Utilização de atributos topográficos no mapeamento preliminar de solos da Bacia Hidrográfica do Rio Pequeno (Antonina/PR)

Resumo: Os diferentes tipos de solos podem ser compartimentados de acordo com diversas características do relevo. A Pedometria se baseia nas características dos atributos topográficos primários e secundários, que são gerados a partir de um Modelo Digital do Terreno (MDT) por técnicas de geoprocessamento. Esses atributos podem representar a distribuição de Unidades Geomórficas, que indicam a presença de determinados tipos de solos. A Pedometria pode complementar mapeamentos tradicionais de solos, auxiliando-os na definição dos limites entre as classes. Com o objetivo de mapear Unidades Geomórficas, foram primeiramente mapeados sete atributos topográficos para a bacia hidrográfica do rio Pequeno (Antonina/PR), sendo os primários: Hipsometria, Clinografia, Perfil e Plano de Curvatura e os secundários: Índice de Corrente de Máximo Fluxo, Índice Topográfico de Umidade e Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos. Desses atributos, os que melhor representaram aspectos para a distinção de Unidades Geomórficas foram todos os atributos secundários e a Clinografia. Cada um dos atributos foi dividido em classes que representassem a realidade dos tipos de solos existentes no rio Pequeno, com base na consulta de mapeamentos preexistentes e pelas características topográficas locais. A partir das classes dos atributos escolhidos, foram feitos cruzamentos das classes por Tabulação Cruzada que resultou na identificação de quatro Grupos. Grupo 1: Áreas planas e úmidas características de solos hidromórficos/flúvicos. Grupo 2: Terço médio de vertente com declives intermediários onde podem ocorrer os Cambissolos Háplicos. Grupo 3: Áreas de terço superior com fortes declives com associação de Cambissolos Háplicos com Neossolos Litólicos. Grupo 4: Áreas escarpadas de Serra com Neossolos Litólicos e possibilidade de afloramentos rochosos. Foi realizado levantamento de campo que auxiliou o mapeamento dos Grupos, principalmente nas transições entre o 1 e o 2. O mapa de comparação engloba toda a área de drenagem da baía de Antonina. De acordo com o parâmetro da Exatidão Global, a concordância entre os dois mapeamentos foi de 65%. A partir de uma Matriz de Erros, foi possível analisar quais as classes que foram superestimadas e subestimadas através dos erros de inclusão e omissão, bem como a Exatidão do ponto de vista do Usuário (EU) e Produtor (UP). A classe que apresentou um melhor EU foi a do Grupo 1, com 88% de acertos com o Grupo 1 do mapeamento preexistente. A pior foi a do Grupo 3, com 42% pois existem áreas montanhosas superestimadas pertencentes ao Grupo 2. O método da Tabulação Cruzada permitiu chegar a resultados satisfatórios de acordo com os objetivos propostos e com essa metodologia de interpretação de variáveis do relevo, chegar a um mapeamento preliminar de solos

Mapeamento pedológico preditivo por diferentes métodos de integrações de atributos topográficos : aplicações no baixo curso da bacia hidrográfica do rio Ivaí - Noroeste do estado do Paraná,

