第章 地理信息系統(tǒng)在土壤資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用

1、第十二章 地理信息系統(tǒng)在土壤資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用 HYPERLINK 07/soil/left1.asp?lm=140 t left1 第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)概述一、 地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生 地理信息系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)GIS（Geographic Information System）。是處理地理信息的系統(tǒng)。地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關(guān)的信息，又常稱(chēng)為空間信息。一般來(lái)說(shuō)，GIS可定義為：用于采集、存儲(chǔ)、管理、處理、檢索、分析和表達(dá)地理空間數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。從GIS應(yīng)用角度，可進(jìn)一步定義為：GIS由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理數(shù)據(jù)和用戶(hù)組成，通過(guò)對(duì)地理數(shù)據(jù)的集成、存儲(chǔ)、檢索

2、、操作和分析，生成并輸出各種地理信息，從而為土地利用、資源評(píng)價(jià)與管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通運(yùn)輸、經(jīng)濟(jì)建設(shè)、城市規(guī)劃以及政府部門(mén)行政管理提供新的知識(shí)，為工程設(shè)計(jì)和規(guī)劃、管理決策服務(wù)（陳述彭，1999）。GIS的出現(xiàn)是信息技術(shù)及其應(yīng)用發(fā)展到一定程度的必然產(chǎn)物。地理信息系統(tǒng)萌芽于上世紀(jì)的60年代。1962年，加拿大的Roger F. Tomlinson提出利用數(shù)字計(jì)算機(jī)處理和分析大量的土地利用地圖數(shù)據(jù)，并建議加拿大土地調(diào)查局建立加拿大地理信息系統(tǒng)（CGIS），以實(shí)現(xiàn)專(zhuān)題地圖的疊加、面積量算、自然資源的管理和規(guī)劃等；與此同時(shí)，美國(guó)的Duane F. Marble在美國(guó)西北大學(xué)研究利用數(shù)字計(jì)算機(jī)研制數(shù)據(jù)處理軟

3、件系統(tǒng)，以支持大規(guī)模城市交通研究，并提出建立地理信息系統(tǒng)的思想。70年代是地理信息系統(tǒng)走向?qū)嵱玫陌l(fā)展期。美國(guó)、加拿大、英國(guó)、西德、瑞典和日本等國(guó)對(duì)GIS的研究均投入了大量人力、物力和財(cái)力。到1972年CGIS全面投入運(yùn)行與使用，成為世界上第一個(gè)運(yùn)行型的地理信息系統(tǒng)；在此期間美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展了50多個(gè)地理信息系統(tǒng)，用于獲取和處理地質(zhì)、地理、地形和水資源信息；1974年日本國(guó)土地理院開(kāi)始建立數(shù)字國(guó)土信息系統(tǒng)，存儲(chǔ)、處理和檢索測(cè)量數(shù)據(jù)、航空像片信息、行政區(qū)劃、土地利用、地形地質(zhì)等信息；瑞典在中央、區(qū)域和城市三級(jí)建立了許多信息系統(tǒng)，如土地測(cè)量信息系統(tǒng)、斯德哥爾摩地理信息系統(tǒng)、城市規(guī)劃信息系統(tǒng)等。但由

4、于當(dāng)時(shí)的GIS系統(tǒng)多數(shù)運(yùn)行在小型機(jī)上，涉及的計(jì)算機(jī)軟硬件、外部設(shè)備及GIS軟件本身的價(jià)格都相當(dāng)昂貴，限制了GIS的應(yīng)用范圍。80年代是GIS的推廣應(yīng)用階段，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，在性能大幅度提高的同時(shí)，價(jià)格迅速下降，特別是工作站和個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)與完善，使GIS的應(yīng)用領(lǐng)域與范圍不斷擴(kuò)大。GIS與衛(wèi)星遙感技術(shù)相結(jié)合，開(kāi)始用于全球性問(wèn)題的研究，如全球變化和全球監(jiān)測(cè)、全球沙漠化、全球可居住區(qū)評(píng)價(jià)、厄爾尼諾現(xiàn)象及酸雨、核擴(kuò)散及核廢料等(李德仁，1994)；從土地利用、城市規(guī)劃等宏觀管理應(yīng)用，深入到各個(gè)領(lǐng)域解決工程問(wèn)題，如環(huán)境與資源評(píng)價(jià)、工程選址、設(shè)施管理、緊急事件響應(yīng)等。90年代為GIS的用戶(hù)時(shí)代

