Project for the Soil Classification and Land Use Specification for the ...

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Vortrag anlässlich des Geodata – Kolloquiums des Geokompetenzzentrum Freiberg
vom 31.05. – 01.06.2006 in Jena
Autoren: Dipl.-Ing.agr. Ch. Scheibert; JENA-GEOS-Ingenieurbüro GmbH, Jena
Dipl.-Geogr. J. Sommer, Jena

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Vortragsgliederung:
1. Einführung
2. Landeskundliche Angaben
3. Projektinhalte
4. Geodaten
5. Besondere Erfahrungen bei der Erschließung des Marktes
2

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Vortragsgliederung:
1. Einführung
2. Landeskundliche Angaben
3. Projektinhalte
4. Geodaten
5. Besondere Erfahrungen bei der Erschließung des Marktes
4

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
6

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
7

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Vortragsgliederung:
1. Einführung
2. Landeskundliche Angaben
3. Projektinhalte
4. Geodaten
5. Besondere Erfahrungen bei der Erschließung des Marktes
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Die Bearbeitung des Projektes von 2002 bis 2005 gliederte sich im
wesentlichen in 4 Hauptbearbeitungsphasen:
Phase 1: Landesweite Kartierung im Raster von 2,5 x 2,5 km ( ca. 1800
Bodenaufschlüsse )
Phase 2: Kartierung aller etwa 1150 Farmgebiete mit jeweils 4 – 5 Aufschlüssen
Phase 3: Detaillierte Kartierung von potenziell für die Landwirtschaft nutzbaren Böden
Phase 4: Errichtung eines GIS-basierten Landinformationssystems und Anfertigung
eines Bodenatlanten für das Emirat Qatar
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Hauptinhalte des Projektes:
Datensammlung durch Recherche und Feldbegehungen
Auswertung von Satellitenbilddaten
Bodenkarten entsprechend der USDA Soil Taxonomy verschiedener Maßstabsebenen
Landnutzungskarten verschiedener Maßstabsebenen
Karten der Landdegradation verschiedener Maßstabsebenen
Karten der Landnutzbarkeit gemäß FAO Guidelines for Land Evaluation
Aufbau einer Geodatenbank
Training und Ausbildung lokaler Fachkräfte
laufende Erstellung von Berichten (vierteljährlich, jährlich, Phasenabschluss, Endbericht)
Seminare und Präsentationen
Zusammenstellung aller Ergebnisse im Atlas der Böden des Staates Qatar
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Vortragsgliederung:
1. Einführung
2. Landeskundliche Angaben
3. Projektinhalte
4. Geodaten
5. Besondere Erfahrungen bei der Erschließung des Marktes

Auswahl der im Projekt genutzten Daten:
Standortdaten aus
Geländeaufnahme
Profildaten aus
Geländeaufnahme
Aggregierte Daten
Labordaten
Projektdaten
(Auswahl)
Geländetopographie
Literaturdaten
(Pflanzenansprüche)
Landesdaten zu
Infrastruktur / Nutzung
Luft- und
Satellitenbilddaten
12

Im Gelände erhobene Daten – I (Standortdaten)
13

Im Gelände erhobene Daten – II (Profildaten)
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Map and Legend Development
Tentative Soil Unit Map
Reconnaissance surveys
Test transects
Grid mapping
1st Draft Legend
Steadily further
development of Draft
Legend
Laboratory results
Verification of soil
classification
Phase One Legend of Soil Mapping units

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
2. Map and Legend Development
for the State of Qatar
Map and Legend Development
Reconnaissance Soil Map on a
scale of 1:100,000
Tentative Soil Unit Map
Topographic Maps on a scale of
1 : 50,000
Reconnaissance soil survey
Test – Transects
Transects
2.5 km Grid mapping
LANDSAT scenes
Geological Reconnaissance
Map
Draft Soil Unit Map
Laboratory analysis
Phase One Soil Unit Map
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Dr. Schramm (JENA-GEOS)
explaining petrographic features
in the scope of Geological
Reconnaissance Survey, May
2003

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Photos for Chapter 1
Dr. Schönbuchner (JENA-GEOS)
describing site and profile
characteristics, June 2003

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Soil Systematics
The categories of USDA Soil Taxonomy
Series (optional)
Families (optional)
Subgroups (more than 2,400)
Great Groups (more than 300)
Suborders (64 in this category)
Orders (12 in this category)

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Soil Systematics
Classification of the Soils of Qatar after finishing Phase One
2 Orders: Aridisols and Entisols
7 Suborders: Aridisols: Salids, Gypsids, Calcids and
Cambids
Entisols: Aquents, Psamments, Orthents
14 Great Groups: Aqui- & Haplosalids
Petro- , Calci- & Haplogypsids
Petro- & Haplocalcids
Haplo- & Aquicambid
Psamm- & Epiaquents
34 Subgroups: (e.g. Typic-, Calcic-, Lithic-, Petronodic- etc.)

