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Pesquisa Agropecuária Brasileira, Volume: 47, Número: 9, Publicado: 2012
  • Apresentação Apresentação

    Lopes, Maurício Antonio
  • Editorial Editorial

    Queiroz, Emilson França de
  • Pesquisa, desenvolvimento e inovações geoespaciais para a agropecuária Prefácio

    Batistella, Mateus; Bolfe, Édson Luis
  • Classificação de uso e cobertura da terra na Amazônia brasileira por meio de imagens de satélite Special Collaboration

    Lu, Dengsheng; Batistella, Mateus; Li, Guiying; Moran, Emilio; Hetrick, Scott; Freitas, Corina da Costa; Dutra, Luciano Vieira; Sant'Anna, Sidnei João Siqueira

    Resumo em Português:

    A classificação de uso e cobertura da terra é uma das principais aplicações do sensoriamento remoto. Contudo, a precisão no mapeamento da distribuição espacial do uso/cobertura da terra é um desafio, principalmente em regiões tropicais úmidas, em razão do complexo ambiente biofísico e das limitações dos dados de sensoriamento remoto per se. Este trabalho revisa experimentos relacionados à classificação do uso/cobertura da terra na Amazônia brasileira, durante uma década. A partir de análise compreensiva dos resultados de classificação, conclui-se que a informação espacial, em dados de sensoriamento remoto, tem papel fundamental na melhoria da classificação de uso/cobertura da terra. A incorporação de imagens de textura, em bandas multiespectrais, e o uso de método baseado em segmentação são formas importantes de melhorar a classificação, especialmente para imagens de alta resolução espacial. A fusão de dados de imagens de resolução múltipla dentro de dados do sensor ótico é vital para a interpretação visual, mas pode não melhorar o desempenho da classificação. Em contraste, a integração de dados ópticos e de radar melhorou o desempenho da classificação, quando o método adequado de fusão de dados foi utilizado. Entre os algoritmos de classificação disponíveis, o classificador de máxima verossimilhança ainda é importante para se obter precisão razoável, mas algoritmos não paramétricos, como a análise por árvore de decisão, podem promover melhores resultados. Porém, algoritmos não paramétricos geralmente demandam mais tempo para obtenção da parametrização otimizada. O uso adequado de métodos baseados em hierarquia é fundamental para a precisão na classificação de uso/cobertura da terra, sobretudo em dados de sensoriamento remoto antigos.

    Resumo em Inglês:

    Land use/cover classification is one of the most important applications in remote sensing. However, mapping accurate land use/cover spatial distribution is a challenge, particularly in moist tropical regions, due to the complex biophysical environment and limitations of remote sensing data per se. This paper reviews experiments related to land use/cover classification in the Brazilian Amazon for a decade. Through comprehensive analysis of the classification results, it is concluded that spatial information inherent in remote sensing data plays an essential role in improving land use/cover classification. Incorporation of suitable textural images into multispectral bands and use of segmentation‑based method are valuable ways to improve land use/cover classification, especially for high spatial resolution images. Data fusion of multi‑resolution images within optical sensor data is vital for visual interpretation, but may not improve classification performance. In contrast, integration of optical and radar data did improve classification performance when the proper data fusion method was used. Among the classification algorithms available, the maximum likelihood classifier is still an important method for providing reasonably good accuracy, but nonparametric algorithms, such as classification tree analysis, have the potential to provide better results. However, they often require more time to achieve parametric optimization. Proper use of hierarchical‑based methods is fundamental for developing accurate land use/cover classification, mainly from historical remotely sensed data.
  • Análise quantitativa de parâmetros biofísicos de bacia hidrográfica obtidos por sensoriamento remoto Agrometeorologia

    Oliveira, Leidjane Maria Maciel de; Montenegro, Suzana Maria Gico Lima; Antonino, Antônio Celso Dantas; Silva, Bernardo Barbosa da; Machado, Célia Cristina Clemente; Galvíncio, Josiclêda Domiciano

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar quantitativamente os parâmetros biofísicos obtidos por sensoriamento remoto, para a área de abrangência da Bacia Hidrográfica do Rio Tapacurá, em Pernambuco. Utilizaram-se imagens do TM‑Landsat 5 de 10/7/1989, 6/7/2005 e 29/8/2007. As imagens foram registradas pela correção geométrica polinomial de primeira ordem. Foram realizadas as etapas de calibração radiométrica, reflectância, albedo planetário e transmissividade e, subsequentemente, geraram-se cartas temáticas de albedo e de temperatura da superfície, e do índice de vegetação melhorado ("enhanced vegetation index", EVI). O albedo da superfície apresentou valores médios crescentes entre as imagens obtidas em 1989 e 2005, o que indica expansão territorial urbana. A imagem de 29/8/2007 mostrou maior temperatura da superfície, seguida das temperaturas mostradas nas imagens de 10/7/1989 e 6/7/2005, e os maiores valores foram os das malhas urbanas. A imagem de 1989 mostrou o maior valor médio de EVI, o que indica ter havido, naquela data, maior presença de vegetação.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to quantitatively evaluate the biophysical parameters, obtained by remote sensing, for the range area of the Tapacurá River Basin, in Pernambuco state, Brazil. Landsat 5‑TM images of 7/10/1989, 7/6/2005, and 8/29/2007 were used. The images were registered with a polynomial geometric correction of first order. Radiometric calibration, reflectance, transmittance and planetary albedo were calculated and, subsequently, thematic maps of surface albedo, surface temperature and enhanced vegetation index (EVI) were generated. The surface albedo showed increasing average values between the 1989 and 2005 images, which indicates the urban territorial expansion. The image of 8/29/2007 showed the highest land surface temperature, followed by the temperatures showed in the images of 7/10/1989 and 7/6/2005, and the highest values were those of the urban networks. The 1989 image showed the highest average value for EVI, which indicates that there was a higher vegetation presence in that date.
  • Evapotranspiração e estimativa da água consumida em perímetro irrigado do Semiárido brasileiro por sensoriamento remoto Agrometeorologia

    Silva, Bernardo Barbosa da; Braga, Alexandra Chaves; Braga, Célia Campos; Oliveira, Leidjane Maria Maciel de; Galvíncio, Josiclêda Domiciano; Montenegro, Suzana Maria Gico Lima

