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Tipo: TCC
Título : Espectroscopia de reflectância na quantificação de atributos em solos do semiárido
Título en inglés: Reflectance spectroscopy in the quantification of attributes in semi-arid soils
Autor : Santos, Nicole Ferreira dos
Tutor: Toma, Raul Shiso
Palabras clave en portugués brasileño: Pedrometria;Modelagem;Comportamento espectral
Palabras clave en inglés: Pedometry;Spectral behavior;Modeling
Áreas de Conocimiento - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA
Fecha de publicación : 2024
Citación : SANTOS, Nicole Ferreira dos. Espectroscopia de reflectância na quantificação de atributos em solos do semiárido. 2024. 42 f. Monografia (Graduação em Agronomia) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Resumen en portugués brasileño: A utilização da espectroscopia de reflectância na caracterização dos solos tornou-se uma alternativa eficiente na identificação de atributos físicos, químicos e biológicos, sendo o objetivo principal desta pesquisa quantificar e caracterizar os atributos do solo do Semiárido brasileiro, utilizando o método estatístico de Regressão por Componentes Principais (PCR). Diante disso, foram analisados os atributos físicos: areia, silte e argila, os atributos químicos: Ca, Mg, K, P assimilável, Na, Al, pH (H2O), acidez potencial, cálculo da CTC e saturação por bases, como também a variabilidade dos atributos do solo, a partir das informações espectrais na faixa de 350 a 2500 nm de 164 amostras de solo de Quixadá, Pentecoste, Fortaleza (CE), Goiana (PE), Rio Largo (AL), Neópolis (SE), Cruz das Almas (BA) e Brejo (MA). As análises espectrais foram realizadas com o equipamento FieldSpec Pro FR 3, os resultados foram submetidos a técnicas de pré-processamento, métodos de remoção do espectro contínuo e conversão dos valores para absorbância. Para a análise quantitativa e predição dos atributos do solo foram utilizados os espectros de reflectância das amostras, bem como os dados pré-processados. Para a construção dos modelos de quantificação dos atributos do solo foi empregado o algoritmo PCR. Para a calibração, foram utilizados 70% das curvas do solo e 30% para validação. Para a validação dos modelos foi utilizado o método de validação cruzada leave-one-out. Os modelos foram avaliados seguindo a métrica do Coeficiente de Determinação (R2), Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE) e a Razão da Performance do Desvio (RPD). Em relação aos resultados do R2, para os atributos físicos a utilização dos dados brutos apresentou o melhor modelo quando comparado com remoção do contínuo e absorbância; para os atributos químicos, o Mg e Ca apresentaram bons modelos em todos os processamentos realizados. Para o RMSE, a areia utilizando os dados brutos, silte com remoção do contínuo e argila através da absorbância apresentaram uma melhor precisão, já o atributo químico K foi o que apresentou a melhor precisão nos três processamentos, quando comparado aos outros componentes. Para a RPD, a areia apresentou com os espectros brutos um modelo adequado, porém necessita de ajustes, e os atributos químicos Ca e Mg com os espectros brutos apresentaram modelos adequados, mas também necessitando de ajuste. A aplicação de outras técnicas de processamento e de métodos de regressão podem trazer resultados mais significativos.
Abstract: The use of reflectance spectroscopy in soil characterization has become an efficient alternative in identifying physical, chemical and biological attributes, with the main objective of this research being to quantify and characterize soil attributes in the Brazilian Semiarid region, using the statistical method of Regression. by Main Components (PCR). Therefore, the physical attributes were analyzed: sand, silt and clay, the chemical attributes: calcium, magnesium, potassium, assimilable phosphorus, sodium, aluminum, pH (H2O), potential acidity, CTC calculation and base saturation, as well as the variability of soil attributes, based on spectral information in the range of 350 to 2500 nm from 164 soil samples from Quixadá, Pentecoste, Fortaleza (CE), Goiana (PE), Rio Largo (AL), Neópolis (SE), Cruz das Almas (BA) and Brejo (MA). The chemical and physical results and spectral analyzes were obtained with the FieldSpec Pro FR 3 equipment, subjected to pre-processing techniques, continuous spectrum removal methods and conversion of values to absorbance. For the quantitative analysis and prediction of soil attributes, the spectra of the samples were used, as well as the pre-processed data. To build models for quantifying soil attributes, the PCR algorithm was used. For calibration, 70% of the soil curves were used and 30% for validation. To validate the models, the leave-one-out cross-validation method was used, evaluated following the metrics of the Coefficient of Determination (R2), Root Mean Square Error (RMSE) and the Deviation Performance Ratio (RPD). In relation to the R2 results, for the physical attributes the use of pre-processed data presented the best model when compared to continuum removal and absorbance, for the chemical attributes Mg and Ca they presented the best models in all the processing carried out. For RMSE, sand using raw data, silt removal from the continuum and clay using absorbance showed better precision, while for chemical attributes, K was the attribute that presented the best precision in the three processes, when compared to the other components. For the RPD, the sand presented an adequate model with the raw spectra, but requires adjustments, and for the chemical attributes of Ca and Mg, the raw spectra presented adequate models, but also in need of adjustment. The application of other processing techniques and regression methods can yield more significant results.
URI : http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80282
Lattes del autor: http://lattes.cnpq.br/6004490388613035
ORCID del tutor: https://orcid.org/0000-0001-5585-6832
Lattes del tutor: http://lattes.cnpq.br/4361739592184749
Derechos de acceso: Acesso Aberto
Aparece en las colecciones: AGRONOMIA - Monografias

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