Comparação de métodos de mapeamento digital de solos através de variáveis geomorfométricas e sistemas de informações geográficas

Abstract

Mapas pedológicos são fontes de informações primordiais para planejamento e manejo de uso do solo, porém apresentam altos custos de produção. A fim de produzir mapas de solos a partir de mapas existentes, o presente trabalho objetiva testar e comparar métodos de classificação em estágio único (regressões logísticas múltiplas multinomiais e Bayes) e em estágios múltiplos (CART, J48 e LMT) com utilização de sistemas de informações geográficas e de variáveis geomorfométricas para produção de mapas pedológicos com legenda original e simplificada. A base de dados foi gerenciada em ambiente ArcGis onde as variáveis e o mapa original foram relacionados através de amostras de treinamento para os algoritmos. O resultado dos algoritmos obtidos no software Weka foram implementados no ArcGis para a confecção dos mapas. Foram gerados matrizes de erros para análise de acurácias dos mapas. As variáveis geomorfométricas de declividade, perfil e plano de curvatura, elevação e índice de umidade topográfica são aquelas que melhor explicam a distribuição espacial das classes de solo. Os métodos de classificação em estágio múltiplo apresentaram sensíveis melhoras nas acurácias globais, porém significativas melhoras nos índices Kappa. A utilização de legenda simplificada aumentou significativamente as acurácias do produtor e do usuário, porém sensível melhora na acurácia global e índice Kappa.

Soil maps are sources of important information for land planning and management, but are expensive to produce. This study proposes testing and comparing single stage classification methods (multiple multinomial logistic regression and Bayes) and multiple stage classification methods (CART, J48 and LMT) using geographic information system and terrain parameters for producing soil maps with both original and simplified legend. In ArcGis environment terrain parameters and original soil map were sampled for training algoritms. The results from statistical software Weka were implemented in ArcGis environment to generate digital soil maps. Error matrices were genereted for analysis accuracies of the maps.The terrain parameters that best explained soil distribution were slope, profile and planar curvature, elevation, and topographic wetness index. The multiple stage classification methods showed small improvements in overall accuracies and large improvements in the Kappa index. Simplification of the original legend significantly increased the producer and user accuracies, however produced small improvements in overall accuracies and Kappa index.