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi mapear a evapotranspiração real (ETr) e determinar o volume de água utilizado no projeto de irrigação de São Gonçalo, PB, no Semiárido brasileiro, com auxílio do sensoriamento remoto. Foram adquiridas imagens TM/Landsat 5 da área em estudo, em 2008, que foram utilizadas na obtenção dos mapas temáticos da ETr diária. Selecionaram-se dois pomares de coqueiro‑anão para validação dos resultados da evapotranspiração obtida com o "surface energy balance algorithm for land" (ET Sebal) e com o método FAO‑56 (ET FAO). Para determinação da ET FAO, utilizou-se o produto entre o coeficiente de cultura, o coeficiente de ajuste e a evapotranspiração de referência. As diferenças obtidas, com uso das duas técnicas, resultaram em raiz do erro quadrado médio, erro relativo médio e erro absoluto médio iguais a 0,53 mm, 9,46% e 0,43 mm, respectivamente. Nas áreas irrigadas, a ETr representou 85% do saldo de radiação e, nas de sequeiro, apenas 12,5%. O mapeamento da ETr delimitou claramente as áreas irrigadas das de sequeiro, bem como as diferenças existentes no interior do perímetro irrigado do projeto em investigação. O volume de água empregado no projeto de irrigação representa, somente no período de julho a dezembro, mais de 60% da capacidade do açude de São Gonçalo.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to map the actual evapotranspiration (ETr) and to determine the volume of water used in the irrigation project of São Gonçalo, PB, in the Brazilian Semiarid Region, using remote sensing. TM/Landsat 5 images were acquired from the study area, in 2008, and were used to obtain thematic maps of daily ETr. Two dwarf coconut crops were selected for validation of the results of evapotranspiration obtained by the surface energy balance algorithm for land (ET Sebal) and the FAO‑56 method (ET FAO). In order to determine ET FAO, the product between the culture coefficient, the adjustment coefficient, and the reference evapotranspiration was used. The differences obtained by the two techniques resulted in root mean square error, mean relative error, and mean absolute error equal to 0.53 mm, 9.46%, and 0.43 mm, respectively. In the irrigated areas, ETr represented about 85% of net radiation and, in rainfed plots, only 12.5%. The mapping of ETr clearly delimitated the irrigated and nonirrigated plots, as well as the differences within the irrigated perimeter of the project under investigation. The volume of water applied in the irrigation project, only in the period from July to December, represents more than 60% of the capacity of the São Gonçalo reservoir.
  • Geotecnologias aplicadas à avaliação de parâmetros biofísicos do Pantanal Agrometeorologia

    Andrade, Ricardo Guimarães; Sediyama, Gilberto Chohaku; Paz, Adriano Rolim da; Lima, Evaldo de Paiva; Facco, Alexandro Gomes

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar parâmetros biofísicos de superfície do Bioma Pantanal com a aplicação de geotecnologias. Foram utilizados o algoritmo Sebal ("surface energy balance algorithm for land"), imagens do sensor Modis ("moderate‑resolution imaging spectroradiometer") e o mapa de classes de uso e cobertura da terra. Os resultados obtidos para NDVI, temperatura da superfície, albedo, fluxo de calor sensível diário, saldo de radiação diário e evapotranspiração real diária foram consistentes com dados de literatura para os diferentes usos e cobertura da terra, e corroboram a eficiência da capacidade analítica e sinóptica das estimativas do Sebal. Tais resultados mostram o potencial de geotecnologias na implementação de modelos ou algoritmos voltados para a compreensão da dinâmica de processos biofísicos de interação solo‑planta‑atmosfera do Pantanal.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate surface biophysical parameters of the Pantanal biome, Brazil, by the application of geotechnologies. The Sebal algorithm, Modis imagery, and land use and land cover map were used. The obtained results for NDVI, surface temperature, albedo, daily sensible heat flux, daily net radiation and daily actual evapotranspiration were consistent with literature data for the different land use and land cover classes, and corroborate the analytical and synoptic capacity of Sebal estimates. These results show the potential of geotechnologies in the implementation of models or algorithms developed for the understanding of biophysical process dynamics related to the soil‑plant‑atmosphere interactions in Pantanal.
  • Interpoladores geoestatísticos na análise da distribuição espacial da precipitação anual e de sua relação com altitude Agrometeorologia

    Carvalho, José Ruy Porto de; Assad, Eduardo Delgado; Pinto, Hilton Silveira

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi quantificar a contribuição da variável auxiliar altitude, na estimativa da distribuição espacial da precipitação anual média no Estado de São Paulo. A estatística quadrado médio do erro (QME) foi usada em dois conjuntos de observações de precipitação anual média (1957 a 1997): o completo, com 1.027 observações, e o reduzido, com 445. Bolsões de precipitação foram perfeitamente definidos nos mapas de variabilidade espacial que utilizaram o conjunto completo de dados, e indicaram a existência de possíveis microclimas. O interpolador geoestatístico de krigagem ordinária apresentou desempenho 82 vezes mais preciso que o interpolador do inverso do quadrado da distância, quando o QME foi usado como critério de comparação para o conjunto de dados completo. Para o conjunto reduzido, essa magnitude foi de duas vezes. Os erros de estimação obtidos por krigagem ordinária foram menores no conjunto completo, enquanto os obtidos por cokrigagem ordinária foram menores no reduzido. Isso indica que esses interpoladores devem ser usados para determinação da distribuição espacial da precipitação anual média. O uso da altitude como variável auxiliar beneficia o interpolador de cokrigagem ordinária e define microrregiões mais uniformes quanto à distribuição espacial da precipitação anual média.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to quantify the contribution of the auxiliary variable elevation in the estimate of the spatial distribution of annual average rainfall in the state of São Paulo, Brazil. The statistic mean square error (MSQR) was used in two observation sets for the mean annual rainfall (1957 to 1997): a full set, with 1,027 observations, and a reduced one, with 445. Areas of rainfall concentration were clearly defined in spatial variability maps that used the full data set, indicating possible microclimates. Ordinary kriging geostatistical interpolation had a performance 82 times more accurate than that of interpolation by the inverse square of the distance when the MSQR was used as a benchmark for the full set. For the reduced set, this magnitude was of two times. The estimation errors obtained by ordinary kriging were lower in the full set, whereas those obtained by ordinary cokriging were lower in the reduced one. This indicates that these interpolators should be used for determining the spatial distribution of annual average rainfall. The use of altitude as an auxiliary variable benefits the ordinary cokriging interpolator and defines more uniform micro regions as to the spatial distribution of annual average rainfall.
  • Técnicas de geoinformação para estimativa do balanço hídrico em eucalipto Agrometeorologia

    Facco, Alexandro Gomes; Ribeiro, Aristides; Pruski, Fernando Falco; Monteiro, Welliam Chaves; Leite, Fernando Palha; Andrade, Ricardo Guimarães; Menezes, Sady Júnior Martins da Costa de

