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Mapeamento digital de atributos do solo utilizando aprendizado de máquina

RESUMO

O mapeamento de atributos químicos do solo em larga escala pode acarretar em ganhos no planejamento de uso e ocupação do mesmo. Existem diferentes técnicas disponíveis para tal fim, cujos desempenhos devem ser testados para diferentes situações de paisagem. Objetivou-se neste trabalho espacializar atributos químicos do solo, comparando oito métodos para predição. Como variáveis independentes foram utilizados 40 atributos morfométricos gerados a partir do modelo digital de elevação, além de dados geofísicos, imagens do satélite Landsat 8 e o NDVI. Calculou-se todas combinações possíveis entre as bandas do satélite, gerando 28 novas variáveis. Também foram feitas combinações entre as bandas de Th, U e K obtidas dos dados geofísicos, gerando outras três variáveis. As últimas variáveis calculadas foram as distâncias entre os quatro pontos das extremidades da bacia (d1, d2, d3 e d4). As variáveis dependentes do modelo foram teores de Al, Ca, Fe, K, Mg, Na, Si, Ti, Cr, Cu, Mn, Ni, P, Pb, V, Zn, Zr, S e Cl. Foram utilizadas 200 amostras de solo, coletadas em 100 pontos em duas profundidades (0-10 e 10-30 cm), e os elementos totais foram determinados em analisador de fluorescência de raios-X. Random Forest mostrou-se superior aos demais para predizer os atributos químicos do solo nas duas profundidades, sendo indicado para predição dos atributos dos solos da região de estudo. As variavéis espaciais mostraram-se altamente prescindíveis, devendo ser consideradas nas modelagens dos elementos químicos do solo. É possível a predição dos elementos com R2 variando de 0,32 a 0,62 pelos métodos testados.

Palavras-chave:
XRF; Abordagem espacial; Modelos de predição

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