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Mapeo Digital de Suelos aplicado a la agricultura de precisión
Ing. Agr. Marcos Angelini
19 de julio de 2012
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Mapas de suelos
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ANTECEDENTES DEL ÁREA (Geológicos,
cartográficos, pedológicos, etc)
ANÁLISIS DEL PAISAJE: Delimitación de U.G.
MODELO SEDIMENTOLÓGICO/
PEDOLÓGICO
TRABAJO DE CAMPO (Descripción y muestreo
de suelos)
ANÁLISIS DE LABORATORIO (Físico-
químicos y mineralógicos)
CLASIFICACIÓN TAXONÓMICA Y
DELIMITACIÓN DE U.C.
MAPA DE SUELOS
GÉNESIS
EVALUACIÓN DE TIERRAS
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Cartografía de suelos:
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¿Qué ha cambiado?
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Definición de Mapeo Digital de Suelo
“…es la generación de mapas de tipos o propiedades de suelos mediante relaciones cuantitativas (modelos de predicción) entre datos de suelos (observaciones de campo y
datos de laboratorio) y variables ambientales”.
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1941
McBratney, et al.
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• Proyectos actuales
Fundamentos del MDS
Jenny, 1941: S= f (cl.o.r.p.t.)
• cl: clima • o: organismos • r: topografia (relieve) • p: material de origen • t: tiempo
McBratney et al., 2003: Sc,p = f (s.c.o.r.p.a.n)
• s: suelos, otras propiedades del suelo; • c: clima, propiedades climáticas (temperatura, precipitación,
evapotranspiración) ; • o: organismos, vegetación, biomasa, fauna, actividad humana; • r: relieve, atributos del terreno; • p: material parental, litología; • a: edad, el factor tiempo; • n: espacio, posición espacial. McBratney et al., (2003) - Geoderma, 117:3-52
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Sc,p = f (s.c.o.r.p.a.n)
Fundamentos del MDS
S – Suelo (mapas, perfiles)
C – Clima (temperatura...)
img. satélite
Mapas de Uso de
la Tierra,
NDVI, Biomassa
DEM + Derivadas
Altitud
Aspecto
Perfil de Curvatura
Curvatura de la Superficie
Índice de humedad (CTI)
P – Litología
A – Edad (pedogénesis)
N – Localización espacial (X,Y)
Mendonça-Santos et al., (2008) – In:Digital Soil Mapping with
limited data. Chapter 34, Springer, 2008
•Modelos de regresión linear •Modelos lineares generalizados •Modelos aditivos generalizados •Modelos de Árboles – clasificación y regresión •Redes Neuronales Artificiales •Sistemas de Lógica Difusa •Sistemas Expertos
R –
O –
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Modelos Digitales de Elevación (DEM)
Fuentes de datos Auxiliares
Relevamiento planialtimétrico
con GPS diferencial
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Modelos Digitales de Elevación (DEM) SRTM
Fuentes de datos Auxiliares
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Modelos Digitales de Elevación (DEM) SRTM
Fuentes de datos Auxiliares
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Imágenes Satelitales Landsat – MODIS – CBERS – IRS – etc.
Fuentes de datos Auxiliares
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Que podemos obtener a partir de la Altitud del terreno
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Relieve
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La pendiente como tal es la
verdadera característica definitoria
del relieve
Pendientes
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Debe considerarse como un
parámetro de relevancia en los
aspectos hidrológicos a través de
su influencia en la propia
caracterización morfológica del
terreno, especialmente en la
influencia que ésta tiene para los
aspectos climáticos a nivel local y
en las diferenciaciones entre, por
ejemplo, zonas de umbría y
solana,
Aspecto
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Las curvaturas como tales
vienen a indicarnos la
morfología cóncava o convexa
del punto analizado de
acuerdo con una dirección
dada.
La curvatura horizontal
determina la forma del terreno
e el sentido de las curvas de
nivel
Curvatura horizontal
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La curvatura vertical o perfil de
curvatura indica la forma de
las pendientes
Las curvaturas son sensibles
al ruido del DEM y requieren
de mayor resolución espacial
para su aplicación práctica.