5、，隨著地理信息產(chǎn)業(yè)的建立和數(shù)字化信息產(chǎn)品在全世界的普及，GIS成為了一個(gè)產(chǎn)業(yè)，投入使用的GIS系統(tǒng)，每23年就翻一番，GIS市場(chǎng)的增長(zhǎng)也很快。目前，GIS的應(yīng)用在走向區(qū)域化和全球化的同時(shí)，己滲透到各行各業(yè)，涉及千家萬(wàn)戶(hù)，成為人們生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)和工作中不可缺少的工具和助手。與此同時(shí)，GIS也從單機(jī)、二維、封閉向開(kāi)放、網(wǎng)絡(luò)(包括Web GIS)、多維的方向發(fā)展。我國(guó)地理信息系統(tǒng)方面的工作始于80年代初。地理信息系統(tǒng)進(jìn)入發(fā)展階段的標(biāo)志是第七個(gè)五年計(jì)劃的開(kāi)始，地理信息系統(tǒng)研究作為政府行為，正式列入國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃，開(kāi)始了有計(jì)劃、有組織、有目標(biāo)的科學(xué)研究、應(yīng)用實(shí)驗(yàn)和工程建設(shè)工作。許多部門(mén)同時(shí)展開(kāi)了地理

6、信息系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā)工作。1994年中國(guó)GIS協(xié)會(huì)在北京成立，標(biāo)志中國(guó)GIS行業(yè)已形成一定規(guī)模。九五期間，國(guó)家將地理信息系統(tǒng)的研究應(yīng)用作為重中之重的項(xiàng)目予以支持，1996年，為支持國(guó)產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展，原國(guó)家科委開(kāi)始組織軟件評(píng)測(cè)，并組織應(yīng)用示范工程。這一系列的舉措極大的促進(jìn)了國(guó)產(chǎn)GIS軟件的發(fā)展與GIS的應(yīng)用。1998年，國(guó)產(chǎn)軟件打破國(guó)外軟件的壟斷，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的占有率達(dá)25%。同年，在抽樣調(diào)查25個(gè)省市19個(gè)行業(yè)的1000多個(gè)單位中，全部使用了地理信息系統(tǒng)(秦其明、袁勝元，2001)。地理信息系統(tǒng)在資源調(diào)查、評(píng)價(jià)、管理和監(jiān)測(cè)，在城市的管理、規(guī)劃和市政工程、行政管理與空間決策、災(zāi)害的評(píng)估與預(yù)測(cè)、地

7、籍管理及土地利用，在交通、農(nóng)業(yè)、公安等諸多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。 GIS所能提供的應(yīng)用具有“多來(lái)源、多層次、快速度、深加工、多時(shí)態(tài)、多形式、多精度”的特點(diǎn)。二、地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 121地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成GIS的應(yīng)用系統(tǒng)由五個(gè)主要部分構(gòu)成，即硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法。1）硬件硬件是指操作GIS所需的一切計(jì)算機(jī)資源。目前的GIS軟件可以在很多類(lèi)型的硬件上運(yùn)行，從中央計(jì)算機(jī)服務(wù)圖1 GIS對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的信息表達(dá)與分層 器到桌面計(jì)算機(jī)，從單機(jī)到網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。一個(gè)典型的GIS硬件系統(tǒng)配置包括四個(gè)部分：（1）計(jì)算機(jī)主機(jī)；（2）數(shù)據(jù)輸入設(shè)備：數(shù)字化儀、圖象掃描儀、手寫(xiě)筆、光筆、鍵盤(pán)、通訊端口等；（

8、3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備：光盤(pán)刻錄機(jī)、磁帶機(jī)、光盤(pán)塔、移動(dòng)硬盤(pán)、磁盤(pán)陣列等；（4）數(shù)據(jù)輸出設(shè)備：筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀（打印機(jī)）、激光打印機(jī)等。 2）軟件 軟件是指GIS運(yùn)行所必須的各種程序。主要包括計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和地理信息系統(tǒng)軟件兩部分。地理信息系統(tǒng)軟件提供存儲(chǔ)、分析和顯示地理信息的功能和工具。主要的軟件部件有：輸入和處理地理信息的工具；數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)工具；支持地理查詢(xún)、分析和可視化顯示的工具；容易使用這些工具的圖形用戶(hù)界面(GUI)。3）數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)是GIS應(yīng)用系統(tǒng)的最基礎(chǔ)的組成部分?？臻g數(shù)據(jù)是GIS的操作對(duì)象，是現(xiàn)實(shí)世界經(jīng)過(guò)模型抽象的實(shí)質(zhì)性?xún)?nèi)容。圖1展示了GIS對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的信息表達(dá)與分層。一個(gè)GIS

