MAPEAMENTO DE SOLOS ATRAVÉS DO CARÁTER ESPECTRAL, 

DA REDE DE DRENAGEM E DA VEGETAÇÃO 

D.A. Marchetti* 
G.J. Garcia** 

R E S U M O : O presente trabalho reuniu três metodo­
logias conhecidas para o estudo de solos, todas asso­
ciadas às técnicas de sensoriamento remoto. Para uma 
mesma área, os solos foram relacionados aos seus parâ­
metros espectrais obtidos digitalmente de imagens de 
satélite; os índices de drenagem da área foram também 
relacionados aos respectivos solos; a conhecida relação 
entre tipos de cerrado e respectivos solos suporte foi 
também estudada. Para cada situação foi preparado um 
mapa de solos, que se aproximava do mapa já existente. 
Quando as informações de tais mapas foram agregadas em 
um único mapa, a aproximação com o mapa de controle foi 
altamente satisfatória evidenciando a aplicabilidade da 
metodologia. 

Termos para indexação: solos, mapeamento, senso¬ 
riamento remoto. 

SOIL MAPPING THROUGH SPECTRA PARAMETERS, DRAINAGE 
NETWORK AND VEGETATION 

A B S T R A C T : This study puts together three 

different methodologies that utilize Remote Sensing 

* In memoria 

** Instituto de Geociências e Ciências Exatas - UNESP 
Rio Claro 



Techniques for the study of soils. The soils of the 

selected area were studied by their spectra parameters 

and analysed through satellite images processed in an 

appropriate equipment. The drainage indices were 

correlated to their respective soils. The well known 

relationship between types of cerrado vegetation and 

associated soils were also studied. For each situation 

a soil map was prepared; those maps showed a reasonable 

relationship with the ground truth. Wen these 

informations were put together in a single map, the 

relationship with the reference soil map was highly 

significant, showing the applicability of the methodology. 

Index terms: soils, mapping, satellite. 

I N T R O D U Ç Ã O 

Considerada até recentemente como uma região in­
capaz de participar do processo produtivo do Setor Pri­
mário brasileiro, só recentemente os Cerrados começam a 
mostrar todo seu potencial. Ocupando uma área de 180 
milhões de hectares, estima-se que 50 milhões possam ser 
aproveitados para a produção de grãos, desde que se ad£ 
tem técnicas avançadas de cultivo. 

Objetivando conduzir uma agricultura racional, 

é fundamental avaliar os solos quanto as suas possibi­

lidades e limitações para uso agrícola, o que implica 

em se ter mapeamento de solos num nível de detalhe ade­

quado. Para tanto torna-se necessário lançar mao de 

técnicas que possibilitem respostas rápidas e a baixo 

custo. 0 Sensoriamento Remoto constitui-se então na 

ferramenta adequada visando o estudo dos solos das di­

ferentes áreas que compõem o complexo vegetativo deno­

minado Cerrado. 

A partir da técnica clássica de mapeamento de 
solos, através de levantamento de campo, várias outras 



foram propostas, sendo que o estudo quantitativo da re­

de de drenagem tem hoje sua eficiência comprovada, den­

tro de certos limites. 

0 presente trabalho objetiva o mapeamento dos so­

los de uma área determinada, através nao sé da rede de 

drenagem mas também pelo caráter espectral dos mesmos. 

A estreita relação que existe entre categorias de cer­

rado e respectivos solos deverá também ser levada em 

consideração. As informações obtidas por estas três 

fontes sao analisadas individualmente e também consoli­

dadas num único mapa, que é comparado com o mapa base, 

prê-existente. 

0 comportamento espectral dos solos 

Em termos de comportamento espectral, os solos e-
xibem curvas de reflectãncia bem mais uniformes do que 
as rochas. Estudos mostraram que a reflectãncia do so­
lo ê uma propriedade cumulativa originária da contri­
buição heterogênea da matéria orgânica, oxido de ferro, 
umidade, granulometria e estrutura (MONTGOMERY & 

BAUNGARDNER, 1974; STONER E BAUNGARDNER, 1981). De acor 
do com STONER et alii (1980), os solos podem ser agru­
pados em cinco curvas básicas, conforme aparece na Fi­
gura 1. 