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da topografia no balanço de radiação e na disponibilidade hídrica em microbacia hidrográfica com plantio de eucalipto, bem como verificar os efeitos dos plantios de eucalipto na regularização do escoamento da água. Foram monitorados os componentes do balanço hídrico em uma microbacia hidrográfica localizada na região Leste do Estado de Minas Gerais. Os componentes do balanço hídrico foram computados pontual e espacialmente, em escala horária, para a camada útil do solo. Os resultados foram comparados com os valores medidos a partir da lâmina escoada pelo curso d'água. Nos meses em que houve disponibilidade de água no solo, os valores médios da transpiração real, estimada a partir do método espacial, foram maiores que os estimados pelo método pontual. A estimativa do balanço hídrico é mais eficiente quando considera os efeitos do relevo. As florestas de eucalipto regulam o escoamento de água em microbacias hidrográficas.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the influence of topography on radiation balance and water availability in micro watersheds planted with eucalyptus, and to verify the effects of eucalyptus plantations in regulating water flow. Water balance components were monitored in a micro watershed located in the Eastern region of the state of Minas Gerais, Brazil. Water balance components were computed punctually and spatially, in hourly time scale, for the useful layer of soil. The results were compared with the values measured from the water depth drained by the watercourse. In months with soil water availability, the average values of real transpiration estimated by the spatial method were higher than those estimated by the punctual method. Water balance estimation is more efficient when it considers the relief effects. Eucalyptus forests regulate water flow in micro watersheds.
  • Classificação orientada a objetos aplicada na caracterização da cobertura da terra no Araguaia Sensoriamento Remoto

    Fernandes, Rener Ribeiro; Nunes, Gustavo Manzon; Silva, Thiago Sanna Freire

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi utilizar a classificação orientada a objetos em imagens TM/ Landsat‑5, para caracterizar classes de uso e cobertura da terra, na região do Médio Araguaia. A cena 223/068, adquirida em 5/9/2010, foi submetida a correção radiométrica, atmosférica e geométrica, como etapas de pré‑processamento. Em seguida, foram geradas duas imagens por meio das matemáticas de bandas espectrais do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) e do índice de água por diferença normalizada modificado (MNDWI), utilizados na classificação de imagens. Para a segmentação destas, utilizaram-se os parâmetros de escala 250, 200, 150, 100, 50, os algoritmos "assign class" e "nearest neighbor", e os descritores de média, área e relação de borda. Foi empregada matriz de confusão, para avaliar a acurácia da classificação, por meio do coeficiente de exatidão global e do índice de concordância Kappa. A exatidão global para o mapeamento foi de 83,3%, com coeficiente Kappa de 0,72. A classificação foi feita quanto às fitofisionomias do Cerrado, ao uso antrópico e urbano da terra, a corpos d'água e a bancos de areia. As matemáticas de bandas espectrais utilizadas apresentam resultados promissores no delineamento das classes de cobertura da terra no Araguaia.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to use object‑oriented classification in TM/Landsat‑5 images to characterize land use and land cover classes in the Araguaia region. The scene 223/068, acquired on 9/5/2010, was subjected to the following pre‑processing stages: radiometric, atmospheric, and geometric corrections. Two images were generated by the mathematical spectral bands normalized difference vegetation index (NDVI) and modified normalized difference water index (MNDWI), which were used in the classification process. For image segmentation, the scale parameters 250, 200, 150, 100, 50, the algorithms assign class and nearest neighbor, and the attributes of average, area, and border ratio were used. A confusion matrix was used to assess the accuracy of the classification, using the overall accuracy coefficient and the Kappa index of agreement. Overall accuracy for mapping was 83.3%, with Kappa coefficient of 0.72. The classification was done as to Cerrado physiognomies, anthropic and urban use of the land, water bodies, and sand banks. The mathematical spectral bands used are promising for delineating classes of the land cover in Araguaia.
  • Correlação de variáveis espectrais e estoque de carbono da biomassa aérea de sistemas agroflorestais Sensoriamento Remoto

    Bolfe, Édson Luis; Batistella, Mateus; Ferreira, Marcos César

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a correlação entre variáveis espectrais e o estoque de carbono da biomassa aérea de sistemas agroflorestais da região de Tomé‑Açu, PA. Foram testados 24 índices de vegetação de três grupos (razão simples, diferença normalizada e complexos), gerados a partir de imagens do sensor TM/Landsat‑5, adquiridas em 2008. As variáveis obtidas foram correlacionadas, por meio de regressão linear simples, ao estoque de carbono de quatro classes de sistemas agroflorestais, de diferentes idades e composições florísticas. As correlações obtidas entre as variáveis espectrais e o estoque de carbono foram significativas em 47% dos índices testados e variaram de acordo com as diferenças de biomassa nos sistemas analisados. As melhores correlações foram obtidas pelos índices de vegetação de razão simples e de diferença normalizada, em sistemas agroflorestais jovens, e pelos índices de vegetação complexos, em sistemas agroflorestais mais antigos.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the correlation between spectral variables and aboveground carbon stock of agroforestry systems in the region of Tomé‑Açu, PA, Brazil. Twenty‑four vegetation indices from three groups (simple ratio, normalized difference, and complex), calculated from images of the TM/Landsat‑5 sensor acquired in 2008, were tested. The obtained variables were correlated, by means of simple linear regression, to carbon stock from four agroforestry systems with different ages and floristic composition. The correlations obtained among spectral variables and carbon stock were significant in 47% of the tested indices and changed according to the differences in biomass of the analyzed systems. The best correlations were obtained by the simple ratio and normalized difference indices in young agroforestry systems, and by complex vegetation indices in older agroforestry systems.
  • Estimativa de área agrícola por meio de séries temporais Modis NDVI no Estado do Mato Grosso Remote Sensing

    Victoria, Daniel de Castro; Paz, Adriano Rolim da; Coutinho, Alexandre Camargo; Kastens, Jude; Brown, J. Christopher

