Computer-assisted cartography using topographic properties: precision and accuracy of local soil maps in central Mexico

Abstract

Map units directly related to properties of soil-landscape are generated by local soil classes. Therefore to take into consideration the knowledge of farmers is essential to automate the procedure. The aim of this study was to map local soil classes by computer-assisted cartography (CAC), using several combinations of topographic properties produced by GIS (digital elevation model, aspect, slope, and profile curvature). A decision tree was used to find the number of topographic properties required for digital cartography of the local soil classes. The maps produced were evaluated based on the attributes of map quality defined as precision and accuracy of the CAC-based maps. The evaluation was carried out in Central Mexico using three maps of local soil classes with contrasting landscape and climatic conditions (desert, temperate, and tropical). In the three areas the precision (56 %) of the CAC maps based on elevation as topographical feature was higher than when based on slope, aspect and profile curvature. The accuracy of the maps (boundary locations) was however low (33 %), in other words, further research is required to improve this indicator.Mapas de solos locais gerado unidades do mapa diretamente relacionadas às propriedades de solo-paisagem. Portanto, para ter em conta o conhecimento dos agricultores é fundamental para automatizar o processo. O objetivo deste estudo foi realizar a cartografia assistida por computador (CAC) das classes de solos locais, por meio de várias combinações de atributos topográficos produzidos em GIS (modelo numérico do terreno, aspecto, declividade e curvatura do perfil). O método da árvore de decisão foi utilizado para localizar o número de atributos topográficos necessários à produção de cartografia digital das classes de solo. Os mapas produzidos foram avaliados usando o atributo de qualidade do mapa, definido como sua precisão e exatidão dos mapas produzidos pelo CAC. A avaliação foi realizada no centro do México, com três mapas de classes de solos locais com diferentes paisagens e condições climáticas: árida, temperada e tropical. Os resultados mostraram que, nas três áreas estudadas, os mapas produzidos pelo CAC, usando o atributo de elevação como característica topográfica, obtiveram a maior precisão (56 %). No entanto, a exatidão dos mapas (localização dos limites) foi menor: 33 %. Isso significa que a precisão dos mapas produzidos ainda permanece baixa, havendo necessidade de novas pesquisas para melhorar esse indicador.