Como demonstrado por PAGE (1974), o teor de maté­
ria orgânica está inversamente correlacionada com a re­
flectãncia espectral, enquanto que BAUNGARDNER et alii 
comentam que teores de matéria orgânica acima de 2% 
mascaram o efeito de outras propriedades. Já no caso 
do oxido de ferro, apenas teores acima de 4% podem mas­
carar os efeitos de altos teores de matéria orgânica. 

MONTGOMERY et alii (1976) afirmam que a signifi 

cância dos õxidos de ferro na reflectãncia aumenta com 

o aumento do comprimento de onda no espectro eletro­

magnético, em especial nas regiões do visível e infra­

vermelho próximo. 





Imaqens Landsat no estudo de solos 

Segundo HARALICH & SHANMUGAN U974) , feições es­

pectrais, texturais e do contexto sao os tres elementos 

utilizados na interpretação visual de imagens. Em es­

tudo comparativo entre imagens MSS/Landsat e imagens de 

radar GARCIA (1984) verificou que as imagens de radar 

foram superiores, quando se utilizou a rede de drenagem 

como referencial. Ja quando comparou imagens TM/Landsat 

e imagens de radar GARCIA (1988) verificou a superio­

ridade das primeiras, tendo como explicação a melhoria 

da resolução das imagens TM. 

Características da rede de drenagem aplicadas aos 
solos 

0 estudo quantitativo da rede de drenagem aplica­

do a solos se iniciou no Brasil com FRANÇA (1968), ori­

ginando uma linha de investigação com inúmeros seguido­

res . 

Depois do relevo, a rede de drenagem superficial 

ê um indicador confiável das reais condições do terre­

no. Além da razão infiltração/deflúvio, a capacidade 

de infiltração, permeabilidade e textura dos materiais 

também sao responsáveis pelo comportamento da rede de 

drenagem (LUEDER, 1959). 

HORTON (1945) explicou que a proporção entre in­

filtração e deflúvio regula os processos de erosão hí­

drica, existindo um comprimento mínimo de escoamento so 

bre uma determinada superfície, para iniciar a forma­

ção de canais. Este comprimento mínimo depende do de-

clive da superfície, velocidade do deflúvio, capacidade 

de infiltração e resistência do solo à erosão. 

STRAHLER (1964) considera a densidade de drenagem 
(Dd) um importante indicador da escala linear dos ele­
mentos fisiogrãficos. A Dd é definida como a relação 
entre o comprimento total de canais de uma bacia de dre 
nagem e a área dessa bacia. 

A Dd está relacionada principalmente com a resistência 



I erosão dos materiais presentes. Folhelhos e outras ro­

chas de granulaçao fina, tendem a apresentar alta Dd, 

enquanto que rochas sedimentares de granulaçao grossei­

ra, tendem a apresentar baixa Dd (RAY, 1963). 

Outros índices úteis, mas de menor poder discri­
minatório seriam: Freqüência de rios (Fr), que e defi­
nida pela relação numero total de canais pela ãrea da 
bacia; Comprimento médio de rios, que seria a relação 
entre o comprimento total de canais pelo número total 
de canais; Razão de textura, como sendo o comprimento 
total de canais da amostra pelo perímetro da mesma 
(STRAHLER, 1964; FRANÇA, 1968; RAY & FISCHER, 1960). 

ESPÍNDOLA & GARCIA (1978) verificaram que em ge­
ral, a densidade, de drenagem e a freqüência de rios sao 
sensivelmente mais baixas nos solos com horizonte B 
Latossõlico, com menor amplitude de valores, em função 
da profundidade, homogeneidade textural, grau de satu­
ração e condições de relevo, acarretando maior relação 
infiltração/deflúvio. Encontram ainda variações no ín­
dice de drenagem para os solos com B textural, em com­
paração aos solos B latossõlico. Os trabalhos com a 
metodologia proposta no Brasil por FRANÇA (1968) apre­
sentam número significativo, podendo-se destacar CARVA­
LHO (1977), NOGUEIRA (1979), POLITANO (1980), KOFFLER 
(1976), VALÉRIO FILHO (1984), VETTORAZZI (1985) e ANGU­
LO FILHO (1986). 

