MULTIFRACTAL ANALYSIS OF SOIL RESISTANCE TO PENETRATION IN DIFFERENT PEDOFORMS
| Autor: | Ênio Farias de França e Silva, Glécio Machado Siqueira, Raimunda Alves Silva, Jairo O. R. Leiva |
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| Jazyk: | angličtina |
| Rok vydání: | 2021 |
| Předmět: |
Variabilidade espacial
Soil management 010504 meteorology & atmospheric sciences Scale (ratio) Spatial variability 01 natural sciences Fractal Dimension (vector space) Heterogeneidade de escala Scale heterogeneity. Precision agriculture. Soil compaction. Soil management. Spatial variability Singularity spectrum Soil compaction Agricultura de precisão 0105 earth and related environmental sciences Mathematics Precision agriculture Manejo do solo Homogeneity (statistics) Mathematical analysis Sampling (statistics) 04 agricultural and veterinary sciences Multifractal system Fractal analysis Compactação do solo Scale heterogeneity 040103 agronomy & agriculture 0401 agriculture forestry and fisheries General Agricultural and Biological Sciences Heterogeneidade de escala. Agricultura de precisão. Compactação do solo. Manejo do solo. Variabilidade espacial |
| Zdroj: | REVISTA CAATINGA; Vol. 34 No. 1 (2021); 189-198 Revista Caatinga; v. 34 n. 1 (2021); 189-198 Revista Caatinga Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) instacron:UFERSA Revista Caatinga, Volume: 34, Issue: 1, Pages: 189-198, Published: 16 APR 2021 |
| ISSN: | 1983-2125 0100-316X |
| Popis: | Soils are highly variable across landscapes, which can be assessed and characterized according to scale, as well as fractal and multifractal concepts of scale. Thus, the objective of this study was to analyze the multifractality of the penetration resistance (PR) of vertical profiles from different slope forms (concave and convex). The experimental plot incorporated 44.75 ha, and the PR was measured at 70 sampling points in the 0-0.6 m layer, distributed in concave (Type A: 38 sampling points) and convex pedoforms (Type B: 32 sampling points). Data analysis was performed using the PR value (every 0.01 m depth) for each of the sampling points (PRmean), and their respective maximum (Prmaximun) and minimum (PRminimum) values. Multifractal analysis was performed to assess the changes in the structure, heterogeneity, and uniformity of the vertical profiles according to the scale, characterizing the partition function, generalized dimension, and singularity spectrum. The multifractal parameters of the generalized dimension and singularity spectrum demonstrated greater homogeneity and uniformity in the vertical PR profiles of pedoform B (convex) compared to those of pedoform A (concave). The minimum PR values in pedoform A (PRminimum) showed the greatest scale heterogeneity, indicating that in terms of soil management, it is more relevant to monitor the minimum values than the maximum values. The fractal analysis allowed us to describe the heterogeneity of the data on scales not evaluated by conventional analysis methods, with high potential for use in precision agriculture and the delimitation of specific management zones. RESUMO Os solos possuem elevada variabilidade ao longo da paisagem, que pode ser avaliada e caracterizada por meio de conceitos de invariância de escala, fractais e multifractais. Assim, o objetivo deste trabalho foi analisar a multifractalidade da RP de perfis verticais em diferentes formas do relevo (cδncavo e convexo). A parcela experimental possui 44,75 ha, e a resistência à penetração (RP) foi medida em 70 pontos de amostragem na camada de 0-0,6 m, distribuídos nas pedoformas cδncava (Tipo A: 38 pontos de amostragem) e convexa (Tipo B: 32 pontos de amostragem). A análise dos dados foi realizada utilizando o valor de RP a cada 0,01 m para os pontos de amostragem (RPmedia), e seus respectivos valores máximos (RPmaxima) e mínimos (RPminimo). A análise multifractal foi realizada para se avaliar as mudanças na estrutura, heterogeneidade e uniformidade dos perfis verticais por meio da propriedade de escala, caracterizando a função de partição, a dimensão generalizada e o espectro de singularidade. Os parâmetros multifractais da dimensão generalizada e do espectro de singularidade demonstraram maior homogeneidade e uniformidade dos perfis verticais de RP na pedoforma Tipo B (convexa), quando comparado a pedoforma A (cδncava). Os valores de RPmínimo na pedoforma A apresentaram a maior heterogeneidade de escala, indicando que em termos de manejo do solo, o monitoramento dos valores mínimos é mais relevante que os valores máximos. A análise fractal permitiu descrever a heterogeneidade dos dados em escalas não avaliadas pelos métodos análise convencionais, com elevado potencial para a prática da agricultura de precisão e delimitação de zonas de manejo específico. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
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