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar um método simples, semiautomatizado, para o mapeamento de áreas agrícolas no Estado do Mato Grosso. A transformada de Fourier foi aplicada sobre séries temporais de produtos dos índices de vegetação do sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (Modis). Este procedimento permite avaliar a amplitude das alterações periódicas da resposta da vegetação no tempo e identificar áreas com forte variação sazonal relacionadas à produção agrícola. Foram geradas máscaras anuais das áreas agrícolas de 2006 a 2009 e feitas estimativas de área cultivada em cada município, por sensoriamento remoto. Houve boa concordância com dados oficiais de área plantada, principalmente para municípios com mais de 10% de área agrícola (R² = 0,89), mas baixa concordância para municípios com menos de 5% de área agrícola (R² = 0,41). A metodologia avaliada pode ser utilizada para o mapeamento anual de áreas agrícolas extensas nos grandes centros produtores do Brasil.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate a simple, semi‑automated methodology for mapping cropland areas in the state of Mato Grosso, Brazil. A Fourier transform was applied over a time series of vegetation index products from the moderate resolution imaging spectroradiometer (Modis) sensor. This procedure allows for the evaluation of the amplitude of the periodic changes in vegetation response through time and the identification of areas with strong seasonal variation related to crop production. Annual cropland masks from 2006 to 2009 were generated and municipal cropland areas were estimated through remote sensing. We observed good agreement with official statistics on planted area, especially for municipalities with more than 10% of cropland cover (R² = 0.89), but poor agreement in municipalities with less than 5% crop cover (R² = 0.41). The assessed methodology can be used for annual cropland mapping over large production areas in Brazil.
  • Estimativa amostral objetiva de área plantada regional, apoiada em imagens de sensoriamento remoto Sensoriamento Remoto

    Luiz, Alfredo José Barreto; Formaggio, Antônio Roberto; Epiphanio, José Carlos Neves; Arenas‑Toledo, John Mauricio; Goltz, Elizabeth; Brandão, Daniela

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi desenvolver e avaliar um método para estimar a área plantada de soja em escala regional e calcular o erro estatístico associado à estimação. O método (Geosafras), que associa técnicas de amostragem estatística com características das imagens obtidas por sensoriamento remoto orbital, foi aplicado para obter estimativa amostral objetiva da área cultivada com soja, na safra de 2005/2006, no Estado do Rio Grande do Sul. Os municípios produtores de soja, no RS, foram distribuídos em dez estratos, com base em dados pré‑existentes de área cultivada com a cultura. O número de municípios selecionados, em cada estrato, seguiu a regra de alocação de Neyman. Em cada município selecionado, foram aleatorizados pontos correspondentes aos pixels das imagens, classificados como "soja" ou "não soja" após visita a campo. A partir dos dados de 3.000 pontos distribuídos nos 30 municípios selecionados, nos dez estratos, foi estimada a área cultivada com soja no RS, que totalizou 4.069.887 ha, com coeficiente de variação (CV) de 3,4%. Esta estimativa foi consistente com os dados oficiais. O método amostral objetivo estratificado, auxiliado por sensoriamento remoto, permite estimar a área cultivada com soja no Rio Grande do Sul e é capaz de quantificar o erro associado à estimativa realizada.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to develop and evaluate a method for estimating soybean crop area on a regional scale and to calculate the statistical error associated with the estimate. The method (Geosafras), which combines statistical sampling techniques with characteristics of images obtained by orbital remote sensing, was applied to obtain an objective sampling estimation for soybean crop area in the 2005/2006 harvest season in the state of Rio Grande do Sul (RS), Brazil. Soybean‑producing municipalities in RS were distributed into ten strata according to preexisting data on the area cultivated with the crop. The number of municipalities selected in each stratum followed Neyman's allocation rule. In each selected municipality, points corresponding to the pixels of images were randomized and classified as "soybean" or "non‑soybean" after site visitation. From the data of 3,000 points in the 30 selected municipalities across the ten strata, soybean crop area in RS was estimated, totaling 4,069,887 ha, with a coefficient of variation (CV) of 3.4%. This estimate was consistent with official data. The stratified objective sampling method, supported by remote sensing, allows for the estimation of the area cultivated with soybean in the state of Rio Grande do Sul and is able to quantify the error associated with the calculated estimate.
  • Estimativa de área de soja por classificação de imagens normalizada pela matriz de erros Sensoriamento Remoto

    Antunes, João Francisco Gonçalves; Mercante, Erivelto; Esquerdo, Júlio César Dalla Mora; Lamparelli, Rubens Augusto de Camargo; Rocha, Jansle Vieira

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi estimar a área plantada com soja por meio da normalização da matriz de erros gerada a partir da classificação supervisionada de imagens TM/Landsat‑5. Foram avaliados oito municípios no Estado do Paraná, com dados referentes à safra de 2003/2004. As classificações foram realizadas por meio dos métodos paralelepípedo e máxima verossimilhança, dando origem à "máscara de soja". Os valores do índice Kappa dos oito municípios ficaram acima de 0,6. As estimativas de área de soja, corrigidas por matriz de erros, apresentaram alta correlação com as estimativas oficiais do estado e com as estimativas geradas a partir de um método alternativo denominado "expansão direta". A estimativa de área de soja por meio da normalização da matriz de erros apresenta menor custo e pode subsidiar métodos convencionais na estimativa menos subjetiva de safras.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to estimate soybean crop area by the normalization of the error matrix generated from the supervised classification of TM/Landsat‑5 images. Eight municipalities of the state of Paraná, Brazil, were evaluated using data from the 2003/2004 crop season. Classifications were carried out using the parallelepiped and maximum likelihood methods, resulting in a "soybean mask". Kappa index values for the eight municipalities were above 0.6. Estimated soybean areas, corrected by the error matrix, were highly correlated with official estimates of the state and with estimates generated from an alternative method called "direct expansion". Soybean crop area estimation by the normalization of the error matrix is less costly and can aid conventional methods in estimating harvests in a less subjective manner.
  • Estimativa de áreas com culturas de verão no Paraná, por meio de imagens multitemporais EVI/Modis Sensoriamento Remoto

    Johann, Jerry Adriani; Rocha, Jansle Vieira; Duft, Daniel Garbellini; Lamparelli, Rubens Augusto Camargo