0 comportamento Espectral da Vegetação 

A Figura 2 mostra uma curva padrão da resposta 
espectral de vegetação onde se nota um pico de absorção 
na região do azul e outra na região do vermelho, ambos 
devidos a presença das clorofilas a e b. Nota-se tam­
bém um leve pico na região do verde. Na transição do 
vermelho para o infravermelho próximo (IVP), nota-se um 
acentuado aumento na reflectãncia o qual se mantém ao 
longo da faixa do IVP diminuindo somente na faixa do 
infravermelho médio (HOFFER, 1978). 

Na faixa do visível (0,40 a0,68ym) os pigmentos 





existentes na folha verde sao responsáveis pela sua res 

posta espectral apresentando uma forte absorção da ra­

diação incidente nas regiões do azul e do vermelho. Essa 

absorção e inversamente proporcional a reflectância nes^ 

sa faixa. 

Na porção do espectro referente ao IVP ocorre exa 

tamente o inverso. As folhas verdes absorvem muito pou­

ca energia nessa região do espectro apresentando uma al 

ta reflectância devida ao espalhamento resultante dos 

diferentes Índices de refraçao do liquido intracelular 

(1,33) e dos espaços intracelulares (1,0) do mesõfilo 

(GAUSMAN, 1974). 

Imagens de satélite no estudo da vegetação 

A bibliografia sobre o tema ê volumosa e acessí­
vel, principalmente os trabalhos desenvolvidos pelo 
INPE - Instituto de Pesquisas Espaciais. Vale a pena 
no entanto alguns comentários sobre a influência da re­
solução espacial na eficiência da classificação digi­
tal. KAN & BALL (1974) relatam que a medida que aumen­
tou a resolução espacial, aumentou a variancia espec­
tral, diminuindo a separabilidade entre as diferentes 
classes de cobertura do terreno. MALILA (1985) relata 
que de um modo geral a quantidade de informações detec­
tadas pelo sensor TM/Landsat é muito maior que aquelas 
detectadas pelo MSS/Landsat, principalmente para áreas 
agrícolas. No caso do trabalho de DE GLORIA et alii 
(1985) , ficou evidenciado que as melhores composições 
coloridas seriam 2B, 4G e 5R ou 3B, 4G e 5R. TOLL (1984), 
comenta que a banda 7 e, principalmente a , sao alta­
mente correlacionadas a outras bandas. 

A Vegetação de Cerrado 

Os primeiros estudos tentaram explicar a ocorrên 

cia do Cerrado como uma adaptação da vegetação natural 

ã falta de água em certo período. FERRI (1955), com­

provou no entanto que as razoes deveriam ser outras, já 

que durante a estação seca tal vegetação nao sofria re£ 

triçao severa na taxa de transpiraçao e nao sofriam 



falta de água. GOODLAND (1971) propôs a teoria do es-

cleromorfismo por toxidez de alumínio, tendo verificado 

que dos fatores considerados no estudo (pH, C, N, M.O., 

Ca + Mg, K, Al, e PQi»),o teor de alumínio decrescia do 

Campo Limpo para o Cerradao, enquanto que os teores dos 

outros elementos aumentavam na mesma direção. Finalmen­

te GOODLAND & POLLARD (1973), concluem da existência de 

um gradiente de fertilidade dos solos, o do Campo Lim­

po ao Cerradão. GARCIA & ESPÍNDOLA (1981), demonstra­

ram a elevada correlação entre este tipo de vegetação e 

respectivos solos utilizando-se de técnicas de senso-

riamento remoto. 

MATERIAL E MÉTODOS 

1. Descrição da área de estudo 

A área de estudo, localizada no Distrito Federal 
apresenta as seguintes coordenadas: 15°30' e 16°15' de 
Latitude Sul e 47°31' e 47°50' de Longitude Oeste. 

Segundo a classificação de Koppen o clima ê do 

tipo AW, tropical, caracterizado por uma estação seca 

acentuada no inverno, com 80% do total anual de preci­

pitações distribuídas entre os meses de outubro a abril, 

onde a temperatura apresenta uma amplitude anual de 

21,3° a 27,2°C. 

Quanto a geologia da área, ALMEIDA (1964), comen 
ta que o Planalto Central Brasileiro consiste de um es­
cudo de rochas cristalinas intrusivas do Pré-Cambriano 
e rochas metamórficas, parcialmente expostas e parcial­
mente recobertas por sedimentos do Pleozõico e Mesozói-
co. 

