Aplicações do Geoprocessamento na
Ciência do Solo
Elvio Giasson
Geoprocessamento:
Área do conhecimento que utiliza técnicas
matemáticas e computacionais para tratar a
informação geográfica.
Sistemas de Informação Geográfica (SIG):
Ferramentas computacionais para
geoprocessamento.
SIG servem para:
Inserir e integrar informações espaciais:
•
•
•
•

dados cartográficos
dados censitários e cadastro urbano e rural
imagens de satélite
modelos numéricos de terreno

Oferecer mecanismos para:
• combinar informações utilizando algoritmos de manipulação
e análise;
• consultar e recuperar;
• visualizar e plotar.
Ciência do Solo:
Aquela que trata dos solos como um recurso natural da
superfície terrestre. Inclui:
Formação, classificação e cartografia;
Propriedades químicas, físicas, mineralógicas, biológicas e de
fertilidade dos solos; e
Estas propriedades em relação ao seu uso e manejo.
(Vocabulário de Ciência do Solo - SBCS, 1993)
História dos SIG
1ª Geração de GIS (~1980-1995)
• UNIX: complexidade e necessidade de suporte
• DOS (ArcINFO): maior facilidade de uso
2ª Geração de GIS (~1995-2005)
• Windows: interface, funções simplificadas
• ArcView, funções topológicas, microinformática, GPS
• Popularização
3ª Geração de GIS (~2005)
• Integração de usuários e distribuição de dados
• Internet
SIG no Brasil
• Início década 80: contato entre Xavier
Silva (UFRJ) e R. Tomlinson
• UFRJ - Sistema de Análise Geo-Ambiental
• INPE
–1984 a 1990 - SITIM e SGI
–1991 - SPRING

da
Principais usos atuais
• Levantamento de solos
• Verificação de levantamentos de solos
• Erosão do solo
• Diagnóstico da fertilidade
• Agricultura de precisão
• Aptidão de uso e conflitos
• Gestão territorial e planejamento ambiental
• Modelagem
Exemplos de uso do SIG em Ciência
do Solo no Brasil
Methods: (cont.)
Weber et al. (2007):
• SIG como suporte no mapeamento de solos
• Base cartográfica digital (scale 1:50,000): cartas do SGE
digitalizadas (curvas de nível, hidrografia, rodovias e áreas
urbanas)
• Geração de modelo numérico do terreno (MNT)
Teixeira et al. (2007): criação de base de dados digital sobre
solos da região do Rio Solimões (AM)
Brazilian Amazon DB
SIPAM / IBGE
1:250.000

Road AM 070 soil survey
1: 120.000

Research Station of
Caldeirão 1:10.000
Manacapuru soil survey
1:100.00
Criação de mapas a partir
de mapas isolados
Brazilian Amazon DB
SIPAM / IBGE

Road AM 070 soil survey

1:250.000

1: 120.000

Manacapuru soil survey

Research Station
of Caldeirão Scale
1:10.000

1:100.00
(Teixeira et al., 2007)
Viana e Avellar (2007):
verificação de limites de
mapas pedológicos

Solo*

Área (ha)

Área discordante (ha)

Discordância (%)

Cambissolo

198.4

103.2

52%

Neossolo

128.5

52.7

41%

Argissolo

78.0

32.3

41%
820

Dsm Ca01
Dsm Ava01
Dsm Nl01

800

perfil 4

780

760

740

720

700

680
-44.19

Viana e Avellar (2007)

-44.185

-44.18

-44.175

-44.17

-44.165

-44.16

-44.155

-44.15

-44.145
Prado et al. (2007): mapeamento da disponibilidade de
K (espacialização de dados esparsos)
IPPOLITI et al. (2005)
Análise digital do
terreno na identificação
de pedoformas
Giasson et al. (2007):
• Mapeamento digital de solos
• Previsão de ocorrência de unidades de mapeamento
de solos a partir de mapas de solos existentes
• Potencial de extrapolação para áreas não mapeadas
Mapa original

Mapa estimado
Legenda
original
Legenda
LVaf (o-fo)
LVaf (o)
MTf-RDe
RU

AG = 58%

LVd

Kappa = 37%

LVd

Legenda simplificada
(a) M apa(a)
original

(b) Mapa estimado
(b)