9、應(yīng)用系統(tǒng)必須建立在準(zhǔn)確合理的地理數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上。數(shù)據(jù)來(lái)源包括室內(nèi)數(shù)字化和野外采集，以及從其他數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)的表達(dá)可以采用柵格和矢量?jī)煞N形式?？臻g數(shù)據(jù)表現(xiàn)了地理空間實(shí)體的位置、大小、形狀、方向以及幾何拓?fù)潢P(guān)系。4）人員人是地理信息系統(tǒng)中重要的構(gòu)成要素，GIS不同于一幅地圖，它是一個(gè)動(dòng)態(tài)的地理模型，僅有系統(tǒng)軟硬件和數(shù)據(jù)還不能構(gòu)成完整的地理信息系統(tǒng)，需要人進(jìn)行系統(tǒng)組織、管理、維護(hù)和數(shù)據(jù)更新、系統(tǒng)擴(kuò)充完善以及應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)，并采用空間分析模型提取多種信息。因此，GIS應(yīng)用的關(guān)鍵是掌握實(shí)施GIS來(lái)解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題的人員素質(zhì)。這些人員既包括從事設(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)和維護(hù)GIS系統(tǒng)的技術(shù)專(zhuān)家，

10、也包括那些使用該系統(tǒng)并解決專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域任務(wù)的領(lǐng)域?qū)＜?。一個(gè)GIS系統(tǒng)的運(yùn)行班子應(yīng)有項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、信息技術(shù)專(zhuān)家、應(yīng)用專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)專(zhuān)家、若干程序員和操作員組成。5）方法 這里的方法主要是指空間信息的綜合分析方法，即常說(shuō)的應(yīng)用模型。它是在對(duì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的具體對(duì)象與過(guò)程進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出的規(guī)律的表示。GIS應(yīng)用就是利用這些模型對(duì)大量空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析綜合來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的。如基于GIS的土壤資源評(píng)價(jià)模型、災(zāi)害評(píng)價(jià)模型等。122地理信息系統(tǒng)的主要功能一個(gè)GIS軟件系統(tǒng)應(yīng)具備五項(xiàng)基本功能，即數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)存貯與管理、空間查詢(xún)與空間分析、可視化表達(dá)與輸出。除此之外，GIS還有用戶(hù)接口模塊，用于接收用戶(hù)的

11、指令、程序或數(shù)據(jù)，是用戶(hù)和系統(tǒng)交互的工具，主要包括用戶(hù)界面、程序接口與數(shù)據(jù)接口。由于地理信息系統(tǒng)功能復(fù)雜，且用戶(hù)又往往為非計(jì)算機(jī)專(zhuān)業(yè)人員，用戶(hù)界面是地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的重要組成部分，使地理信息系統(tǒng)成為人機(jī)交互的開(kāi)放式系統(tǒng)。三、GIS的應(yīng)用與發(fā)展趨勢(shì) 1）GIS的應(yīng)用 隨著GIS的迅速發(fā)展和計(jì)算機(jī)及外圍設(shè)備價(jià)格的降低，GIS依據(jù)其強(qiáng)大的空間信息存儲(chǔ)、分析、顯示和更新功能，日益受到政府機(jī)構(gòu)、銀行、房地產(chǎn)、建筑、土木工程、自然資源調(diào)查、環(huán)保、農(nóng)林、城市規(guī)劃、災(zāi)害監(jiān)測(cè)、地籍管理等各行各業(yè)的歡迎。因此，GIS在宏觀決策、礦產(chǎn)開(kāi)發(fā)、資源清查與管理、災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警、農(nóng)業(yè)估產(chǎn)、城市建設(shè)與規(guī)劃、環(huán)境管理、醫(yī)療衛(wèi)生