Quanto aos solos, a Figura 3 mostra a distribui­

ção dos mesmos, segundo a EMBRAPA (1978). 

2. Características das imagens utilizadas 

A Tabela 1 relaciona as imagens utilizadas, em 
diferentes representações. 





3. Material cartográfico utilizado 

O material cartográfico utilizado, refere-se ã 
área do Distrito Federal, cobrindo toda região do PADDF/ 

Programa de Assentamento Dirigido do Distrito Federal. 

- Carta de Solos da EMBRAPA e bibliografia exis­
tente no CPAC. 

- Carta do Brasil ao Milionisimo do IBGE. 

- Mapas do Departamento Nacional de Produção Mi­
neral . 

- Mapas topográficos na escala 1:100.000 elabo­
rados pelo Serviço Geográfico do Exército. 

- Dados de verdade terrestre obtidos em 1988. 

4. Instrumental 

Visualmente as imagens foram interpretadas com o 
auxilio de uma lupa iluminada. Na forma digital utili­
zou-se de um terminal RAMTEK ligado a um computador IBM 
de grande porte. Através de software apropriado foi pos 
slvel a execução de procedimentos que melhoraram a qua­
lidade da imagem e facilitaram a interpretação das mes­
mas . 



Adicionalmente contou-se com um Additive Color 

Viewer da marca Cannon para a confecção de composições 

coloridas a partir de imagens analógicas. 

5. Processamento das imagens digitais 

Foram feitas numerosas tentativas de combinações 
entre bandas, onde a seleção das bandas TM foi feita pe 
lo critério de seleção de atributos. 0 algoritmo ori­
ginal foi desenvolvido por li (1982), e consiste de um 
classificador que seleciona de um conjunto de N bandas, 
o melhor subconjunto de K bandas, o qual minimiza a pro 
babilidade de erro de classificação. Dos dois métodos 
alternativos utilizou-se o da medida distância estatís­
tica J-M (Jeffrey-Matusita), de acordo com MENESES 
(1986) . 

Outro procedimento empregado foi o método de 

Transformação dos Componentes Principais, que permite 
aumentar a eficiência classificatória, através de trans 
formações estatísticas dos dados originais. Posicionan­
do-se adequadamente os eixos, pode-se derivar valores 
transformados que descrevem mais eficientemente os da­
dos (SHORT, 1982). 

6. Analise da rede de drenagem 

Preliminarmente procedeu-se ao delineamento de 
toda a rede de drenagem a partir de imagens TM/Landsat 
na escala 1:250.000. Foram identificados todos os ca­
nais permanentes e temporários. 0 mapa de unidades fi-
siogrãficas utilizado como base para a seleção das áreas 
de diferentes solos estudados, foi executado segundo 
DONZELLI et alii (1983). Posteriormente sobre o mapa 
básico, foram distribuídas amostras circulares ao aca­
so, de modo a permitir a análise estatística. 

A análise quantitativa do padrão de drenagem res 

tringiu-se aos elementos possíveis de serem obtidos de 

amostras circulares, quais sejam: Densidade de drena­

gem, Freqüência de rios e Razão de textura. 



7. Analise Estatística 

Os indices do padrão de drenagem utilizados com 

os parâmetros para distribuição entre solos foram ana­

lisados estatisticamente pelo método de Similaridade e 

Classificação Espacial (GERARDT & SILVA, 1981). 

Na analise comparativa entre os três tipos de 
informações foram utilizadas duas técnicas: na primei­
ra as amostras mais representativas foram selecionadas 
através de uma análise de agrupamentos por exclusão, 
numa variante denominada ISOMIX (PRELAT, 1981). Na apli 
cação do método estabeleceu-se como um dos parâmetros 
de controle o número mínimo de classes igual a 3 (agru­
pamento final), de modo que o penúltimo agrupamento foi 
de 6 classes. Visando testar a representatividade de 
cada amostra face a área total, utilizou-se então o tes^ 
te X 2 (SIEGEL, 1975), que permite comprovar a hipótese 
de que as amostras diferem ou nao em suas freqüências. 

RESULTADOS E DISCUSSÃO 

Os resultados obtidos na realização do trabalho 

aparecem a seguir. 

