Integração por meio de lógica fuzzy de atributos topográficos para a identificação de unidades de solos na Fazenda Experimental Canguiri - UFPR

Abstract

Resumo: Os solos apresentam estreita relação com o relevo sendo possível a inferência das unidades de solos utilizando técnicas de análise digital do terreno. Esta análise pode ser nomeada pedometria e tem como base a análise dos atributos topográficos derivados de um modelo digital do terreno com o auxílio de técnicas de geoprocessamento. Neste contexto objetivou-se com o presente trabalho a realização do mapeamento dos limites dos solos com características hidromórficas com o auxílio dos atributos topográficos primários e secundários, derivados de um modelo digital do terreno com pixels de 10m na fazenda experimental Canguiri da Universidade Federal do Paraná. Para tanto utilizou-se um banco de dados espaciais onde foi possível aplicar o conjunto de operadores fuzzy. Os procedimentos metodológicos adotados nesta proposta foram divididos em três etapas principais: 1) obtenção do modelo digital do terreno e cálculo dos atributos topográficos primários e secundários; 2) análise da representatividade dos atributos topográficos, associação com a área de estudo e transformação fuzzy dos atributos topográficos; 3) seleção dos atributos utilizados e processamento das informações através da utilização dos operadores fuzzy: E, OU, SOMA, PRODUTO, GAMMA 0,25, GAMMA 0,5 e GAMMA 0,75. A partir destas etapas foi possível realizar a separação dos atributos topográficos em 3 grupos distintos de acordo com o grau de generalização após a fuzzyficação, bem como a avaliação dos operadores fuzzy, a fim de apontar o melhor desempenho na delimitação das áreas com características hidromórficas na área de estudo. Com base nisto, foi possível estabelecer que os operadores GAMMA apresentaram os melhores resultados para a classificação dos solos com características hidromórficas com destaque para o operador GAMMA 0,25 com aproximadamente 71% de pixels corretamente classificados no intervalo de 0,75 a 1 e aproximadamente 59% pixels corretamente classificados para o intervalo de 0,5 a 0,75. Os resultados obtidos apontam que os atributos topográficos do terreno apresentam grande utilidade como ferramenta auxiliar no mapeamento preditivo de solos. Cabe destacar que o mapeamento das áreas com características hidromórficas apresentou caráter preditivo, com potencial de suporte na tomada de decisões na delimitação destas áreas.

Abstract: Soils are closely related to the relief, and it is possible to infer soil units using digital terrain analysis techniques. This analysis can be called pedometrics and is based on the analysis of topographic attributes derived from a digital model of the terrain with the aid of geoprocessing techniques. In this context, the objective of the present study was to carry out the mapping of the soil boundaries with hydromorphic characteristics with the help of primary and secondary topographic attributes, derived from a digital model of the terrain with 10 meters pixels in the Canguiri experimental farm of the Federal University of Paraná. For that, a spatial database was used where it was possible to apply fuzzy logic. The methodological procedures adopted in this proposal were divided into three main parts: 1) obtaining the digital elevation model and calculating the primary topographic attributes such as slope, aspect and curvatures and the secondary topographic attributes such as topographic wetness index and LS factor ; 2) analysis of the representativeness of topographic attributes, association with the study area and fuzzy transformation of the topographic attributes; 3) selection of attributes used and processing of information through the use of fuzzy operators: AND, OR, SUM, PRODUCT, GAMMA 0.25, GAMMA 0.5 and GAMMA 0.75. From these steps, it was possible to separate the topographic attributes into 3 distinct groups according to the degree of generalization after the fuzzy transformation of the topographic attributes, as well as the evaluation of the fuzzy operators, in order to point out the best performance in the delimitation of areas with characteristics hydromorphic conditions in the study area. Based on this, it was possible to establish that the GAMMA operators presented the best results for the classification of soils with hydromorphic characteristics, especially the operator GAMMA 0.25 with approximately 71% of pixels correctly classified in the range of 0.75 to 1 and approximately 59 % correctly sorted pixels for the range 0.5 to 0.75. The results obtained are satisfactory according to the objectives proposed for this work and indicate that the topographic attributes of the terrain are very useful as an auxiliary tool in the predictive mapping of soils. It should be noted that the mapping of areas with hydromorphic characteristics has a predictive character but has the potential to support decision-making in the delimitation of these areas.