การทำแผนที่ดินเชิงสถิติหรือการทำแผนที่ดินเชิงสถิติคือการสร้างแผนที่คุณสมบัติและประเภทของดินโดยใช้ข้อมูลเป็นพื้นฐาน โดยอาศัยวิธีการทางสถิติ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]}วัตถุประสงค์หลักคือการทำนายค่าของตัวแปรดินบางอย่าง ณ ตำแหน่งที่ไม่สามารถสังเกตได้ และประเมินความไม่แน่นอนของการประมาณค่านั้นโดยใช้การอนุมานทางสถิติ กล่าวคือ วิธีการที่เหมาะสมที่สุดทางสถิติ จากมุมมองของการประยุกต์ใช้ วัตถุประสงค์หลักคือการทำนายการตอบสนองของระบบนิเวศดิน-พืชต่อกลยุทธ์การจัดการดินต่างๆ ได้อย่างแม่นยำ นั่นคือการสร้างแผนที่คุณสมบัติของดินและประเภทของดินที่สามารถนำไปใช้กับแบบจำลองสิ่งแวดล้อมอื่นๆ และการตัดสินใจได้ โดยส่วนใหญ่จะอาศัยการประยุกต์ใช้ภูมิสถิติในวิทยาศาสตร์ดิน และวิธีการทางสถิติอื่นๆ ที่ใช้ในด้านดินศาสตร์

แม้ว่าการทำแผนที่เชิงปริมาณดินส่วนใหญ่จะขับเคลื่อนด้วยข้อมูล แต่ก็สามารถอาศัยความรู้จากผู้เชี่ยวชาญได้เช่นกัน ซึ่งอย่างไรก็ตาม ความรู้ดังกล่าวจะต้องนำมาใช้ภายในกรอบการคำนวณเชิงปริมาณดินเพื่อสร้างแบบจำลองการทำนายที่แม่นยำยิ่งขึ้น ตัวอย่างเช่น เทคนิค การบูรณาการข้อมูลเช่นตัวกรอง Kalman แบบอวกาศ-เวลา สามารถใช้เพื่อบูรณาการความรู้เชิงกำเนิดดินและการสังเกตภาคสนามได้^{[ 4 ]}

ในบริบทของทฤษฎีสารสนเทศการทำแผนที่ดินใช้เพื่ออธิบายความซับซ้อนเชิงพื้นที่ของดิน (เนื้อหาข้อมูลของตัวแปรดินในพื้นที่ทางภูมิศาสตร์) และเพื่อแสดงความซับซ้อนนี้โดยใช้แผนที่ การวัดสรุป แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ และการจำลอง^{[ 5 ]}การจำลองเป็นวิธีที่นิยมใช้ในการแสดงภาพรูปแบบของดิน เนื่องจากการจำลองแสดงถึงรูปแบบที่กำหนดได้ (เนื่องจากภูมิทัศน์) จุดร้อนทางภูมิศาสตร์ และความแปรปรวนในระยะสั้น (ดูภาพด้านล่าง)

พีโดเมตริกส์คือการประยุกต์ใช้วิธีการทางคณิตศาสตร์และสถิติในการศึกษาการกระจายตัวและการกำเนิดของดิน^{[ 6 ]}

คำนี้เป็นการรวมคำจากรากศัพท์ภาษากรีก สองคำ คือ pedos (ดิน) และmetron (การวัด) ในกรณีนี้ การวัดหมายถึงวิธีการทางคณิตศาสตร์และสถิติที่เกี่ยวข้องกับปฐพีวิทยา ซึ่งเป็น สาขาหนึ่งของวิทยาศาสตร์ดินที่ศึกษาดินในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

วิชาปฐพีเมตริกส์ (Pedometrics) แก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับดินเมื่อมีความไม่แน่นอนเนื่องจาก การเปลี่ยนแปลง แบบกำหนดได้หรือ แบบ สุ่มความคลุมเครือ และการขาดความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติและกระบวนการของดิน โดยอาศัยวิธีการทางคณิตศาสตร์ สถิติ และเชิงตัวเลข และรวมถึงวิธีการเชิงตัวเลขในการจำแนกประเภทเพื่อจัดการกับการเปลี่ยนแปลงแบบกำหนดได้ที่คาดการณ์ไว้ แบบ จำลองการจำลองจะรวมเอาความไม่แน่นอนเข้ามาโดยการใช้ทฤษฎีความโกลาหลการกระจายทางสถิติหรือตรรกะคลุมเครือ (Fuzzy Logic )