12、、國(guó)防、公共事業(yè)和辦公自動(dòng)化等各個(gè)領(lǐng)域得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。 2）GIS發(fā)展趨勢(shì)21世紀(jì)，GIS的發(fā)展趨勢(shì)將體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：GIS與GPS、RS、ES和DSS等多系統(tǒng)集成應(yīng)用，構(gòu)成整體的、實(shí)時(shí)的和動(dòng)態(tài)的對(duì)地觀測(cè)、分析和應(yīng)用的運(yùn)行系統(tǒng)；GIS數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化和實(shí)時(shí)共享將得到進(jìn)一步加強(qiáng)；面向?qū)ο蟮腉IS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、模型、方法和空間操作將成為今后GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)的主流技術(shù)，大大增強(qiáng)系統(tǒng)的開(kāi)放性和可擴(kuò)充性；GIS與專(zhuān)家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和模式識(shí)別等方法相結(jié)合實(shí)現(xiàn)智能化；真三維和時(shí)空四維GIS的研究與開(kāi)發(fā)；GIS網(wǎng)絡(luò)化；GIS數(shù)據(jù)和產(chǎn)品商業(yè)化；GIS大眾化。四、GIS與土壤和土地資源評(píng)價(jià) 41 GIS

13、與土壤資源評(píng)價(jià)1）GIS用于土壤資源評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)合理利用土壤資源是農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提。在農(nóng)業(yè)土壤資源適宜性評(píng)價(jià)中，需要對(duì)土壤自然及經(jīng)濟(jì)特征進(jìn)行分析?？捎肎IS軟件與數(shù)據(jù)庫(kù)集成進(jìn)行土壤的分等定級(jí)，建立土壤資源信息系統(tǒng)、為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和決策者提供實(shí)時(shí)服務(wù)勢(shì)在必行。20世紀(jì)中葉以來(lái)，數(shù)理方法在土壤學(xué)中的發(fā)展異軍突起，引發(fā)了土壤學(xué)數(shù)字化和信息化革命，GIS強(qiáng)大的空間信息和屬性信息管理功能為土壤資源信息系統(tǒng)的建立提供了技術(shù)支撐。2）GIS在土壤資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用概況1972年，加拿大首先在世界上建立了第一個(gè)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)，然而由于當(dāng)時(shí)技術(shù)上的不成熟和土壤分類(lèi)上存在的問(wèn)題數(shù)據(jù)庫(kù)中同名異物或同性異名現(xiàn)象相當(dāng)嚴(yán)重。美

14、國(guó)在80年代初期、就已建成了洲級(jí)土壤數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及國(guó)家土壤地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括3個(gè)部分，即土壤工作數(shù)據(jù)庫(kù)、土壤解譯數(shù)據(jù)庫(kù)及土壤地理數(shù)據(jù)庫(kù)。1985年，國(guó)際土壤學(xué)會(huì)建議“建立1：100萬(wàn)世界土壤和土地?cái)?shù)據(jù)化數(shù)據(jù)庫(kù)(SOTER)”，并被第十三屆國(guó)際土壤學(xué)會(huì)所確認(rèn)。它首次用1：100萬(wàn)的比例尺來(lái)對(duì)全球的土壤和土地資源信息進(jìn)行管理，包含在全球地理信息管理系統(tǒng)中，覆蓋和兼?zhèn)淞似渌Y源數(shù)據(jù)，如地形、植被、地質(zhì)、氣候、人口密度等。我國(guó)從80年代中期開(kāi)始在全國(guó)范圍內(nèi)相繼建立了不同層次、不同規(guī)模和不同應(yīng)用目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)21個(gè)，大大提高了資源與環(huán)境數(shù)據(jù)的利用管理效率，并為政府部門(mén)的宏觀決策提供了有力支持。但由于我國(guó)土