Legenda
Legenda
simplificada
LVaf (o-fo )
LVaf (o)
M Tf-RDe

AG = 61%
Kappa = 38%

Giasson et al. (2007)
Machado et al. (2007)
Estoque de carbono no solo
(0-30 cm)
Mendonça-Santos et al. (2007):
Estimativa de estoques de carbono no RJ

• Uso da terra (Landsat7 ETM+)
• Radiação Gamma
• MNT e derivados
Estoque de C (0 a 1m) (kg m-2)
0-5

C
CI = a 1 − exp ( −k z )  + Cb z

k 

5-6
6-7
7-8
8-9
9 - 10
10 - 11
11 - 12
12 - 14
14 - 16
16 - 18
18 - 20

Mendonça-Santos et al. (2007)

0

5,000

10,000

20,000 Meters
SIGSOLOS

Chagas et al.(2004)
Sumário do uso de SIG no Brasil
• Tipos de aplicações: caracterização, identificação,
mapeamento, estimativa
• Software mais usados: ArcView, ArcGIS, Spring e
Idrisi
• Tipos de GIS: individual
• Escala:
– pequena escala (1:5.000 a 1:100.000): pesquisa e planejamento
– grande escala (1:100.000 a 1:5.000.000): compilações
Uso do SIG fora do Brasil?
Rossiter (2007):
Recuperação e renovação de
levantamentos de solos
Lawley e Smith (2007): materiais de origem
• Representação de catenas e
bacias hidrográficas;
• Produção de modelos 3D
adicionando dados da
subsuperfície;
• Possibilidade de trabalhos
multidisciplinares;
• Intensificação de trabalho de
campo em locais complexos.
Intercâmbio interativo de informações e dados derivados
Potencial
• Geração de novos mapas
• Padronização e correção de mapas
• Controle de qualidade de mapas
• Disponibilização de dados
• Criação de uma nova geração de pedólogos
Obrigado !

Aplicações do Geoprocessamento na Ciência do Solo, palestra apresentada no XXXI Congresso Brasileiro de Ciência do Solo (2007, Gramado)

