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Conventional soil analysis produces large amount of residues and demand resources and time consuming. The construction of soil spectral database for estimating soil attributes is the newest alternative on soil mapping. The objective in this study was to build spectral libraries and study the quality of the generated prediction models for soil attributes. It was obtained 7185 soil spectral (400-2500 nm) in laboratory with respective soil analysis. The spectral libraries "general", "regional", and "local" were generated from these spectral readings. The general spectral library contained the full range of data and several states, the regional libraries contained data from geographically close municipalities, and the local libraries contained soil data from a single municipality. In general we observed the sequence of R2 for General (0.85), Regional (0.67 to 0.77) and Local (0.55 to 0.77). In conclusion, the best database was the general one. On the other hand, independent of the size of the database, predictive models based on physical attributes such as sand, clay, and organic matter generate good predictions until an R2 of 0.7. The determination of spectral libraries including highly variable soils formed from different parent materials create worse results for the estimation of chemical attributes and better results for the estimation of the physical ones. The low range of variation in a given attribute was a limiting factor in the generation of effective predictive models. A great spectral library can certainly improve soil quantitative evaluation. RESUMO As análises convencionais de solo produzem grandes quantidades de resíduos e demandam muito tempo e recursos. A construção de bancos de dados espectrais para estimar atributos do solo é uma alternativa em mapeamento de solos. Objetivou-se neste estudo construir bibliotecas espectrais e estudar a qualidade dos modelos de predição de atributos do solo gerados. Obtiveram-se 7185 espectros de solo (400-2500 nm) em laboratório, cada um com as respectivas análises de solo. As bibliotecas espectrais "Geral", "Regionais" e "Locais" foram geradas a partir dessas leituras espectrais. A biblioteca espectral "Geral" contém toda a gama de dados e vários estados, as Regionais contêm dados de municípios geograficamente próximos, e as Locais contêm dados do solo de um único município. Em geral, observou-se a seqüência de R2 para Geral (0,85), Regional (0,67-0,77) e Local (0,55-0,77). Em conclusão, o melhor banco de dados foi o Geral. Por outro lado, independente do tamanho do banco de dados, com base em modelos de previsão de atributos físicos, tais como a areia, argila e matéria orgânica, obteve-se bons prognósticos, até R2 de 0,7. A determinação de bibliotecas espectrais incluindo solos altamente variáveis formados a partir de diferentes materiais de origem produziu resultados piores para a estimativa de atributos químicos e melhores resultados para a estimativa de atributos físicos. A baixa amplitude de variação em um determinado atributo foi um fator limitante na geração de modelos preditivos eficazes. Uma grande biblioteca espectral pode certamente melhorar a avaliação quantitativa do solo.

RESUMOObjetivou-se neste trabalho caracterizar diferentes solos por espectrorradiometria de reflectância ao longo de uma topossequência na região de Piracicaba, SP. Amostras de solo foram coletadas e analisadas em campo, em laboratório de análises químicas e por sensores Vis-NIR (400-2500 nm). Alterações nos solos da topossequência foram identificáveis nas informações espectrais. Constituintes dos solos, tais como, matéria orgânica, mineralogia, formas de óxidos de ferro e granulometria foram determinantes nas variações das feições de absorção e intensidades de reflectância. Cada perfil mostrou características espectrais diferenciadoras entre horizontes, relacionadas à intensidade, feições de absorção e morfologia da curva. A avaliação morfológica não pode ser avaliada pelo sensor, sendo uma de suas limitações. Existe relação entre grau de intemperismo (índices ki, relação silte/argila e mineralogia) e dados espectrais. Isso foi observado nos solos originados de basalto, onde houve aumento do ferro extraído pelo ditionito (cristalino e amorfo) na sequência Nitossolo Vermelho Latossólico (NVL) em direção ao Cambissolo (C) e, aumento do ferro amorfo nesta mesma sequência. Na avaliação da topossequência completa observou-se a sequência de absorção centrada em 500 e 850 nm decrescente do Nitossolo Vermelho Latossólico em direção ao Chernossolo, ou seja, na sequência de decréscimo dos teores de ferro cristalino (hematita e goethita) e aumento de ferro amorfo, corroborado pelo aumento dos valores do índice ki. Houve relação entre os dados espectrais, o índice ki e a posição do solo na paisagem. Esses resultados mostram que a espectrorradiometria é uma ferramenta promissora para auxiliar o levantamento de solos. Entretanto, há necessidade do suporte à implantação de bibliotecas de dados espectrais de solos com acesso irrestrito aos usuários. ABSTRACTThe aim of this work was to characterise by reflectance spectroradiometry different soils along a toposequence in Piracicaba, in the state of São Paulo, Brazil. Soil samples were collected and analysed in the field, in a laboratory for chemical analysis and by Vis-NIR sensors (400-2500 nm). Changes in the soils of the toposequence could be identified in the spectral information. Such soil constituents as organic matter, mineralogy, types of iron oxide and particle size determined variations in absorption features and reflectance intensities. Each profile displayed distinctive spectral characteristics between horizons, related to intensity, absorption features and curve morphology. The sensor could not be used to carry out the morphological evaluation, this being one of its limitations. There is a relationship between the degree of weathering (KI indices, silt to clay ratio and mineralogy) and the spectral data. This was seen in the basalt-based soils, where there was an increase in the iron extracted by dithionite (crystalline and amorphous) for the sequence, Latosolic Red Nitosol (NVL) to Cambisol (C), and an increase in amorphous iron for the same sequence. Evaluation of the complete toposequence showed that the absorption sequence centred on 500 and 850 nm decreased from the Latosolic Red Nitosol towards the Cambisol, i.e. following the decrease in crystalline iron content (hematite and goethite) and the increase in amorphous iron. This was substantiated by increases in KI index values. There was a relationship between the spectral data, KI index and landscape position of the soil. These results show that spectroradiometry is a promising tool to assist in soil surveys. However there is a need to support the implementation of libraries of soil spectral data, with unrestricted user access.