15、壤信息系統(tǒng)研究和實(shí)施起步較晚，還未能建立一個(gè)真正的全國(guó)土壤信息系統(tǒng)。42 GIS與土地資源評(píng)價(jià) 1）GIS 用于土地資源評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì) 隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展與人口增長(zhǎng)，用地矛盾和土地不合理利用問(wèn)題日益突出，造成大量的土地資源浪費(fèi)。長(zhǎng)期以來(lái)，落后的土地管理技術(shù)手段一直是制約我國(guó)土地管理事業(yè)發(fā)展的瓶頸因素，特別是缺少現(xiàn)勢(shì)性的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息，不能適時(shí)地進(jìn)行土地利用信息變更和規(guī)劃方案調(diào)整。GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)的出現(xiàn)為進(jìn)行土地資源評(píng)價(jià)提供了一很有效的手段，利用GIS進(jìn)行土地資源評(píng)價(jià)，不僅可以實(shí)現(xiàn)土管信息的實(shí)時(shí)更新和土地資源評(píng)價(jià)的動(dòng)態(tài)化，而且可以根據(jù)決策部門(mén)的要求，快速地提供多種土地利用及規(guī)劃方案供領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)選擇。

16、GIS將各種現(xiàn)有和調(diào)查土地資源數(shù)據(jù)信息有機(jī)匯集組織，科學(xué)地分類(lèi)與管理，并通過(guò)系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)，疊置分析，地形地質(zhì)分析等功能，按照區(qū)域條件，提供多種條件組合形式的資源統(tǒng)計(jì)和狀況分析，為土地資源的保護(hù)、合理的開(kāi)發(fā)利用以及科學(xué)管理提供可靠依據(jù)。2）GIS在土地資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用概況GIS技術(shù)在國(guó)際上始于20世紀(jì)60年代，首先應(yīng)用在資源調(diào)查和研究方面，陸續(xù)建立了各種類(lèi)型的地理和資源信息系統(tǒng)。早期的土地資源信息系統(tǒng)有加拿大的土地清查地理信息系統(tǒng)（CGIS，1964），美國(guó)紐約的土地利用和自然資源信息系統(tǒng)（LUNR，1967）以及美國(guó)明尼蘇達(dá)土地管理信息系統(tǒng)（MLMIS，1969）等。70年代以來(lái)，一些新的系統(tǒng)陸

17、續(xù)問(wèn)世，如澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織設(shè)計(jì)的土地利用規(guī)劃信息系統(tǒng)，美國(guó)北卡羅來(lái)納州土地利用信息系統(tǒng)（NULUIS）等。這些系統(tǒng)都將土地評(píng)價(jià)與規(guī)劃過(guò)程相結(jié)合，具有綜合性和實(shí)用性，已成為土地評(píng)價(jià)與規(guī)劃的有效手段。到現(xiàn)在GIS技術(shù)已進(jìn)入了成熟階段，隨著GIS與GPS、RS的繼承，由過(guò)去單一功能分散系統(tǒng)，已成為多功能信息共享系統(tǒng)，并致力于人工智能的研究和應(yīng)用。我國(guó)土地資源信息系統(tǒng)始于80年代后期，但發(fā)展較快，戴旭利用ARCINFO信息系統(tǒng)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)土地資源評(píng)價(jià)，博伯杰以延安地區(qū)為例建立了資源評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)，周慧珍和賀紅士等建立了區(qū)域微機(jī)土壤信息系統(tǒng)，分別對(duì)實(shí)驗(yàn)區(qū)進(jìn)行了土地退化評(píng)價(jià)、土地利用變遷分析和土

18、地肥力評(píng)價(jià)，倪紹祥、黃杏元等利用土地評(píng)價(jià)信息系統(tǒng)，改善了土地適宜性評(píng)價(jià)的效率和精度，將土地適宜性評(píng)價(jià)和土地利用規(guī)劃決策聯(lián)系起來(lái)。GIS應(yīng)用于土地管理方面也是其較早的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域之一，如湯國(guó)安在大量實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，初步建立了縣城土地資源信息系統(tǒng)的理論和方法。深圳市不久便建立了城市用地利用與規(guī)劃管理信息系統(tǒng)，極大地方便了城市用地管理，提高了管理的科學(xué)化水平。這些土地信息系統(tǒng)充分利用地理信息系統(tǒng)強(qiáng)大的空間分析功能和數(shù)據(jù)管理能力，采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述某一地區(qū)的土地資源在時(shí)空上與地理分析有關(guān)的各類(lèi)數(shù)據(jù)，已廣泛應(yīng)用于土地評(píng)價(jià)、國(guó)土規(guī)劃、城市建設(shè)等領(lǐng)域，并且已經(jīng)取得巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。 HYPER