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi estimar e mapear as áreas com as culturas de soja e milho, no Paraná, com uso de imagens multitemporais EVI/Modis. Foram avaliados os anos‑safra de 2004/2005 a 2007/2008. Em razão da alta dinâmica temporal e da heterogeneidade de datas de semeadura das culturas no estado, foram utilizadas cenas que contemplavam as fases de pré‑plantio e de desenvolvimento inicial das culturas, para gerar a imagem de mínimo EVI (IMIE), e cenas que consideravam o pico vegetativo das culturas, para gerar a imagem de máximo EVI (IMAE). Estas imagens foram utilizadas para gerar a composição colorida RGB (R, IMAE; GB, IMIE), o que permitiu a confecção de máscara das áreas com soja e milho. As estimativas das áreas de máscara por município foram comparadas com dados oficiais de produção agrícola municipal, tendo-se observado bons ajustes (R²>0,84, d>0,95, c>0,85) entre os dados. Para a avaliação da exatidão espacial das máscaras, imagens Landsat‑5/TM e AWiFS/IRS foram usadas como referência para construção da matriz de erros. Os resultados obtidos são indicativos de que a metodologia proposta é altamente eficiente e pode ser utilizada para mapeamento dessas culturas.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to estimate and map crop areas with soybean and corn in the state of Paraná, Brazil, using EVI/Modis images. The crop seasons from 2004/2005 to 2007/2008 were evaluated. Due to the high temporal dynamics and difference in sowing dates of the cultures within the state, scenes containing the pre‑planting and initial crop development phases were used to obtain the minimum EVI image (IMIE), and scenes at the peak of the crop cycle were used to obtain the maximum EVI image (IMAE). These images were used to generate the RGB color composition (R, IMAE; GB, IMIE), which allowed for the creation of masks of the areas planted with soybean and corn. The estimation of masked areas by municipality was compared with the municipal agricultural production official data, and good fits (R²>0.84, d>0.95, c>0.85) were observed between data. For spatial accuracy assessment, Landsat‑5/TM and AWiFS/IRS images were used as references to build the error matrix. The obtained results indicate that the proposed methodology is highly efficient and may be used as a model for cropland mapping.
  • Imagens multipolarizadas do sensor Palsar/Alos na discriminação das fases fenológicas da cana‑de‑açúcar Sensoriamento Remoto

    Picoli, Michelle Cristina Araujo; Lamparelli, Rubens Augusto; Sano, Edson Eyji; Rocha, Jansle Vieira

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial das imagens multipolarizadas do sensor‑radar Palsar/Alos em diferenciar as fases fenológicas da cana‑de‑açúcar. Valores digitais de quatro imagens do sensor, dos meses de fevereiro, maio, agosto e outubro de 2008, com polarizações HH (emissão e recebimento de onda na polarização horizontal) e HV (emissão de onda na polarização horizontal e recebimento na vertical), foram convertidos para coeficientes de retroespalhamento (σ°), para a análise de dados de cana‑de‑açúcar, cultivadas em talhões na região nordeste do Estado de São Paulo. Foram selecionadas três variedades, em diferentes estágios fenológicos: RB85‑5156, seis talhões; RB86‑7515, dez talhões; e RB92‑5345, dez talhões. As diferenças entre as fases fenológicas foram avaliadas para cada uma das variedades e, também, entre as variedades. A utilização simultânea ou não dos dados do sensor Palsar/Alos, obtidos em duas polarizações, foi capaz de discriminar as diferentes fases de crescimento da cana‑de‑açúcar, com exceção da fase de crescimento dos colmos e a fase de maturação, em que não foi observada diferença significativa.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the potential of multipolarized Palsar/Alos satellite images to discriminate phenological phases of sugarcane. Digital values from four digital images of February, May, August, and October 2008, with HH (sending and receiving wave in horizontal polarization) and HV polarizations (sending wave in horizontal polarization and receiving in vertical polarization), were converted to backscattering coefficients (σ°) for data analysis of sugarcane cultivated in the northeastern of the state of São Paulo, Brazil. Three varieties were selected at different phenological stages: RB85‑5156, six stands; RB86‑7515, ten stands; and RB92‑5345, ten stands. The differences between the phenological phases were analyzed for each variety, and also between varieties. The single or dual‑poralized Palsar/Alos data, obtained in two polarizations, were able of discriminating the different phases of sugarcane growth, except for the grand growth period and maturity phase, in which no significant difference was observed.
  • Índices de vegetação Modis aplicados na discriminação de áreas de soja Sensoriamento Remoto

    Risso, Joel; Rizzi, Rodrigo; Rudorff, Bernardo Friedrich Theodor; Adami, Marcos; Shimabukuro, Yosio Edemir; Formaggio, Antônio Roberto; Epiphanio, Rui Dalla Valle

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho do índice de vegetação realçado (EVI) e do índice de vegetação da diferença normalizada (NDVI) - ambos do sensor "moderate resolution imaging spectroradiometer" (Modis) -, para discriminar áreas de soja das áreas de cana‑de‑açúcar, pastagem, cerrado e floresta, no Estado do Mato Grosso. Foram utilizadas imagens adquiridas em dois períodos: durante a entressafra e por ocasião do pleno desenvolvimento da cultura da soja. Para cada classe analisada, foram selecionadas 31 amostras de mapas de referência e avaliadas as diferenças nos valores de cada índice de vegetação, para a classe soja, foram avaliadas frente às demais classes, por meio do teste de Tukey‑Kramer. Em seguida, foram avaliadas as diferenças entre os índices de vegetação, por meio do teste de Wilcoxon pareado. O NDVI apresentou melhor desempenho na discriminação das áreas de soja na entressafra, particularmente com uso das imagens do dia do ano (DA) 161 a 273, enquanto o EVI apresentou melhor desempenho no período de pleno desenvolvimento da cultura, especificamente com uso das imagens de DA 353 a 33. Portanto, o melhor resultado para classificação da soja, no Estado do Mato Grosso, via séries temporais do sensor Modis, pode ser obtida por meio do uso combinado do NDVI na entresssafra e do EVI no pleno desenvolvimento da soja.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the performance of the enhanced vegetation index (EVI) and the normalized difference vegetation index (NDVI) - both from the moderate resolution imaging spectroradiometer (Modis) sensor - to discriminate soybean cultivated areas from sugarcane, pasture, cerrado, and forest ones in the state of Mato Grosso, Brazil. Images acquired during two periods were used: off-season and maximum soybean crop development. For each analyzed class, 31 samples were selected from reference maps, and the differences in the values of each soybean vegetation index were evaluated against the other classes using the Tukey‑Kramer test. Afterwards, the differences between the vegetation indices were assessed using the Wilcoxon paired test. NDVI performed best in discriminating soybean areas during the off-season period, particularly when using images acquired from day of year (DOY) 161 to 273, whereas EVI performed best during maximum crop development, particularly when using images from DOY 353 to 33. Therefore, best classification results for soybean in the state of Mato Grosso can be achieved by coupling Modis NDVI images acquired during off-season period and EVI images acquired during the maximum crop development period.
  • Obstrução do horizonte calculada a partir de modelo digital de elevação Sensoriamento Remoto