Soil components, such as organic matter, the levels and form of iron oxides, moisture and texture, influence the interaction of the soil with electromagnetic energy, so that knowledge of the energy reflected by different classes of soil is therefore of help in their discrimination. The aim of this study was to evaluate the possibility of differentiating classes of soils along two transects, by means of the field spectral behaviour of different classes, using both visual and multivariate statistical analysis. Equidistant points were marked along the transects, 100 m apart, where geo-referenced soil samples were collected from the surface layer at a depth of 0 to 0.20 m. In the area under study, ten classes of soil were described by means of laboratory analysis of surface samples and a morphological description of the profiles, with each soil being classified according to the Brazilian System of Soil Classification. For separating soil units and establishing their boundaries in the landscape three methods were used: a) traditional, evaluating the correlation between soil and landscape; b) qualitative assessment of the spectral curves; c) multivariate analysis for discrimination of the classes of soil. Comparison of these methods made possible the use of spectroradiometry in differentiating the classes of soil, with the statistical method separating a larger number of classes. It was possible to delimit the boundaries of the soil units in the area under study, as well as differences in texture, colour, total iron and organic matter between units, by varying the spectral responses of the soil samples being tested. Os componentes do solo como matéria orgânica, teor e forma dos óxidos de ferro, umidade e textura, influenciam na interação deste com a energia eletromagnética, sendo assim o conhecimento da energia refletida por diferentes classes de solos pode auxiliar em suas discriminações. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a possibilidade de diferenciar classes de solos ao longo de dois transectos, por meio do comportamento espectral de campo de diferentes classes, utilizando para tanto a análise visual e estatística multivariada. Nos transectos foram demarcados pontos equidistantes em 100 m, de onde coletaram-se amostras de solo georreferenciadas da camada superficial, na profundidade de 0 a 0,20 m. Na área em estudo, foram descritas 10 classes de solos, por meio de análises de laboratório das amostras superficiais e descrição morfológica de perfis, sendo cada solo classificado de acordo com o Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. Para separação das unidades de solos e estabelecimento de seus limites na paisagem utilizaram-se três métodos: a) tradicional, avaliando-se a correlação solo-paisagem; b) avaliação qualitativa das curvas espectrais e c) análise multivariada para discriminação das classes de solos. A comparação entre os métodos possibilitou avaliar o uso da espectrorradiometria na diferenciação de classes de solos, sendo que o método estatístico separou maior número de classes. Foi possível delimitar os limites das unidades de solos da área de estudo bem como as diferenças de textura, cor, ferro total e matéria orgânica entre as unidades, por meio da variação nas respostas espectrais das amostras de solos avaliadas.

Minimizing environmental impacts and increasing crop productivity depend mainly on the knowledge of chemical, physical and mineralogical characteristics of the soil attributes. However, traditional methods are timeconsuming and costly. The objective of this study was to determine and validate a method to quantify soil attributes using UV-Vis-NIR Spectroscopy as an alternative to conventional methods of soil analyses. The work comprised two main phases: (1) creation and calibration of statistical models to determine the soil attributes derived from spectral data extracted from soil samples collected in area 1, (2) validation of statistical models in area 2 and correlations between the estimated and observed values (conventional method) for each soil attribute. The equations of the attributes Fe2O3, Al2O3, and clay reached R2 > 0.80 and may be applied to a different database than the one that was used to generate the equations, provided that they belong to the same study site.