19、LINK 07/soil/left1.asp?lm=141 t left1 第二節(jié) 土壤資源信息系統(tǒng)(SRIS)在土壤資源評(píng)價(jià)中的應(yīng)用引 言 近年來(lái)隨著人口一資源一環(huán)境之間的矛盾日益尖銳化，人們逐漸認(rèn)識(shí)到保護(hù)環(huán)境和合理利用資源的重要性。尤其是全世界人口增長(zhǎng)過(guò)快，糧食供應(yīng)不足，對(duì)土壤資源的保護(hù)和合理利用受到更大的重視，科學(xué)家發(fā)出了“拯救土壤就是拯救人類(lèi)”的呼吁，目前全世界的土壤資源，特別是耕地資源的日益減少和退化。此外，土壤還受侵蝕、沙化、水澇、次生鹽漬化、酸化和重金屬等污染而退化，大大降低了土壤資源的質(zhì)量和數(shù)量。這些問(wèn)題的存在和發(fā)展在很大程度上與人類(lèi)盲目的濫開(kāi)濫用，缺乏合理的規(guī)劃、科學(xué)的決策和

20、強(qiáng)有力的實(shí)施管理手段有關(guān)。傳統(tǒng)的技術(shù)方法和手段已很難解決土壤資源如此廣泛而復(fù)雜的問(wèn)題。因此，引入新的技術(shù)和方法已迫在眉睫。將地理信息系統(tǒng)引入到土壤資源利用和管理研究工作中，建立相應(yīng)的土壤資源信息系統(tǒng)，可為土壤資源的調(diào)查、統(tǒng)計(jì)、存儲(chǔ)、管理提供高效便捷的工具；為土壤資源的規(guī)劃、開(kāi)發(fā)、利用提供輔助決策服務(wù)；為土壤資源的各種評(píng)價(jià)、污染防止提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)和分析手段；同時(shí)通過(guò)聯(lián)網(wǎng)和交流，實(shí)現(xiàn)土壤數(shù)據(jù)的共享，便于各國(guó)土壤信息的交流和全球問(wèn)題的研究。一、土壤資源信息系統(tǒng)概述 11 SRIS的概念 土壤資源信息系統(tǒng)(Soil Resource Information System，縮寫(xiě)SRIS)是綜合處理和分析

21、土壤資源屬性和空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。它是以地理信息系統(tǒng)的硬件和軟件為基礎(chǔ)。主要具有以下特點(diǎn)：以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式，用已知的X、Y坐標(biāo)系統(tǒng)去記錄和貯存多維土壤資源實(shí)體的空間位置，這種多維土壤資源實(shí)體一般是各個(gè)級(jí)別的土壤資源類(lèi)型；描述與位置無(wú)關(guān)的土壤資源實(shí)體的屬性；描述這些土壤實(shí)體的拓?fù)潢P(guān)系。土壤資源信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，無(wú)論將它們編碼于紙上，或記錄在磁盤(pán)、磁帶上，都應(yīng)該視作是現(xiàn)實(shí)世界的一個(gè)模型。數(shù)據(jù)可以在土壤資源信息系統(tǒng)上存取、變換和對(duì)話(huà)式操作，供環(huán)境過(guò)程及其趨勢(shì)研究分析，或提出規(guī)劃決策及預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)，也可提供數(shù)據(jù)咨詢(xún)服務(wù)。12 SRIS的發(fā)展1972年，加拿大首先建立了土壤數(shù)據(jù)庫(kù)，英國(guó)、

22、法國(guó)、美國(guó)、澳大利亞等國(guó)家及聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織也相繼建立，20世紀(jì)70年代末80年代初土壤信息系統(tǒng)均已開(kāi)始運(yùn)用。加拿大土壤信息系統(tǒng)1972年正式投入使用，在這之前，各省已相繼建立土壤數(shù)據(jù)庫(kù)。1975年英國(guó)Macaulay土壤研究所在蘇格蘭第一個(gè)試建了土壤數(shù)據(jù)庫(kù)，1983年又建立了聯(lián)合數(shù)據(jù)庫(kù)。美國(guó)土壤信息系統(tǒng)于20世紀(jì)70年代初創(chuàng)建，80年代初期，州級(jí)土壤地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)及國(guó)家土壤地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)均已建立并應(yīng)用到了資源清查、環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃和農(nóng)業(yè)生態(tài)分區(qū)等領(lǐng)域。進(jìn)入80年代后，土壤信息系統(tǒng)開(kāi)始向3個(gè)方向發(fā)展：1）促使土壤數(shù)據(jù)庫(kù)向規(guī)范化和全球化發(fā)展，加強(qiáng)數(shù)據(jù)交流和共享。如1986年國(guó)際土壤學(xué)會(huì)提出的“全

