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Soil Reflectance Composite for Digital Soil Mapping in a Mediterranean Cropland District

Zanini, Monica und Heiden, Uta und Pace, Leonardo und Casa, Raffaele und Priori, Simone (2024) Soil Reflectance Composite for Digital Soil Mapping in a Mediterranean Cropland District. Remote Sensing, 17 (1), Seiten 1-25. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/rs17010089. ISSN 2072-4292.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
9MB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/2072-4292/17/1/89

Kurzfassung

Accurate soil maps are essential for soil protection, management, and digital agriculture. However, traditional soil maps often lack the detail required for local applications, while farm-scale surveys are often not economically viable. This study uses legacy soil data and digital soil mapping (DSM) to produce accurate, low-cost maps of key soil properties, namely clay, sand, total lime (CaCO3), organic carbon (SOC), total nitrogen (TN), and the cation-exchange capacity (CEC). The DSM procedure involved multivariate stepwise regression kriging that uses the terrain attributes and bare soil reflectance composite (SRC) from Sentinel-2 multitemporal images. The procedure to obtain the SRC was carried out following the Soil Composite Mapping Processor (SCMaP) methodology. The Sentinel-2 bands of the SRC showed strong correlations with soil features, making them very suitable explicative variables for regression kriging. In particular, the SWIR bands (b11 and b12) were important covariates in predicting clay, sand, and CEC maps. The accuracy of the regression models was very good for clay, sand, SOC, and CEC (R2 > 0.90), while CaCO3 showed lower accuracy (R2 = 0.67). Normalization of SOC, TN, and CaCO3 did not significantly improve the prediction accuracy, except for SOC, which showed a slight improvement. In addition, a supervised classification approach was applied to predict soil typological units (STUs) using the mapped soil attributes. This methodology demonstrates the potential of SRCs and regression kriging to produce detailed soil property maps to support precision agriculture and sustainable land management.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/214332/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Soil Reflectance Composite for Digital Soil Mapping in a Mediterranean Cropland District
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Zanini, Monicamonica.zanini (at) unitus.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heiden, Utauta.heiden (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3865-1912NICHT SPEZIFIZIERT
Pace, Leonardoleonardo.pace (at) unitus.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Casa, Raffaelercasa (at) unitus.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Priori, Simonesimone.priori (at) unitus.itNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2024
Erschienen in:Remote Sensing
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:17
DOI:10.3390/rs17010089
Seitenbereich:Seiten 1-25
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:2072-4292
Status:veröffentlicht
Stichwörter:precision agriculture; Sentinel-2; multitemporal images; soil organic carbon; soil monitoring
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Optische Fernerkundung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Methodik der Fernerkundung > Abbildende Spektroskopie
Hinterlegt von: Heiden, Dr.rer.nat. Uta
Hinterlegt am:06 Jun 2025 10:55
Letzte Änderung:18 Jul 2025 12:16

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