1. Estudo dos solos pelo caráter espectral 

A aplicação do método da distância J-M, indicou 

as bandas 1, 2 e 4 como as mais apropriadas, e a compo­

sição colorida final ficou IB, 2G e 4R. A Transfor­

mação dos Componentes Principais revelou que a composi­

ção 1 CPR, 2 CPG e 3 CPB, foi a mais informativa. 

Uma comparação visual entre estas duas composi­

ções, revela que a segunda captou com mais sensibili­

dade, as diferenças entre os solos ocorrentes no local. 

A Figura 4 apresenta o mapa de solos de uma parte da 

área, de acordo com as informações colhidas da composi­

ção colorida proveniente da Transformação dos Componen­

tes Principais. 





2. Estudo dos solos pela rede de drenagem 

A Figura 5 representa a rede de drenagem deli­

neada a partir das imagens TM/Landsat. A Tabela 2 re­

presenta os índices de drenagem obtidos das amostras 

circulares distribuídas ao acaso. Da aplicação das 

duas técnicas estatísticas já comentadas, obteve-se gru 

pos de associações de solos, conforme aparece na Tabe­

la 3 e representados tematicamente pela Figura 6. 

Analisando-se os resultados da Tabela 3, pode-se 
notar que os valores encontrados para os índices de 

drenagem, embora inferiores àqueles obtidos através das 
fotografias aéreas, acompanham os resultados obtidos 
por outros autores. No entanto, ao se analisar traba­
lhos sobre o mesmo tema (KOFFLER, 1976; POLITANO, 1980 
e VALÊRIO FILHO, 1984), verifica-se que a Freqüência de 
rios (Fr) é no geral, superior que a Densidade de Dre­
nagem (Dd), para um mesmo solo ou associações de solos. 
No presente estudo, com exceção do Cambissolo, a Fr 
foi sempre inferior que o Dd e associações de solos en­
contradas. Provavelmente, isto se deve ao fato de se 
ter utilizado de imagens orbitais numa escala pequena, 
impedindo a identificação e delineamento dos canais me­
nores, afetando muito mais o parâmetro número de canais 
do que o comprimento, como já relatara GARCIA (1984, 
1988) em estudo comparativo. 

Conforme comentam ESPÍNDOLA & GARCIA (1978), em 

geral a Dd e a Fr sao mais baixas nos solos com B La-

tossólico, com menor amplitude de valores em função da 

profundidade, homogeneidade textural, grande saturação 

e condições do relevo, acarretando maior relação infil­

tração deflúvio; nas umidades com B textural ocorrem va 

riaçoes mais acentuadas. Trabalhos de CARVALHO (1977), 

KOFFLER (1982), NOGUEIRA (1979), VALÉRIO FILHO (1984), 

VETTORAZZI (1985) e ANGULO FILHO (1986), mostram resul­

tados que dao coerência aos dados obtidos no trabalho 

em questão. 









3. Mapeamento de vegetação e correspondência com 
os respectivos solos 

Na interpretação da vegetação utilizou-se de ce­

nas de verão e de inverno. De um modo geral as cate­

gorias com densidade vegetativa maior (Cerrado, Cerra-

dao e Mata), resistem melhor o período seco do que as 

categorias de menor densidade vegetativa, provocando di 

ferenças na reflectãncia, facilitando a interpretação. 

As composições coloridas foram efetuadas tanto 
no Additive Color Viewer como no RAMTEK, sem que o pri­
meiro desse uma contribuição significativa. As bandas 
selecionadas pela distância J-M, permitiram a composi­
ção 2B, 3G, 4R e pelo método da Transformação dos Com­
ponentes Principais a comparação 1- CPB, 23 CPG, 3§ CPR. 
Estas composições, para a área de estudo, foram foto­
grafadas no monitor e ampliadas para uma escala aproxi­
mada de 1:80.000. Tais fotografias conjuntamente com 
as imagens TM/Landsat na Escala 1:250.000 foram inter­
pretadas visualmente, levando em conta o controle de 
campo efetuado anteriormente. 