Por ello deben tomarse con
prudencia estas variables.
Curvatura Vertical
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Clasificación de las curvaturas
Copyright c2004 Víctor Olaya - Hidrología Computacional
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Se basa en la orientación y se
utiliza para distinguir zonas de
flujos convergentes (valores
negativos – vaguadas) de
divergentes (valores positivos
– dorsales)
Índice de Convergencia
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Originalmente fue definido
como para relacionar la
topografía con la acumulación
de agua en el suelo. Mayores
valores indican mayor
acumulación de agua
Índice de humedad
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Relacionado con el factor L de la
ecuación USLE, permite identificar
las áreas de mayor longitud de las
pendientes
Factor LS
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Altura del terreno sobre la red de canales
Esta variable relativiza el relieve de
tal manera que permite identificar
las áreas positivas y negativas del
terreno, destacando las lomas de
áreas planas. Es dependiente de la
red de canales.
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Para identificar áreas
deposicionales, así como para
encontrar fuertes asociaciones
entre unidades geomorfológicas o
procesos pedogenéticos
predominantes y los valores
resultados,
Índice de llanura de fondo de valles
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4/5
(a) EC 0-30 cm (dS/m);
(b) pH 0-30 cm;
(c) Clay 0-30 cm en (%);
(d) Silt 0-30 cm en (%);
(e) Sand 0-30 cm (%); (f) Depth profile (cm.)
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MAPA DE SUELOS VS. MAPA MDS
Loma Plana Loma Pend. Pend. baja Bajos C
urs
os d
e a
gua
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Establecimiento “El Ciclón”
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El Ciclón
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El Ciclón
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Observaciones
de Suelos
Datos
Auxiliares
Sistema de
predicción de Suelo
(espacial, atributos)
Atributos del Suelo
Clases de Suelo Precisión espacial
Principios del MDS
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450 muestras sobre 1400 ha: medición de profundidad de tosca.
Puntos de observación
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Carré & Montanarella
Observaciones
de Suelos
Datos
Auxiliares
Sistema de
inferencia de Suelo
(espacial, atributos)
Atributos del Suelo
Clases de Suelo
Precisión
espacial
Principios del MDS
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Datos Auxiliares
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Carré & Montanarella
Observaciones
de Suelos
Datos
Auxiliares
Sistema de
inferencia de Suelo
(espacial, atributos)
Atributos del Suelo
Clases de Suelo
Precisión
espacial
Principios del MDS
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Adaptado de Carré & Montanarella
Kriging
.
. .
.
. .
. .
. . . . . . .
γεj
distancia (m)
Sem
i-va
rianza
(proceso de interpolación basado en
la autocorrelación espacial de la
variable)
Sumatoria de dos mapas
predicción
kriging
regression-
kriging
Datos auxiliares
residuales
Variable predicha
Regresión Multilineal, Árboles de decisión y NNAs
Yj = a1 X1 + a2X2 + … + an Xn + εj
Variable del
suelo j residual j Covariables i
Espacialmente continuos Puntual
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Observaciones
de Suelos
Datos
Auxiliares
Sistema de
inferencia de Suelo
(espacial, atributos)
Atributos del Suelo
Clases de Suelo
Precisión
espacial
Principios del MDS
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Profundidad de tosca.
2/3 Data -> Model 1/3 Data -> Validation R2 = 0.47
RMSE = 16 cm
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Mapa de Ambientes.
Productos derivados
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Mapa de suelos - Ambientes.
Productos derivados
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Productos derivados
Mapa de Suelos.
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Conclusiones
• Para poder conocer como responderá el sistema debemos conocer como funciona
• Para saber como funciona el sistema debemos estudiar sus componentes
• El suelo es uno de los principales componentes del sistema y existen muchas herramientas para estudiarlo.
• Para todo esto, necesitamos CAPACITACIÓN
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