  • 1.
    Aplicações do Geoprocessamentona Ciência do Solo Elvio Giasson
  • 2.
    Geoprocessamento: Área do conhecimentoque utiliza técnicas matemáticas e computacionais para tratar a informação geográfica. Sistemas de Informação Geográfica (SIG): Ferramentas computacionais para geoprocessamento.
  • 3.
    SIG servem para: Inserire integrar informações espaciais: • • • • dados cartográficos dados censitários e cadastro urbano e rural imagens de satélite modelos numéricos de terreno Oferecer mecanismos para: • combinar informações utilizando algoritmos de manipulação e análise; • consultar e recuperar; • visualizar e plotar.
  • 4.
    Ciência do Solo: Aquelaque trata dos solos como um recurso natural da superfície terrestre. Inclui: Formação, classificação e cartografia; Propriedades químicas, físicas, mineralógicas, biológicas e de fertilidade dos solos; e Estas propriedades em relação ao seu uso e manejo. (Vocabulário de Ciência do Solo - SBCS, 1993)
  • 8.
    História dos SIG 1ªGeração de GIS (~1980-1995) • UNIX: complexidade e necessidade de suporte • DOS (ArcINFO): maior facilidade de uso 2ª Geração de GIS (~1995-2005) • Windows: interface, funções simplificadas • ArcView, funções topológicas, microinformática, GPS • Popularização 3ª Geração de GIS (~2005) • Integração de usuários e distribuição de dados • Internet
  • 9.
    SIG no Brasil •Início década 80: contato entre Xavier Silva (UFRJ) e R. Tomlinson • UFRJ - Sistema de Análise Geo-Ambiental • INPE –1984 a 1990 - SITIM e SGI –1991 - SPRING da
  • 10.
    Principais usos atuais •Levantamento de solos • Verificação de levantamentos de solos • Erosão do solo • Diagnóstico da fertilidade • Agricultura de precisão • Aptidão de uso e conflitos • Gestão territorial e planejamento ambiental • Modelagem
  • 11.
    Exemplos de usodo SIG em Ciência do Solo no Brasil
  • 12.
    Methods: (cont.) Weber etal. (2007): • SIG como suporte no mapeamento de solos • Base cartográfica digital (scale 1:50,000): cartas do SGE digitalizadas (curvas de nível, hidrografia, rodovias e áreas urbanas) • Geração de modelo numérico do terreno (MNT)
  • 14.
    Teixeira et al.(2007): criação de base de dados digital sobre solos da região do Rio Solimões (AM) Brazilian Amazon DB SIPAM / IBGE 1:250.000 Road AM 070 soil survey 1: 120.000 Research Station of Caldeirão 1:10.000 Manacapuru soil survey 1:100.00
  • 15.
    Criação de mapasa partir de mapas isolados Brazilian Amazon DB SIPAM / IBGE Road AM 070 soil survey 1:250.000 1: 120.000 Manacapuru soil survey Research Station of Caldeirão Scale 1:10.000 1:100.00 (Teixeira et al., 2007)
  • 16.
    Viana e Avellar(2007): verificação de limites de mapas pedológicos Solo* Área (ha) Área discordante (ha) Discordância (%) Cambissolo 198.4 103.2 52% Neossolo 128.5 52.7 41% Argissolo 78.0 32.3 41%
  • 17.
    820 Dsm Ca01 Dsm Ava01 DsmNl01 800 perfil 4 780 760 740 720 700 680 -44.19 Viana e Avellar (2007) -44.185 -44.18 -44.175 -44.17 -44.165 -44.16 -44.155 -44.15 -44.145
  • 18.
    Prado et al.(2007): mapeamento da disponibilidade de K (espacialização de dados esparsos)
  • 19.
    IPPOLITI et al.(2005) Análise digital do terreno na identificação de pedoformas
  • 20.
    Giasson et al.(2007): • Mapeamento digital de solos • Previsão de ocorrência de unidades de mapeamento de solos a partir de mapas de solos existentes • Potencial de extrapolação para áreas não mapeadas
  • 21.
    Mapa original Mapa estimado Legenda original Legenda LVaf(o-fo) LVaf (o) MTf-RDe RU AG = 58% LVd Kappa = 37% LVd Legenda simplificada (a) M apa(a) original (b) Mapa estimado (b) Legenda Legenda simplificada LVaf (o-fo ) LVaf (o) M Tf-RDe AG = 61% Kappa = 38% Giasson et al. (2007)
  • 22.
    Machado et al.(2007) Estoque de carbono no solo (0-30 cm)
  • 23.
    Mendonça-Santos et al.(2007): Estimativa de estoques de carbono no RJ • Uso da terra (Landsat7 ETM+) • Radiação Gamma • MNT e derivados
  • 24.
    Estoque de C(0 a 1m) (kg m-2) 0-5 C CI = a 1 − exp ( −k z )  + Cb z  k  5-6 6-7 7-8 8-9 9 - 10 10 - 11 11 - 12 12 - 14 14 - 16 16 - 18 18 - 20 Mendonça-Santos et al. (2007) 0 5,000 10,000 20,000 Meters
  • 25.
  • 26.
    Sumário do usode SIG no Brasil • Tipos de aplicações: caracterização, identificação, mapeamento, estimativa • Software mais usados: ArcView, ArcGIS, Spring e Idrisi • Tipos de GIS: individual • Escala: – pequena escala (1:5.000 a 1:100.000): pesquisa e planejamento – grande escala (1:100.000 a 1:5.000.000): compilações
  • 27.
    Uso do SIGfora do Brasil?
  • 28.
    Rossiter (2007): Recuperação erenovação de levantamentos de solos
  • 29.
    Lawley e Smith(2007): materiais de origem • Representação de catenas e bacias hidrográficas; • Produção de modelos 3D adicionando dados da subsuperfície; • Possibilidade de trabalhos multidisciplinares; • Intensificação de trabalho de campo em locais complexos.
  • 30.
    Intercâmbio interativo deinformações e dados derivados
  • 33.
    Potencial • Geração denovos mapas • Padronização e correção de mapas • Controle de qualidade de mapas • Disponibilização de dados • Criação de uma nova geração de pedólogos
  • 35.

Notas do Editor