Orientador: Prof. Dr. Leonardo José Cordeiro SantosTese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências da Terra, Programa de Pós-Graduação em Geografia. Defesa : Curitiba, 11/03/2019Inclui referências: p.191-204Resumo: A região noroeste do estado do Paraná é composta por rochas areníticas do grupo Caiuá, relevo plano a suavemente ondulado, clima tropical e com ocorrência de sequências laterais de Latossolos-Argissolos. Os Latossolos se encontram frequentemente associados a relevos planos e em regiões de menor densidade de drenagem, enquanto os Argissolos estão associados a relevos mais ondulados, com maiores declives e maior densidade de drenagem. A área de estudo compreende a área de drenagem do baixo curso da bacia hidrográfica do rio Ivaí, e para esta área, há disponibilidade apenas de mapas pedológicos em escalas regionais, sendo os de maior detalhe disponibilizados unicamente para alguns municípios da região. Portanto, faz-se necessário o desenvolvimento metodológico de técnicas de mapeamentos que possam contribuir na espacialização dos solos da região. Baseada na relação solo-relevo, foram realizados mapeamentos digitais de solos a partir da integração de atributos topográficos efetuados pelos métodos de tabulação cruzada e regressões logísticas. Os atributos selecionados para geração dos modelos preditivos foram clinografia, índice de posição topográfica, índice de rugosidade do terreno, índice topográfico de umidade (modificado) e plano de curvatura. Os mesmos foram gerados por meio de um modelo digital do terreno com resolução espacial de 20 metros e de dois modelos de elevação: SRTM de 30 e 90 metros. Por apresentar uma extensa planície fluvial com ocorrência de Neossolos Flúvicos, Gleissolos e Organossolos optou-se por primeiramente delimitar este compartimento, separando a área de estudo em setores norte e sul. Para a geração dos três modelos preditivos a partir da tabulação cruzada, foram discretizadas para cada atributo topográfico duas classes de unidades de mapeamento: UM-01 representando os Latossolos e UM-02 os Argissolos. Para os três modelos de regressões logísticas foram inseridos 1.200 pontos de controle ao longo de dezesseis áreas de referência (oito para cada setor). Os resultados das seis predições apresentaram de um modo geral uma maior distribuição da UM-01 no setor norte enquanto que a UM-02 foi mais expressiva no setor sul. A comparação das áreas das UM feita entre os três modelos preditos (20, 30 e 90 metros) que apresentou menores índices de variação (como desvio padrão), foi a realizada pelo método das regressões logísticas, em detrimento dos três modelos preditos por tabulação cruzada. A variação também foi menor na análise entre os dois modelos preditos a partir da base do modelo digital do terreno de 20 metros. Para a verificação de qualidade, tendo por base o mapeamento preexistente mais detalhado, os modelos que apresentaram melhores índices Kappa foi o gerado por tabulação cruzada de 20 metros e por regressões logísticas de 20 metros, tendo a pior classificação o modelo predito por tabulação cruzada de 90 metros. Os dois modelos de elevação SRTM apenas apresentaram melhores índices de qualidade, em relação ao modelo digital do terreno, quando foram comparados com o mapeamento preexistente de menor escala de detalhamento, sendo justificada pela maior resolução espacial. O índice de po sição topográfica foi o atributo que apresentou os melhores índices de qualidade individual em relação ao mapeamento preexistente mais detalhado. Palavras-chave: Mapeamento Digital de Solos. Atributos Topográficos. Tabulação Cruzada. Regressões Logísticas. Índice de Posição Topográfica. Noroeste do Estado do Paraná.Abstract: The northwestern region of the state of Paraná is composed of sandstone rocks of the Caiuá group, flat to gently undulating relief, tropical climate and the occurrence of lateral sequences of Oxisols-Ultisols. Oxisols (Ferralsols) are often associated with flat reliefs and regions with lower drainage density, while Ultisols (Acrisols) are associated with more undulating reliefs, with higher slopes and higher drainage density. The study area is the drainage area of the lower course of the Ivaí river basin, and for this area, there are only available pedological maps at regional scales, and the more detailed ones are available only for some municipalities in the region. Therefore, it is necessary the methodological development of mapping techniques that can contribute to the spatialization of the soils of the region. Based on the soil-relief relationship, digital soil mapping was accomplished from the integration of topographic attributes performed by cross tabulation and logistic regressions methods. The attributes selected to generate the predictive models were clinography, topographic position index, terrain roughness index, wetness index (modified) and plan curvature. They were generated by a digital terrain model with spatial resolution of 20 meters and two elevation models: 30 and 90 meters SRTM. For presenting an extensive fluvial plain with occurrence of Fluvents (Fluvisols), Aquents (Gleysols), and Histosols it was decided to first delimit this compartment, separating the study area into northern and southern sectors. For the generation of the three predictive models from cross tabulation, two classes of mapping units were discretized for each topographic attribute: UM-01 representing the Oxisols and UM-02 representing the Ultisols. For the three logistic regressions models were inserted 1.200 control points along sixteen reference areas (eight for each sector). The results of the six predictions presented in a general way a higher distribution of the UM-01 in the northern sector while the UM-02 was more expressive in the southern sector. The comparison of the UM areas made between the three predicted models (20, 30 and 90 meters) that presented lower rates of variation (as standard deviation), was performed by the logistic regression method, in detriment of the three models predicted by cross tabulation. The variation was also smaller in the analysis between the two models predicted from the base of the 20-meter digital terrain model. For quality verification, based on the most detailed pre-existing mapping, the models that presented the best Kappa indexes were those generated by 20 meters cross tabulation and 20 meters logistic regressions, with the worst classification being the model predicted by 90-meter cross tabulation. The two SRTM elevation models only presented better quality indexes, in relation to the digital terrain model, when they were compared with the smaller scale of detail preexisting mapping, being justified by the higher spatial resolution. The topographic position index was the attribute that presented the best individual quality indexes in relation to the most detailed pre-existing mapping. Key-words: Digital Soil Mapping. Topographic Attributes. Cross Tabulation. Logistic Regressions. Topographic Position Index. Northwest of the State of Paraná

MAPEAMENTO PRELIMINAR DE SOLOS POR PEDOMETRIA COM BASE EM ATRIBUTOS TOPOGRÁFICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PEQUENO-PR