    Weber, Eliseu José; Fontana, Denise Cibys

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a exatidão do cálculo da obstrução do horizonte, a partir de um modelo digital de elevação (MDE), em diferentes situações topográficas. O material utilizado incluiu um MDE disponível para a região da Serra Gaúcha, RS, receptores GPS, câmera digital, lente grande‑angular e os programas Idrisi, Arcview/ArcGIS e Solar Analyst. Foram adquiridas fotografias hemisféricas, e coletadas as coordenadas de 16 locais na área de estudo. As coordenadas e o MDE foram utilizados para calcular a obstrução do horizonte com uso do algoritmo Solar Analyst. Foram comparadas a fração aberta do céu calculada e a obtida pelas fotografias hemisféricas. O coeficiente de determinação foi de 0,8428, tendo-se observado superestimativa média de 5,53% da fração aberta do céu. Os erros são atribuídos principalmente à obstrução pela vegetação, que não pode ser identificada pelo MDE. A obstrução do horizonte, causada pelo relevo na Serra Gaúcha, pode ser calculada satisfatoriamente pelo Solar Analyst, a partir de um MDE interpolado de cartas topográficas na escala 1:50.000.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the accuracy of the horizon obstruction calculation, from a digital elevation model (DEM), at different topographic situations. The material used included an available DEM for the Serra Gaúcha region, RS, Brazil, GPS receivers, a digital camera, wide angle lens, and Idrisi, Arcview/ArcGIS and Solar Analyst softwares. For 16 locations in the study area, hemispherical photographs were acquired and coordinates were collected. Coordinates and DEM were used to calculate the horizon obstruction using the Solar Analyst algorithm. The open sky fraction computed from the DEM and obtained by hemispherical photograph were compared. Determination coefficient was 0.8428, and an average overestimation of 5.53% of the open sky fraction was observed. Errors are mainly attributed to obstruction caused by vegetation, which cannot be identified by the DEM. The horizon obstruction caused by relief in Serra Gaúcha can be computed satisfactorily by the Solar Analyst, from a DEM interpolated from topographical charts at 1:50,000 scale.
  • Séries temporais de NDVI do sensor SPOT Vegetation e algoritmo SAM aplicados ao mapeamento de cana‑de‑açúcar Sensoriamento Remoto

    Vicente, Luiz Eduardo; Gomes, Daniel; Victoria, Daniel de Castro; Garçon, Edlene Aparecida Monteiro; Bolfe, Édson Luis; Andrade, Ricardo Guimarães; Silva, Gustavo Bayma Siqueira da

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar o mapeamento de área de cana‑de‑açúcar por meio de série temporal, de seis anos de dados do índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI), oriundos do sensor Vegetation, a bordo do satélite "système pour l'observation de la Terre" (SPOT). Três classes de cobertura do solo (cana‑de‑açúcar, pasto e floresta), do Estado de São Paulo, foram selecionadas como assinaturas espectro‑temporais de referência, que serviram como membros extremos ("endmembers") para classificação com o algoritmo "spectral angle mapper" (SAM). A partir desta classificação, o mapeamento da área de cana‑de‑açúcar foi realizado com uso de limiares na imagem-regra do SAM, gerados a partir dos valores dos espectros de referência. Os resultados mostram que o algoritmo SAM pode ser aplicado a séries de dados multitemporais de resolução moderada, o que permite eficiente mapeamento de alvo agrícola em escala mesorregional. Dados oficiais de áreas de cana‑de‑açúcar, para as microrregiões paulistas, apresentam boa correlação (r² = 0,8) com os dados obtidos pelo método avaliado. A aplicação do algoritmo SAM mostrou ser útil em análises temporais. As séries temporais de NDVI do sensor SPOT Vegetation podem ser utilizadas para mapeamento da área de cana‑de‑açúcar em baixa resolução.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to assess sugarcane area mapping using six‑year‑old time series of normalized difference vegetation index (NDVI) data from the Vegetation sensor on board of the "système pour l'observation de la Terre" (SPOT) satellite. Three land cover classes (sugarcane, pasture, and forest), from the state of São Paulo, Brazil, were selected as reference spectral‑temporal signatures, which were used as endmembers for spectral classification with the algorithm spectral angle mapper (SAM). Based on this classification, sugarcane areas were mapped by applying thresholds on the sugarcane rule image from the SAM, generated from values from the reference spectra. Results show that the SAM algorithm can be applied to time series of moderate resolution multi‑temporal data, allowing for the efficient mapping of an agricultural crop in a mesoregional scale. Official data from sugarcane areas for the microregions of the state of São Paulo are well correlated (r² = 0.8) with the data obtained with the evaluated method. SAM is a useful algorithm for time series analysis. NDVI time series from the SPOT Vegetation sensor can be used for low-resolution sugarcane area mapping.
  • Análise de componentes principais de atributos químicos e físicos do solo limitantes à produtividade de grãos Solos

    Santi, Antônio Luis; Amado, Telmo Jorge Carneiro; Cherubin, Maurício Roberto; Martin, Thomas Newton; Pires, João Leonardo; Flora, Lisandra Pinto Della; Basso, Claudir José

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar, por meio da análise dos componentes principais, a redução na dimensionalidade de atributos químicos e físicos do solo para a compreensão da variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos. A área experimental, de 54 ha, é manejada em agricultura de precisão há oito anos. Com base em seis mapas de colheita (soja - safra 2000/2001; milho - 2001/2002; soja - 2002/2003; trigo - 2003; soja - 2003/2004; e milho - 2004/2005), a área foi dividida em três zonas de produtividade de grãos (alta, média e baixa). Foram definidos 15 pontos georreferenciados representativos, para determinação de atributos químicos e físicos do solo, o que totalizou 63 variáveis analisadas. Entre os atributos químicos, o elevado teor de K no solo é o que melhor explica a variabilidade espacial da produtividade das culturas de grãos, provavelmente em razão do desbalanço das relações Ca:K e Mg:K. A zona de baixa produtividade apresentou baixa qualidade física do solo. Neste caso, a infiltração de água no solo, isoladamente, é a variável que melhor explica o desempenho das culturas de grãos. A análise dos componentes principais dos atributos químicos e físicos do solo é estratégia eficiente para explicar a variabilidade espacial e temporal da produtividade de culturas de grãos.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate, through principal component analysis, the reduction in the dimensionality of soil chemical and physical attributes in order to understand the spatial and temporal variability of grain crop yield. The experimental area of 54 ha has been managed under precision agriculture for eight years. Based on six grain yield maps (soybean - 2000/2001 harvest season; maize - 2001/2002; soybean - 2002/2003; wheat - 2003; soybean - 2003/2004; and maize - 2004/2005), the area was split in three grain yield zones (high, medium, and low). Fifteen representative geo‑referentiated points were defined in order to determine soil chemical and physical attributes, totaling 63 analyzed variables. Among chemical attributes, the high K content in soil is the variable that best explains the spatial variability of grain crop yield, probably due to the imbalance of the Ca:K and Mg:K relations. The low‑yield zone had low soil physical quality. In this case, soil water infiltration, solely, is the variable that best explains the performance of the grain crops. Principal components analysis of soil chemical and physical attributes is an efficient strategy to explain the spatial and temporal variability of grain crop yield.
  • Análise espacial dos fatores da equação universal de perda de solo em área de nascentes Solos