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Soil Systematics – Examples for soil types
Profile number: 40606
Survey:
Soil type:
Reference profile
Typic Haplocalcid
Position: E: 207500 / N: 415 000
Soil Mapping unit:Haplocalcids
Geology:
Horizons:
Vegetation:
Topography:
Rodah
A / Bw / Bk
Barren (sand & gravel)
Flat Rodah

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Soil Systematics – Examples for soil types
Profile number: 40623
Survey:
Soil type:
Reference profile
Typic Torripsamment
Position: E: 162 500 / N: 415 000
Soil Mapping unit:Typic Torripsamments
Geology:
Horizons:
Vegetation:
Topography:
Pleist. to holoc. marine sediments
A / Bw / Bkw / CBk
Barren (sand & gravel)
Flat coastal plain

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Soil Systematics – Examples for soil types
Profile number: 40723
Survey:
Soil type:
Reference profile
Lithic Haplocalcid
Position: E: 215000 / N: 405000
Soil Mapping unit:Lithic Haplocalcids
Geology:
Horizons:
Vegetation:
Topography:
Upper Damman (Simsima)
A / Bk / C+Bk / Cr
Barren (sand & gravel)
Almost flat plain

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Descriptive Statistics - Field Survey 2 [Grid]
80
70
60
CaCO3 in [%]
50
40
± Standard deviation
30
20
10
0
1113[1]
1113[2]
12[1]
1213[1]
1213[2]
1221[1]
1234[1]
13[1]
13[2]
132[1]
132[2]
1321[1]
1321[2]
1321[3]
2112[1]
2212[1]
2212[2]
2212[3]
2311[1]
Soil mapping unit

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Descriptive Statistics
40
35
30
Gypsum in [%]
25
20
± Standard deviation
15
10
5
0
1113[1]
1113[2]
12[1]
1213[1]
1213[2]
1221[1]
1234[1]
13[1]
13[2]
132[1]
132[2]
1321[1]
1321[2]
1321[3]
2112[1]
2212[1]
2212[2]
2212[3]
2311[1]
Soil mapping unit

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Descriptive Statistics - Field Survey 2 [Grid]
10
9
8
7
6
pH
5
± Standard deviation
4
3
2
1
0
1113[1]
1113[2]
12[1]
1213[1]
1213[2]
1221[1]
1234[1]
13[1]
13[2]
132[1]
132[2]
1321[1]
1321[2]
1321[3]
2112[1]
2212[1]
2212[2]
2212[3]
2311[1]
Soil mapping unit

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Descriptive Statistics
100
90
80
70
EC in [mmhos/ cm]
60
50
40
± Standard deviation
30
20
10
0
1113[1]
1113[2]
12[1]
1213[1]
1213[2]
1221[1]
1234[1]
13[1]
13[2]
132[1]
132[2]
1321[1]
1321[2]
1321[3]
2112[1]
2212[1]
2212[2]
2212[3]
2311[1]
Soil mapping unit

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Descriptive Statistics - Field Survey 2 - [Grid]
20
18
Clay for Particle Size Control Section in [%]
16
14
12
10
8
6
± Standard deviation
4
2
0
1113[1]
1113[2]
12[1]
1213[1]
1213[2]
1221[1]
1234[1]
13[1]
13[2]
132[1]
132[2]
1321[1]
1321[2]
1321[3]
2112[1]
2212[1]
2212[2]
2212[3]
2311[1]
Soil mapping unit

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Satellitenbilddaten:
Scene Information
Sensor: Landsat 7 ETM +
Acquisition date: 15th and 22nd January 2002
Full scene: Path 162 | Row 043
Floating scene-two scenes: Path 163 | Row 041 - 044
Sensor Information
Panchromatic mode:
Multispectral mode:
Thermal mode:
15 m ground resolution
30 m ground resolution
60 m ground resolution
29

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Remote Sensing
Acquiring of three scenes Landsat 7
ETM+ from the USGS from the 15th and
22nd January 2002
Path-Row: 163-42, 163-43 and 162-43
Importing to DI-Software
Procecssing of all scenes and
mosaicing to one image
Geodetic Transformation:
Geographic Projection from UTM Zone
39 N to Qatar National Grid (QNG)
Datum from WGS 84 to Qatar National
Datum

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Verfahren der Satellitenbildauswertung
Remote Sensing and
Ground Reference
Data
Technical treatment
and Information
extraction
Error Evaluation and
Product presentation
Satellite data
•Landsat-7 ETM+
Ancillary data
•GIS Data
•Reports
•Spectral libraries
•DEM
•Aerial photos
Image processing
•Mosaicing
•Radiometric and
geometric correction
•Appropriate image
classification algorithm
Information extraction
•Ground truth data
•Extracting information
from training sites
Error assessment
•A posteriori knowledge
of project area
•Statistical analysis of
classification results
•Error reporting
Thematic map products
•Digital products
•Hard copy products
31