Pedometrics กล่าวถึงวิชาปฐพีวิทยาจากมุมมองของสาขาวิทยาศาสตร์ที่กำลังเกิดขึ้นใหม่ เช่นการวิเคราะห์เวฟเล็ต ทฤษฎี เซตฟัซซีและการขุดข้อมูลในการประยุกต์ใช้การสร้างแบบจำลองข้อมูลดิน ความก้าวหน้าของวิชานี้ยังเชื่อมโยงกับการปรับปรุงการตรวจวัดระยะไกลและระยะใกล้ด้วย^{[ 7 ]}

ในการสำรวจดินแบบดั้งเดิม การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของคุณสมบัติของดินและมวลดินสามารถอนุมานได้จากแบบจำลองทางความคิด ซึ่งนำไปสู่การกำหนดขอบเขตด้วยตนเอง วิธีการดังกล่าวถือได้ว่าเป็นอัตวิสัย และด้วยเหตุนี้จึงยากหรือเป็นไปไม่ได้ที่จะประเมินความถูกต้องของแผนที่ดังกล่าวทางสถิติโดยปราศจากการสุ่มตัวอย่างภาคสนามเพิ่มเติม การทำแผนที่สำรวจดินแบบดั้งเดิมยังมีข้อจำกัดในระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์แบบหลายหัวข้อ ซึ่งเกี่ยวข้องกับข้อเท็จจริงที่ว่ามักจะไม่ถูกนำไปใช้อย่างสม่ำเสมอโดยผู้ทำแผนที่ที่แตกต่างกัน และส่วนใหญ่เป็นแบบแมนนวลและยากที่จะทำให้เป็นอัตโนมัติ แผนที่ดินแบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับการกำหนดขอบเขตด้วยตนเองของมวลดินที่สมมติขึ้น จากนั้นจึงแนบคุณลักษณะของดินเข้าไป^{[ 8 ] [ 9 ]}ด้วยการทำแผนที่แบบเพโดเมตริก ผลลัพธ์ทั้งหมดจะขึ้นอยู่กับการคำนวณทางสถิติที่เข้มงวด และด้วยเหตุนี้จึงสามารถทำซ้ำได้

การทำแผนที่เชิงพื้นที่นั้นอาศัยข้อมูลตัวแปรเสริมที่ครอบคลุมและละเอียดเป็นอย่างมาก เช่น แบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล (DEM) ภาพถ่ายจากดาวเทียม ข้อมูลสภาพภูมิอากาศ การปกคลุมของพื้นที่ และธรณีวิทยาในระบบสารสนเทศทางภูมิศาสตร์ (GIS) วิวัฒนาการของการทำแผนที่เชิงพื้นที่นั้นเชื่อมโยงอย่างใกล้ชิดกับการเกิดขึ้นของเทคโนโลยีใหม่ๆ และแหล่งข้อมูลสาธารณะระดับโลก เช่น แบบ จำลองระดับความสูงดิจิทัล SRTM , ภาพถ่ายจากดาวเทียม MODIS , ASTERและLandsat , ข้อมูลรังสีแกมมา และภาพถ่ายจาก LiDAR รวมถึงวิธีการทำแผนที่อัตโนมัติ แบบใหม่ๆ

การวิเคราะห์พีโดเมตริกอาศัยสถิติทางภูมิศาสตร์อย่างเคร่งครัด ในขณะที่การทำแผนที่ดินแบบดิจิทัลใช้แนวคิดการทำแผนที่ดินแบบดั้งเดิมมากกว่า ซึ่งไม่ได้มีลักษณะเป็นพีโดเมตริกอย่างเคร่งครัด การทำแผน ที่ดินแบบดิจิทัลหรือ ที่เรียกว่าการทำแผนที่ดินเชิง ทำนาย^{[ 10 ]} อาศัยการอนุมานคุณสมบัติของดินโดยใช้คอมพิวเตอร์ช่วย เพื่อสร้างแผนที่ดิจิทัลของ ประเภทดินที่แยกจากกันการทำแผนที่พีโดเมตริกไม่ได้สร้างแผนที่ที่แบ่งประเภทดินที่แยกจากกัน

วิธีการทำแผนที่ดินจะแตกต่างกันไปตามขั้นตอนการประมวลผลข้อมูลการสำรวจดิน:

1. การสุ่มตัวอย่าง
2. การคัดกรองข้อมูล
3. การประมวลผลเบื้องต้นของตัวแปรดิน
4. การปรับแบบจำลองทางภูมิสถิติ
5. การทำนายเชิงพื้นที่
6. การตรวจสอบความถูกต้องแบบไขว้ / การประเมินความแม่นยำ
7. การแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบภาพ

หนึ่งในพื้นฐานทางทฤษฎีหลักสำหรับการทำแผนที่ดินคือแบบจำลองสากลของการเปลี่ยนแปลงของดิน: ^{[ 4 ] [ 11 ]}

${\displaystyle Z(\mathbf {s} )=m(\mathbf {s} )+\varepsilon '(\mathbf {s} )+\varepsilon ''}$

...ที่ไหน${\displaystyle \textstyle {m(\mathbf {s} )}}$คือส่วนที่เป็นตัวกำหนดของความแปรปรวนของดิน${\displaystyle \textstyle {\varepsilon '(\mathbf {s} )}}$คือส่วนของความแปรผันที่เป็นแบบสุ่มและมีความสัมพันธ์กันในเชิงพื้นที่ และ${\displaystyle \textstyle {\varepsilon ''}}$คือความแปรผันที่เหลืออยู่ (ข้อผิดพลาดในการวัด ความผันแปรในระยะสั้น ฯลฯ) ซึ่งอาจขึ้นอยู่กับปัจจัยอื่นด้วย${\displaystyle \textstyle {\mathbf {s} }}$แต่ไม่ได้จำลองไว้ โมเดลนี้ได้รับการแนะนำครั้งแรกโดยนักคณิตศาสตร์ชาวฝรั่งเศสGeorges Matheronและได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นตัวทำนายเชิงเส้นที่ไม่เอนเอียงที่ดีที่สุดสำหรับข้อมูลเชิงพื้นที่ วิธีหนึ่งในการใช้โมเดลนี้เพื่อสร้างการคาดการณ์หรือการจำลองคือการถดถอย-ครีกิง (หรือที่รู้จักกันในชื่อ ครีกิงสากล) สำหรับข้อมูลดิน ส่วนประกอบเชิงกำหนดของโมเดลมักจะขึ้นอยู่กับปัจจัยการก่อตัวของดิน ได้แก่ สภาพภูมิอากาศ สิ่งมีชีวิต ลักษณะภูมิประเทศ วัสดุต้นกำเนิด (ธรณีวิทยา) และเวลา โมเดลเชิงแนวคิดนี้ ซึ่งรู้จักกันในชื่อ โมเดล CLORPTได้รับการแนะนำในการสร้างแบบจำลองดิน-ภูมิทัศน์โดยHans Jenny ^{[ 2 ]}

เทคนิคการทำแผนที่ดินกลุ่มพิเศษกลุ่มหนึ่งมุ่งเน้นไปที่การลดขนาดข้อมูลเชิงพื้นที่ ซึ่งอาจเป็นข้อมูลตามพื้นที่หรือข้อมูลต่อเนื่อง การทำนายประเภทของดินก็เป็นอีกสาขาย่อยหนึ่งของการทำแผนที่ดิน โดยใช้วิธีการทางสถิติภูมิศาสตร์เฉพาะเพื่อประมาณค่าตัวแปรประเภทปัจจัย

การทำแผนที่ดินยังอาศัยเทคโนโลยีใหม่ๆ ในการวัดคุณสมบัติของดินเป็นหลัก ซึ่งเรียกอีกอย่างว่า เทคนิค การทำแผนที่ดินแบบดิจิทัลเทคนิคเหล่านี้ได้แก่:

• สเปกโทรสโกปีของดินและการตรวจวัดดินระยะใกล้ (อุปกรณ์พกพาหรืออุปกรณ์ที่ติดตั้งบนยานพาหนะ)
• ระบบ ตรวจวัดระยะไกลสำหรับการทำแผนที่และติดตามตรวจสอบดิน (เช่นSMOS )
• เทคโนโลยีLiDAR สำหรับ แบบจำลองระดับความสูงดิจิทัล
• เทคโนโลยีการเกษตรแม่นยำ

• คณะกรรมการด้านการวัดขนาดดินของสหภาพวิทยาศาสตร์ดินระหว่างประเทศ
• ISRIC — ศูนย์ข้อมูลดินโลก
• สมาคมธรณีสัณฐานวิทยานานาชาติ
• เครื่องมือโอเพนซอร์สสำหรับนักวิทยาศาสตร์ด้านดิน โดยห้องปฏิบัติการทรัพยากรดินแห่งแคลิฟอร์เนีย
• คณะทำงานด้านการทำแผนที่ดินแบบดิจิทัล