    Miqueloni, Daniela Popim; Bueno, Célia Regina Paes; Ferraudo, Antonio Sergio

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a perda de solo de área de nascentes da Microbacia do Córrego do Tijuco, SP. Foi utilizada a análise espacial dos fatores da equação universal da perda de solo (EUPS), em integração com análise de componentes principais e geoestatística. A perda de solo média, estimada para a área, foi de 118,5 Mg ha‑1 por ano, considerada alta. Próximo à zona urbana, houve alta interação dos fatores erosividade da chuva e práticas conservacionistas, o que evidencia grande perda de solo, em razão da concentração da água proveniente da camada impermeabilizada urbana, com alta velocidade de escoamento. Nos divisores de águas, a atuação da erodibilidade foi proeminente, em contraste com o fator topográfico. Foram observadas áreas com atuação conjunta destes fatores, inclusive em locais de inclinação suave, porém com alto potencial natural de erosão. A interação das análises multivariadas e geoestatística permite a estratificação da área, identifica locais com propriedades específicas quanto à perda de solo, e espacializa os fatores do processo erosivo e suas interações ao longo do relevo.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the soil loss of an area of springs in the Microbacia do Córrego do Tijuco, SP, Brazil. Spatial analysis of the universal soil loss equation (USLE) factors, in integrated with principal component analysis and geostatistics, was used. The average soil loss estimated for the area was 118.5 Mg ha‑1 per year, which is considered high. Near the urban zone, there was a high interaction of rainfall erosivity and conservation practices, which shows a high‑soil loss, due to the concentration of water from impervious urban layer with a high‑flow velocity. In the water partings, the performance of erodibility was prominent, in contrast to the topographic factor. Areas were observed with joint action of these factors, including sites with gentle slope, but with a high, natural potential of erosion. The interaction of multivariate and geostatistic analyses allows the area stratification, identifies locations with specific properties as to soil loss, and spatialises the erosion factors and their interactions along the landscape.
  • Integração de modelos espaciais e temporais para predições de níveis freáticos extremos Solos

    Manzione, Rodrigo Lilla; Marcuzzo, Francisco Fernando Noronha; Wendland, Edson Cezar

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar cenários de níveis freáticos extremos, em bacia hidrográfica, por meio de métodos de análise espacial de dados geográficos. Avaliou-se a dinâmica espaço‑temporal dos recursos hídricos subterrâneos em área de afloramento do Sistema Aquífero Guarani. As alturas do lençol freático foram estimadas por meio do monitoramento de níveis em 23 piezômetros e da modelagem das séries temporais disponíveis de abril de 2004 a abril de 2011. Para a geração de cenários espaciais, foram utilizadas técnicas geoestatísticas que incorporaram informações auxiliares relativas a padrões geomorfológicos da bacia, por meio de modelo digital de terreno. Esse procedimento melhorou as estimativas, em razão da alta correlação entre altura do lençol e elevação, e agregou sentido físico às predições. Os cenários apresentaram diferenças quanto aos níveis considerados extremos - muito profundos ou muito superficiais - e podem subsidiar o planejamento, o uso eficiente da água e a gestão sustentável dos recursos hídricos na bacia.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate extreme water table depths in a watershed, using methods for geographical spatial data analysis. Groundwater spatio‑temporal dynamics was evaluated in an outcrop of the Guarani Aquifer System. Water table depths were estimated from monitoring of water levels in 23 piezometers and time series modeling available from April 2004 to April 2011. For generation of spatial scenarios, geostatistical techniques were used, which incorporated into the prediction ancillary information related to the geomorphological patterns of the watershed, using a digital elevation model. This procedure improved estimates, due to the high correlation between water levels and elevation, and aggregated physical sense to predictions. The scenarios showed differences regarding the extreme levels - too deep or too shallow ones - and can subsidize water planning, efficient water use, and sustainable water management in the watershed.
  • Modelo multicritério aditivo na geração de mapas de suscetibilidade à erosão em área rural Solos

    Valladares, Gustavo Souza; Gomes, Andréa da Silva; Torresan, Fabio Enrique; Rodrigues, Cristina Aparecida Gonçalves; Grego, Célia Regina

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a geração de um mapa de suscetibilidade à erosão, em área rural, no Município de Guararapes, SP, por meio de modelo multicritério aditivo. Foram utilizados mapas digitais dos temas: relevo (declividade e comprimento das rampas); pedologia (obtida em campo); uso e cobertura das terras da região; e interpretação do modelo digital de elevação. Os mapas digitais foram tratados em ambiente de sistema de informação geográfica, por meio do método multicritério aditivo, e validados pelo modelo da equação universal de perda de solo (USLE). Foram geradas cinco classes de suscetibilidade à erosão: baixa, moderada, alta, muito alta e altíssima. O mapa de risco obtido por multicritério aditivo teve boa correspondência com o modelo USLE. O mapa de suscetibilidade à erosão pode ser aplicado ao planejamento agrícola e ambiental da área rural do Município de Guararapes.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate the construction of an erosion susceptibility map for a rural area of the municipality of Guararapes, SP, Brazil, using a multicriteria additive model. Digital maps on the themes relief (declivity and length of the slopes), pedology (obtained at the field), land use and land cover of the region, and interpretation of the digital elevation model were used. The digital maps were treated in a geographic information system environment using the additive multicriteria method and were validated by the universal soil loss equation (USLE) model. Five erosion susceptibility classes were generated: low, moderate, high, very high, and extremely high. The risk map obtained by additive multicriteria had good correspondence with the USLE model. The erosion susceptibility map can be used for the agricultural and environmental planning of the rural area of the municipality of Guararapes.
  • Modelos de elevação para obtenção de atributos topográficos utilizados em mapeamento digital de solos Solos

    Pinheiro, Helena Saraiva Koenow; Chagas, César da Silva; Carvalho Júnior, Waldir de; Anjos, Lúcia Helena Cunha dos