Titel
Ableitung der Land Cover nach LCCS der FAO:
32

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Ableitung der Land Use map unter Einbeziehung
zusätzlicher Daten:
Industriegebiete
Siedlungen (getrennt nach Stadt, Vorort, Dorf)
Farmen
Infrastruktur
Wüstungen
überstaute Flächen
33

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Ableitung der Land Use map unter Einbeziehung
zusätzlicher Landesdaten:
34

Typen der Land Degradation nach LADA
Type of land degradation Abbreviation Consideration within Phase One activities for assessment
land degradation in the State of Qatar
Water erosion W
Loss of topsoil / surface erosion Wt Important, has to be considered
Gully erosion / gullying Wg Only few places with gully erosion, not considered
Mass movements Wm Not observed
Coastal erosion Wc Not observed
Riverbank erosion Wr Not applicable, because there are no rivers
Offsite degradation effects Wo Important, has to be considered
Wind erosion E
Loss of topsoil Et Important, has to be considered
Deflation and Deposition Ed Its considered within Et – loss of topsoil
Offsite degradation effects Eo Important, has to be considered
Chemical deterioration C
Fertility decline and reduced organic matter
Cn
Important, has to be considered
content
acidification Ca Not applicable because of the high CaCO 3
content
Soil pollution Cp Important, has to be considered
Salinisation / alkalinisation Cs Important, has to be considered
Physical deterioration P
Compaction Pc Important, has to be considered
Sealing and crusting Pk Important, has to be considered
Waterlogging Pw Not observed
Subsidence of organic soils, settling of soils Ps Not applicable, because there are no organic soils
Loss of bio-productive function due to other
Pu
Important, has to be considered
activities (eg construction, mining etc.)
Aridification / soil moisture problems Pa Not observed
35

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Ableitung der Land Degradation Class:
36

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Land Degradation Map & Legend
Land Degradation effects according to the land degradation scala is:
Strong below average is 21,585 ha (1.9 %)
Moderate below average is 279,793 ha (24.3%)
Slight below average is 80278 ha (7%)
Slight above average is 569,436 ha (49.5%)
Moderate above average is 27,517 ha (2.4%)
Strong above average is 46513 ha (7.3%)

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Project GIS I
Geodatabase based on MS-Access
Database principle: RDBMS
Importing master lists to MS-Access tables
Check for consistency and updating information
Definition of field types of entities and attributes
Setting relationships between master tables resp. selection of
tables
Creation of the general outlook of the Geodatabase and its
components (mask and forms for later data entry through intranet/
internet)
Integration of functions to other applications

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Project GIS II
Entry mask
Starting Menu
Intranet/ Internet form

Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
0. Main Contents
for the State of Qatar
Vortragsgliederung:
1. Einführung
2. Landeskundliche Angaben
3. Projektinhalte
4. Geodaten
5. Besondere Erfahrungen bei der Erschließung des
Marktes
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Wichtigste Erfahrungen in Bezug auf Management von Geodaten:
Arc View genießt weltweite Akzeptanz und Verbreitung
Anwendung von GIS (Arc View) ist beispielsweise in Qatar viel stärker verbreitet
Wert von Geodaten ist den Auftraggebern sehr bewusst
Die Lagerung und Verarbeitung der Daten mit MS ACCESS führte im Projekt an die
Grenzen der Handhabbarkeit
Internationale Kartierungs- und Auswertungsalgorithmen (USDA, FAO) sind sehr stark auf
die statistische Auswertung von Geodaten ausgerichtet
die Anwendung solcher Auswertungsroutinen beinhaltet ein großes Betätigungsfeld auf
dem internationalen Markt
speziell am Beispiel Qatar ist der große Nutzen solcher Projekte gut darzustellen
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Project for the Soil Classification
and Land Use Specification
for the State of Qatar
Titel
Wichtigste Erfahrungen im neuen Markt Mittlerer Osten:
International bietet sich ein großer Markt für geowissenschaftlich arbeitende Unternehmen
Eine externe (interkulturelle) Beratung bietet große Vorteile.
Eine dauerhafte Präsenz vor Ort und ständige Kommunikation mit dem AG ist notwendig.
Die Absicherung des Währungsrisikos bleibt beim AN hängen.
Große Sorgfalt bei der Auswahl der lokalen Partner ist dringend notwendig.
Ausreichende finanzielle Reserven des Unternehmens sind unverzichtbar.
Fazit: Große Chancen und große Risiken
42

ack