente (2015), quando comparado com outros como o Landsat, apresenta as potencialidades e limitações deste instrumento para aplicações em modelagem inferencial dos atributos do solo.
Abstract: Soil is a natural resource that can be analysed from its anthropic and (geo)ecosystem functions. The knowledge of soil texture (proportion of particle size) is important under these contexts, mainly of the upper layers (surface-based), which are the first to be eroded. In addition, the texture is an important characteristic due to its relationship with other soil properties such as structure, porosity, permeability, fertility, chemistry and moisture content. There is a growing need for spatially continuous and quantitative soil information for environmental modelling and management, at different cartographic scales. The lack of data sampling is overcome, generally, by prediction and modelling results whose procedures, known as predictive soil mapping, are specially developed to estimate the spatial distribution of soil variables. Digital soil mapping is a useful approach for spatial prediction of soil attributes. Such an approach involves a relationship between the soil and the environmental variables, based on statistical and geostatistical models, to create a predictive map or derive soil property values in unsampled locations. The present study aims to map the granulometry of the soil (topsoil) in the Uruguay River basin (between the states of Santa Catarina and Rio Grande do Sul, Brazil), in the stretch known as Volta Grande. The methods used in this research were the spectral data collected from the MSI sensor of the Sentinel-2 satellite, fieldworks sampling (soil particle-size analysis), predictive statistical modelling (Discriminant Analysis) and IDW interpolation. The results showed an accuracy of 71% in the soil texture classification, according to the Kappa index, with predominance of clay. Based on the morphometric data and in the MRVBF index – Multiresolution Index of Valley Bottom Flatness – derived from the SRTM GL1 DEM (12,5m), most of the area was represented by clayey colluviums, which is coherent with field observations and with extensive sloping segments of slopes widely distributed in that area. It can be concluded that the occurrence of colluvium-alluvium on the banks of the Uruguay River, in the lowland areas, indicates the contribution of the slopes in the pedogeomorphological dynamics of the study area and not only of river dynamics. Based on the results, therefore, the methodology applied in this research demonstrated that remote sensing products and techniques, together with multivariate statistics and statistical modelling, have potential utility as both knowledge and auxiliary techniques for obtaining, analysing and mapping soil texture. This thesis is original and involves interdisciplinary concepts of remote sensing and pedogeomorphology, integrated into statistical modelling and geographic information system. As a practical implication, it presents the soil as an important natural resource for environmental analysis. It also shows the capabilities and limitations of the Sentinel-2 satellite for predicting and modelling soil attributes, since the MSI sensor is relatively recent (2015) when compare with others such as the Landsat.
Subject: Modelagem de dados – Aspectos ambientais
Solos – Uruguai, Rio, Bacia
Materiais granulados
Modelagem gráfica (Estatística)
language: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Minas Gerais
Publisher Initials: UFMG
metadata.dc.publisher.department: IGC - INSTITUTO DE GEOCIENCIAS
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Análise e Modelagem de Sistemas Ambientais
Rights: Acesso Aberto
URI: http://hdl.handle.net/1843/34379
Issue Date: 16-Oct-2020
Appears in Collections:Dissertações de Mestrado



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