23、球和國(guó)家級(jí)土壤一地(形)體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)”(Global and National Soils and Terrain Digital Database，簡(jiǎn)稱(chēng)SOTER)項(xiàng)目目前已在拉美、北美、西歐國(guó)家實(shí)施。同時(shí)，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署1987年主持建立“全球土壤退化評(píng)價(jià)”體系(Global Assessment of Soil Degradation，簡(jiǎn)稱(chēng)GLASOD)，示范建立和應(yīng)用SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)。與此同時(shí)，許多發(fā)展中國(guó)家也積極建立和發(fā)展土壤信息系統(tǒng)。如印度，1982年著手編制1：25萬(wàn)及1：100萬(wàn)土壤資源圖，完成了整個(gè)土壤信息系統(tǒng)的制圖工作。2）促使土壤信息系統(tǒng)向?qū)嵱没投嘤猛景l(fā)展。主要應(yīng)用有：

24、土壤制圖技術(shù)；土壤侵蝕預(yù)測(cè)與評(píng)價(jià)；土壤資源污染與防止；土壤養(yǎng)分流失評(píng)價(jià)；土壤資源評(píng)價(jià)和管理；作物生長(zhǎng)模擬等。具體如1983年美國(guó)土壤保持局開(kāi)發(fā)出農(nóng)用土地評(píng)價(jià)和用地估價(jià)系統(tǒng)，系統(tǒng)中農(nóng)用土地評(píng)價(jià)包括土壤生產(chǎn)力的分等定級(jí)、土壤適宜性評(píng)價(jià)、土壤生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)。1989年美國(guó)土壤保持局運(yùn)用土壤信息系統(tǒng)保護(hù)土壤生態(tài)環(huán)境，控制土壤污染。1990年土壤侵蝕預(yù)測(cè)模型在土壤信息系統(tǒng)中已經(jīng)能夠成功運(yùn)用，主要采用的分析手段有土壤侵蝕諾漠圖、微機(jī)軟件包、小溪河岸侵蝕諾漠圖。3）建立為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)服務(wù)的應(yīng)用系統(tǒng)。如日本的農(nóng)耕地土地資源信息系統(tǒng)(AgriculturalLand Resource Information Syst

25、em，縮寫(xiě)ALRIS)，它包括了土壤信息系統(tǒng)、作物栽培試驗(yàn)信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)氣象信息系統(tǒng)等子系統(tǒng)。保加利亞的計(jì)算機(jī)農(nóng)業(yè)綜合管理系統(tǒng)(Integrated Computerized Agricultural Management System，縮寫(xiě)ICAMS)系統(tǒng)從20世紀(jì)80年代初開(kāi)始運(yùn)行等。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，土壤信息系統(tǒng)在上述方面繼續(xù)拓展，其作用和地位日益受到關(guān)注。在1994年第15屆國(guó)際土壤學(xué)大會(huì)上專(zhuān)題討論了土壤信息系統(tǒng)在持續(xù)農(nóng)業(yè)和全球變化中的應(yīng)用，土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)構(gòu)和聯(lián)網(wǎng)等有關(guān)問(wèn)題。同時(shí)，在應(yīng)用上進(jìn)一步趨向農(nóng)業(yè)實(shí)際生產(chǎn)，直接服務(wù)于農(nóng)場(chǎng)管理和經(jīng)營(yíng)。如進(jìn)行農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢(xún)、牧場(chǎng)水源選點(diǎn)、作物生產(chǎn)管