Os diferentes tipos de solos podem ser compartimentados de acordo com diversas características do relevo. A Pedometria pode se basear nas características dos atributos topográficos primários e secundários, que são gerados a partir de um Modelo Digital do Terreno (MDT) por técnicas de geoprocessamento. Esses atributos podem representar a distribuição de Unidades Geomórficas, que indicam a presença de determinados tipos de solos. Com o objetivo de realizar um mapeamento digital de solos, foram gerados quatro atributos para a bacia hidrográfica do rio Pequeno (Antonina/PR), sendo eles: Clinografia, Índice de Corrente de Máximo Fluxo, Índice Topográfico de Umidade e Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos. A partir das classes dos atributos, foram feitos cruzamentos das classes pelo método da Tabulação Cruzada que resultou na identificação de quatro Grupos: Grupo 1: Áreas planas e úmidas características de solos hidromórficos/flúvicos. Grupo 2: Terço médio de vertente com declives intermediários onde podem ocorrer os Cambissolos Háplicos. Grupo 3: Áreas de terço superior com fortes declives com associação de Cambissolos Háplicos com NeossolosLitólicos. Grupo 4: Áreas escarpadas de Serra com Neossolos Litólicose possibilidade de afloramentos rochosos. A partir destes grupos foi possível espacializar a distribuição dos potenciais solos da área de estudo

Potentiality of The Topographic Position Index in The Predictive Pedological Mapping in a Capricornio-PR River Subbasin

The soils of the northwest of the state of Paraná have a high intensity of erosive processes due to its physical-natural characteristics, and these processes initiate in the Ultisols, located in the lower thirds of the slope and evolve reassembling towards the Oxisols. Digital Soil Mapping (DSM) can assist the detailing of existing pedological maps, because the topographic attributes extracted from the Digital Terrain Model (DTM) can predict soil classes. The attribute Topographic Position Index (TPI) compartmentalizes the slope in portions of lower thirds, closer to the bottom of valleys, and the upper thirds, near the water partings. Applied in the sub-basin of the Capricórnio River, this index showed great representativeness in the distribution of the studied soils. By cross-tabulation, the TPI was combined with the topographic attribute slope allowing to define three groups: Oxisols, in the upper and middle thirds of the slopes, with gentle slopes; Ultisols, in the lower thirds, of steeper slopes; and the third, which is a transition between both groups. By the DSM, the distribution of the Ultisols in the basin was 14,7 % of the total area. Oxisols extended in most of the basin, with 76,1 %. The portions with transitional soils occupied 9,2 %. The importance of DSM is highlighted, since it can detail more precisely maps less detailed.Os solos do noroeste do estado do Paraná apresentam grande intensidade de processos erosivos em função de suas características físico-naturais, sendo que esses processos se iniciam em Argissolos, localizados nos terços inferiores das vertentes e evoluem remontantemente em direção aos Latossolos. O Mapeamento Digital de Solos (MDS) pode auxiliar no detalhamento dos mapas pedológicos existentes, pois, a partir de atributos topográficos extraídos do Modelo Digital do Terreno (MDT), pode-se predizer a ocorrência das classes de solos. O atributo Índice de Posição Topográfica (IPT) compartimenta a vertente em porções de terços inferiores, mais próximas dos fundos de vales, e dos terços superiores, próximos dos divisores de águas. Aplicado na sub-bacia do rio Capricórnio, esse índice mostrou grande representatividade na distribuição dos solos estudados. Por tabulação cruzada, o IPT foi combinado com o atributo topográfico clinografia permitindo definir três grupos: Latossolos, nos terços superiores e médios das vertentes, com baixas declividades; Argissolos, nos terços inferiores, com declives mais acentuados; e o terceiro, que é uma transição entre os dois grupos. Pelo MDS, a distribuição dos Argissolos na bacia foi de 14,7 % do total da área. Os Latossolos se estenderam na maior parte da bacia, com 76,1 %. Já as porções com solos de transição ocuparam 9,2 %. Destaca-se, assim, a importância dos MDS, uma vez que permitem detalhar mapas menos detalhados

MAPEAMENTO PRELIMINAR DE SOLOS POR PEDOMETRIA COM BASE EM ATRIBUTOS TOPOGRÁFICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PEQUENO-PR

Os diferentes tipos de solos podem ser compartimentados de acordo com diversas características do relevo. A Pedometria pode se basear nas características dos atributos topográficos primários e secundários, que são gerados a partir de um Modelo Digital do Terreno (MDT) por técnicas de geoprocessamento. Esses atributos podem representar a distribuição de Unidades Geomórficas, que indicam a presença de determinados tipos de solos. Com o objetivo de realizar um mapeamento digital de solos, foram gerados quatro atributos para a bacia hidrográfica do rio Pequeno (Antonina/PR), sendo eles: Clinografia, Índice de Corrente de Máximo Fluxo, Índice Topográfico de Umidade e Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos. A partir das classes dos atributos, foram feitos cruzamentos das classes pelo método da Tabulação Cruzada que resultou na identificação de quatro Grupos: Grupo 1: Áreas planas e úmidas características de solos hidromórficos/flúvicos. Grupo 2: Terço médio de vertente com declives intermediários onde podem ocorrer os Cambissolos Háplicos. Grupo 3: Áreas de terço superior com fortes declives com associação de Cambissolos Háplicos com NeossolosLitólicos. Grupo 4: Áreas escarpadas de Serra com Neossolos Litólicose possibilidade de afloramentos rochosos. A partir destes grupos foi possível espacializar a distribuição dos potenciais solos da área de estudo

