Mapas rápidos e precisos de CEa do solo para pesquisa com EM38-MK2: otimização do espaçamento entre linhas, densidade amostral e resolução espacial de saída

Abstract

Estabelecer um plano de delineamento amostral é um dos mais importantes estágios para o reconhecimento detalhado do solo e é um desafio para que interpoladores geoestatísticos, como krigagem, sejam utilizados em sistemas informatizados de suporte e apoio à decisão quando o tempo de processamento dos dados é alto. Este estudo teve o objetivo de avaliar quatro níveis de espaçamentos (40, 80, 150 e 300 m) entre linhas de coleta de dados de condutividade elétrica aparente (CEa) com o sensor Geonics EM38-MK2, em uma área de 72 ha sob pivô de irrigação, localizada no município de Itaí, São Paulo. Para avaliar o efeito do distanciamento entre as linhas nas incertezas dos mapas de CEa produzidos por krigagem ordinária, utilizou-se o índice de raiz do erro quadrado médio (REQM) e associaram-se os níveis de espaçamentos a sete resoluções espaciais para mapeamento (100, 80, 50, 30, 20, 10 e 5 m), a fim de identificar o menor tempo de processamento para produção de cada mapa via krigagem. Todas as análises foram realizadas no software R. Os mapas que utilizaram as resoluções 100, 80 e 50 m para os quatro níveis de espaçamento não demonstraram compatibilidade com a extensão da área de estudo, visto que inviabilizaram a interpretação da variação espacial da CEa. O mapa com resolução de 5 m com dados espaçados de 40 m demandou 25 minutos para execução e apresentou o menor REQM entre todos os mapas avaliados, 0,67 mS/m. O alto tempo de processamento associado ao excessivo detalhamento para operações em agricultura de precisão tornam a resolução de 5 m uma escolha inadequada. As resoluções restantes à escolha foram 30, 20 e 10 m. Observando-se que os valores de REQM aumentam conforme espaçam-se as linhas de dados e à medida que a resolução diminui, o REQM de 1,09 mS/m foi o menor valor encontrado nessas resoluções, a partir do espaçamento entre linhas de 80 m e resolução de 10 m. Para reduzir o tempo de 77 s necessários para a confecção do mapa, utilizando-se a combinação do conjunto de dados com 80 m de espaçamento e a resolução de 10 m, removeram-se, aleatoriamente, 25, 50, 75 e 95% dos pontos. O valor de REQM para o mapa com remoção de 25% foi 1,09 mS/m, e o tempo para a produção do mapa reduziu-se para 42 s. Os mapas com os dados removidos em 50 e 75% apresentaram REQM 1,21 mS/m, e tempos de processamento 20 e 4,9 s, respectivamente. Ao produzir o mapa com os dados removidos em 95% dos pontos, o tempo não ultrapassou 1 s, contudo, o REQM de 1,54 mS/m indica incertezas superiores ao se utilizar espaçamento entre linhas de 150 m. Portanto, o delineamento amostral contendo 512 pontos, referente ao conjunto com 75% de dados removidos a partir do espaçamento de 80 m e a resolução espacial de 10 m permitiram a caraterização detalhada da variação espacial da CEa do solo na área de estudo, com REQM 1,21 mS/m e tempo de processamento inferior a 10s.