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar modelos digitais de elevação (MDE), obtidos por diferentes fontes de dados, e selecionar um deles para derivar variáveis morfométricas utilizadas em mapeamento digital de solos. O trabalho foi realizado na Bacia Guapi‑Macacu, RJ. Os dados primários utilizados nos modelos gerados por interpolação (MDE‑carta e MDE‑híbrido) foram: curvas de nível, drenagem, pontos cotados e dados de sensor remoto transformados em pontos. Utilizaram-se, na comparação, modelos obtidos por sensor remoto e por aerorrestituição (MDE SRTM e MDE IBGE). Todos os modelos apresentaram resolução espacial de 30 m. A avaliação dos modelos de elevação foi baseada na análise de: atributos derivados (declividade, aspecto e curvatura); depressões espúrias; comparação entre feições derivadas a partir dos modelos e as originais, oriundas de cartas planialtimétricas; e análise das bacias de contribuição derivadas. O modelo digital de elevação híbrido apresenta qualidade superior à dos demais modelos.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate digital elevation models (DEM) obtained by different data sources and to select one of them for deriving morphometric variables used in digital soil mapping. The work was performed in the Guapi‑Macacu river basin, RJ, Brazil. The primary data used in the models generated by interpolation (DEM map and DEM hybrid) were: contour lines, drainage, elevation points, and remote sensor data transformed into points. The obtained models by remote sensing and aero‑restitution (DEM SRTM and DEM IBGE) were used in the comparison. All models showed spatial resolution of 30 m. The elevation model evaluations were based on: the terrain derived attribute analysis (slope, aspect, and curvature); spurious depressions (sink); comparison between features derived from the models and the original ones originated from planialtimetric maps; and the analysis of derived watersheds. The DEM hybrid showed a superior quality than the other models.
  • Predição de ordens de solos com alta resolução espacial: resposta de diferentes classificadores à densidade de amostragem Soil Science

    Sarmento, Eliana Casco; Giasson, Elvio; Weber, Eliseu; Flores, Carlos Alberto; Hasenack, Heinrich

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi avaliar a densidade de amostragem na acurácia de predição de ordens de solos, com alta resolução espacial, em área vitícola da Serra Gaúcha. Para isso, utilizou-se modelo digital de elevação (MDE) do terreno, base cartográfica, mapa convencional de solos e o programa Idrisi. Sete variáveis preditoras foram calculadas e lidas junto com as classes de solo, em pontos aleatoriamente distribuídos, nas densidades de 0,5, 1, 1,5, 2 e 4 pontos por hectare. Os dados foram usados para treinar uma árvore de decisão (Gini) e três redes neurais artificiais: teoria da ressonância adaptativa, fuzzy ARTMap; mapa auto‑organizável, SOM; e perceptron de múltiplas camadas, MLP. Os mapas estimados foram comparados com o mapa de solos convencional para calcular erros de omissão e de inclusão, exatidão geral, e erros de quantidade e de alocação. A árvore de decisão foi menos sensível à densidade de amostragem e apresentou maior acurácia e consistência. O SOM foi a rede neural com menor sensibilidade e maior consistência. O MLP apresentou mínimo crítico e maior inconsistência, enquanto fuzzy ARTMap apresentou maior sensibilidade e menor acurácia. Os resultados indicam que densidades de amostragem usadas em levantamentos convencionais podem servir de referência para estimar ordens de solos na Serra Gaúcha.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to evaluate sampling density on the prediction accuracy of soil orders, with high spatial resolution, in a viticultural zone of Serra Gaúcha, Southern Brazil. A digital elevation model (DEM), a cartographic base, a conventional soil map, and the Idrisi software were used. Seven predictor variables were calculated and read along with soil classes in randomly distributed points, with sampling densities of 0.5, 1, 1.5, 2, and 4 points per hectare. Data were used to train a decision tree (Gini) and three artificial neural networks: adaptive resonance theory, fuzzy ARTMap; self‑organizing map, SOM; and multi‑layer perceptron, MLP. Estimated maps were compared with the conventional soil map to calculate omission and commission errors, overall accuracy, and quantity and allocation disagreement. The decision tree was less sensitive to sampling density and had the highest accuracy and consistence. The SOM was the less sensitive and most consistent network. The MLP had a critical minimum and showed high inconsistency, whereas fuzzy ARTMap was more sensitive and less accurate. Results indicate that sampling densities used in conventional soil surveys can serve as a reference to predict soil orders in Serra Gaúcha.
  • Variabilidade espacial do solo e da biomassa epígea de pastagem, identificada por meio de geostatística Solos

    Grego, Célia Regina; Rodrigues, Cristina Aparecida Gonçalves; Nogueira, Sandra Furlan; Gimenes, Flávia Maria Andrade; Oliveira, Alex de; Almeida, Caio Gusmão Ferrer de; Furtado, André Luiz dos Santos; Demarchi, João José Assumpção de Abreu

    Resumo em Português:

    O objetivo deste trabalho foi identificar a estrutura de dependência espacial de atributos do solo e sua interferência na produção de biomassa epígea de pastagem de capim‑marandu (Urochloa brizantha). Amostras de Latossolo Vermelho‑Amarelo foram coletadas em rede de pontos georreferenciados, para a determinação de atributos físicos e químicos do solo e da produção de biomassa epígea da pastagem, no verão e outono de 2010/2011. Verificou-se dependência espacial das variáveis, por meio de análise geoestatística com construção e ajuste de semivariogramas, interpolação por krigagem ordinária e espacialização em mapas de isolinhas. A dependência espacial ocorreu para alguns atributos físicos e químicos do solo (areia, densidade, resistência à penetração, infiltração, pH, MO, P, K, Ca, Mg, H+Al, Al, CTC e V), e para a biomassa da pastagem medida nas estações verão e outono. A análise espacial de atributos físicos do solo permite identificar áreas degradadas da pastagem. A biomassa da pastagem é mais influenciada pelos atributos físicos do solo do que pelos químicos.

    Resumo em Inglês:

    The objective of this work was to identify the spatial structure dependence of soil attributes and its interference on the production of epigeal biomass of Urochloa brizantha. A Typic Hapludox was sampled at geocoded grid points in order to determine soil physical and chemical properties and the epigeal biomass production of pasture during the summer and fall seasons of 2010/2011. Spatial dependence of variables was verified by geostatistical analysis using construction and adjustment of semivariograms, ordinary kriging interpolation, and spatial maps. Spatial dependence occurred for some physical and chemical soil properties (sand, density, penetration resistance, infiltration, pH, MO, P, K, Ca, Mg, H+Al, Al, CEC, and base saturation), and for pasture biomass measured in the summer and fall seasons. Spatial analysis of soil physical attributes allows identifying areas with the highest pasture degradation. Biomass pasture is more influenced by the soil physical attributes than by the chemical ones.
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