A Figura 7 mostra o mapeamento da vegetação da 
área de estudo. Comparando-se este mapa com o mapa de 
solos da EMBRAPA (Figura 3 ) , verifica-se que ocasional­
mente fica bem evidente a correlação entre tipos de Cer 
rado e respectivos solos. No entanto, a interferência 
humana, que é bastante intensa na região e a ação do 
relevo, interferem bastante nesta correlação (GARCIA & 
ESPÍNDOLA, 1981). Notou-se ainda a existência de um 
mesmo tipo de Cerrado em solos diferentes, evidencian­
do excessoes a já comentada correlação. Deve-se comen­
tar ainda que apenas a vegetação de terras úmidas (so­
los hidromõrficos) não mostrou variabilidade com res­
peito aos solos. Assim, a única informação aproveita­
da do mapa de vegetação da área foi a Categoria Vegeta­
ção de Terras Úmidas. 

4. Mapa Síntese 

0 Mapa Síntese, conforme aparece na Figura 8, 







compreende a integração das informações provenientes da 
analise da reflectância dos solos, rede de drenagem e 
categorias de Cerrado e respectivos solos suporte, nes­
te caso basicamente Vegetação de Terras Úmidas. 

As informações temáticas de cada mapa foram co­
dificadas através de uma grade com malha de 1,0 x l,0Km 
e armazenadas no computador. Os tres mapas foram com­
parados através de suas quadrículas correspondentes, 
por intermédio de software especifico, permitindo quan­
tificar a representatividade das amostras e a porcenta­
gem de coincidência, considerando-se o mapa de solos 
da EMBRAPA (EMB) como referencial (Tabela 4 ) . Objeti-
vando-se estudar a significância da representatividade 
destas amostras, efetuou-se testes estatísticos apro­
priados, como comentado anteriormente. Da aplicação do 
ISOMIX para o penúltimo agrupamento (amostras a, a^; b, 
bi; c, ci), obteve-se uma significância ao nível de 10% 
de probabilidade, indicando portanto baixo poder dis­
criminatório. Aplicando-se o mesmo teste para o agru­
pamento final (a, b, c, na Tabela 4 ) , a probabilidade 
chegou a 1%, evidenciando a representatividade das amos 
tras finais e suas significâncias. A partir das evidên 
cias de que as amostras a, b, e c sao as mais signifi­
cativas, foi possível elaborar o Mapa Síntese com tais 
informações, conforme aparece na Figura 8. Analisando-
se ainda estas informações, verifica-se que as mesmas 
se revelam mais consistentes que aquelas relativas â 
rede de drenagem, limitadas no entanto pela possibili­
dade da ocorrência de solos nús. 

Dentro dos propósitos do presente trabalho, a 

possibilidade de se estudar os solos através de três 

técnicas diferentes, evidenciou que as informações obti 

das sao complementares, propiciando um produto final su 

perior àquele obtido por qualquer uma das técnicas apli 

cadas individualmente. Escalas de trabalho maiores, 

bem como outras técnicas para o tratamento digital das 

imagens indicam que mapas mais preciosos podem ser obti 

dos do meio físico. 





CONCLUSÕES 

Para a região estudada, a metodologia empregada 

permitiu as seguintes conclusões principais: 

- A interpretação da vegetação de Cerrado atra­
vés de imagens de satélite revelou-se altamente eficien 
te, principalmente para composições coloridas produzi­
das especialmente para tal fim; 

- A interdependência entre tipos de solos e ti­
pos de Cerrado nao se revelou consistente para os pro­
pósitos do presente trabalho, já que por vezes dois ti­
pos diferentes de Cerrado ocorriam num mesmo tipo de 
solos; 

- Nas áreas de solos desnudos o caráter espec­

tral dos mesmos, foi de grande auxílio na identifica­

ção e delineamento dos tipos de solos; 

- 0 estudo dos solos, a partir da rede de drena­
gem, permitiu a delimitação de associações de solos, 
dentro da precisão jã obtida em trabalhos precedentes; 

- 0 mapa final de solos, alcançou um nível de 

detalhes muito superior, relativamente aos mapas indi­

viduais obtidos de cada técnica; 

- A utilização da informática, para comparar os 

resultados de cada técnica, permitiu agilizar a obten­

ção dos resultados, mesmo sendo uma área pequena. 

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Entregue para publicação em: 15/08/89 

Aprovado para publicação em: 18/05/90