MAPEAMENTO PRELIMINAR DE SOLOS POR PEDOMETRIA COM BASE EM ATRIBUTOS TOPOGRÁFICOS DA BACIA HIDROGRÁFICA DO RIO PEQUENO-PR

Os diferentes tipos de solos podem ser compartimentados de acordo com diversas características do relevo. A Pedometria pode se basear nas características dos atributos topográficos primários e secundários, que são gerados a partir de um Modelo Digital do Terreno (MDT) por técnicas de geoprocessamento. Esses atributos podem representar a distribuição de Unidades Geomórficas, que indicam a presença de determinados tipos de solos. Com o objetivo de realizar um mapeamento digital de solos, foram gerados quatro atributos para a bacia hidrográfica do rio Pequeno (Antonina/PR), sendo eles: Clinografia, Índice de Corrente de Máximo Fluxo, Índice Topográfico de Umidade e Índice de Capacidade de Transporte de Sedimentos. A partir das classes dos atributos, foram feitos cruzamentos das classes pelo método da Tabulação Cruzada que resultou na identificação de quatro Grupos: Grupo 1: Áreas planas e úmidas características de solos hidromórficos/flúvicos. Grupo 2: Terço médio de vertente com declives intermediários onde podem ocorrer os Cambissolos Háplicos. Grupo 3: Áreas de terço superior com fortes declives com associação de Cambissolos Háplicos com NeossolosLitólicos. Grupo 4: Áreas escarpadas de Serra com Neossolos Litólicose possibilidade de afloramentos rochosos. A partir destes grupos foi possível espacializar a distribuição dos potenciais solos da área de estudo

Utilização de atributos topográficos no mapeamento de suscetibilidade erosiva na área rural do município de Paranavaí – PR

A região noroeste do estado do Paraná ao longo dos últimos 50 anos vem sofrendo diversos impactos decorrentes de processos erosivos lineares, ravinas e voçorocas principalmente. A ocorrência desses processos está associada a dois fatores: o histórico de ocupação da região, bem como as características pedológicas locais, principalmente a textura dos solos e sua distribuição nas vertentes. O método adotado para o mapeamento de suscetibilidade é uma adaptação do proposto por Crepani et al. (2001). Esse autor define que a suscetibilidade de uma área é definida pela soma das vulnerabilidades dos componentes do meio físico. Para a realização do trabalho foram selecionados os atributos topográficos declividade e perfil de curvatura; na pedologia, as tipologias de solo. Os resultados foram discretizados em 5 classes: Muito baixa, baixa, média, alta e muito alta suscetibilidade. As áreas de suscetibilidade a erosão Alta e Muito alta, representam 24% do município, sendo que nessas porções se concentram 26% das erosões, o tipo de solo em conjunto com as características topográficas fazem essa área mais propicia naturalmente a ocorrência dos processos erosivos. A classe de moderada suscetibilidade a erosão representam cerca de 40% do município e 54% das feições erosivas se concentra nessa unidade

A Web-GIS for decision making to achieve water quality standards of water bodies through collaborative watershed modeling

ABSTRACT Ensuring compliance with the minimum Water Quality Standards stipulated by law demands the implementation of strategic measures within the watershed. Water pollution modeling serves as a tool to guide the formulations of effective pollution control strategies. However, the inherent complexity of calibration, spatial-temporal variability, and uncertainty, in addition to effective communication of technical information to decision makers, makes it challenging to prioritize actions, implement them, and allocate resources efficiently. This paper presents the implementation of a Web-GIS for decision making support which combines collaborative hydrological and hydrodynamic modeling results with an interactive visualization of the Paranapanema river basin in the South of Brazil. The Web-GIS aimed to overcome the difficulty of presenting scientific results to decision-makers, gathering and harmonizing diverse datasets. Combining information from the watershed, the pollutant loads estimations for three substances (phosphorus, nitrogen, and BOD), the resulting concentrations in rivers and reservoirs, as well as the results for different future scenarios into a unified platform. It is expected that decision-making regarding water bodies framework will be facilitated by identifying the primary sources and pathways of pollution, prioritizing basins with the highest load production, an determining realistic possibilities of load reduction through effective measures