26、理、機(jī)械化施肥和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等方面。中國(guó)的土壤工作者于20世紀(jì)80年代中期也開(kāi)始進(jìn)行土壤數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，土壤信息系統(tǒng)的研制和應(yīng)用工作。1986年底，北京大學(xué)遙感中心等主持了土壤侵蝕信息系統(tǒng)研究，建立區(qū)域土壤侵蝕信息系統(tǒng)，這是我國(guó)較早關(guān)于土壤信息系統(tǒng)方面的研究。1989年南京土壤研究所用兩年時(shí)間研究了1：50萬(wàn)東北三江平原土壤信息系統(tǒng)土壤圖與數(shù)據(jù)庫(kù)的建立；1990年，又研究了1：5萬(wàn)江西紅壤生態(tài)站土壤信息系統(tǒng)土壤侵蝕圖；1991年在“利用信息系統(tǒng)技術(shù)編制土壤退化圖”研究中，應(yīng)用從土壤土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)建立到土壤退化評(píng)價(jià)方法等一系列現(xiàn)代信息系統(tǒng)技術(shù)，編制出了實(shí)驗(yàn)區(qū)的土壤水蝕危害和風(fēng)蝕評(píng)價(jià)圖；1992年又基本完成

27、了海南島土壤和土地利用信息庫(kù)及信息系統(tǒng)制圖工作。1991年中科院沈陽(yáng)應(yīng)用生態(tài)研究所主持了“區(qū)域微機(jī)土壤信息系統(tǒng)的建立與應(yīng)用”研究，在吉林農(nóng)安縣試驗(yàn)結(jié)果表明，這是一個(gè)比較成功的土壤信息系統(tǒng)。19931998年浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)遙感與信息技術(shù)應(yīng)用研究所研制的浙江紅壤資源信息系統(tǒng)(Red Soil Resource Information System，縮寫(xiě)RSRIS)，包括省級(jí)、地(市)級(jí)和縣級(jí)三個(gè)不同比例尺的研究區(qū)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院自1995年以來(lái)在湖北省范圍內(nèi)開(kāi)展了省級(jí)、縣級(jí)和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)土壤資源數(shù)據(jù)庫(kù)及信息系統(tǒng)的建立和應(yīng)用研究；在土壤信息系統(tǒng)應(yīng)用模型方面，開(kāi)發(fā)了模糊綜合評(píng)價(jià)、模糊物元分析、模糊

28、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等模型方法并應(yīng)用于土壤適宜性評(píng)價(jià)、生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)、土壤環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和農(nóng)用地分等定級(jí)與估價(jià)等方面；在土壤信息系統(tǒng)建設(shè)方面，采用組件式地理信息系統(tǒng)（COMGIS）技術(shù)開(kāi)發(fā)了農(nóng)用地分等定級(jí)與估價(jià)信息系統(tǒng)（ALEIS），并在湖北省推廣應(yīng)用。二、土壤資源信息系統(tǒng)的應(yīng)用模型 21 土壤資源類(lèi)型劃分方法211土壤資源類(lèi)型劃分的目的與原則1）劃分的目的 土壤資源類(lèi)型是構(gòu)成土壤資源的各個(gè)要素(包括土壤、氣候、地形、水文、地質(zhì)和植被等自然要素及人為活動(dòng)等社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素)遵循地域分異規(guī)律，相互作用的歷史自然經(jīng)濟(jì)綜合體。和其他資源類(lèi)型一樣，土壤資源類(lèi)型屬于分類(lèi)單元。同一類(lèi)型的所有個(gè)體性質(zhì)(質(zhì)量)類(lèi)似，利用現(xiàn)狀、利

29、用潛力和適宜性大致相同，并分別占有一定的空間位置。各個(gè)土壤資源類(lèi)型，就個(gè)體來(lái)講，在地域上是完整連片的；就群體來(lái)講，同一種類(lèi)型在分布上是不連片而呈重復(fù)出現(xiàn)的；就特征來(lái)講，同一種類(lèi)型的群體所表現(xiàn)的主要特征是相似的。劃分土壤資源類(lèi)型的目的，在于為土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)和調(diào)查制圖，以及土壤資源的開(kāi)發(fā)利用分區(qū)及規(guī)劃服務(wù)。通過(guò)劃分土壤資源類(lèi)型，就能夠比較系統(tǒng)、全面地研究土壤資源的形成及其影響因素，揭示其發(fā)生、演變、屬性特征及其組合的地域差異，為分析土壤資源的特征和評(píng)價(jià)其生產(chǎn)潛力提供可能和依據(jù)，從而探索合理利用與改造土壤資源的措施與途徑。同時(shí)，通過(guò)劃分土壤資源類(lèi)型，即類(lèi)群歸并以后，就可以在同一類(lèi)型中找出典型，進(jìn)行

30、特征和利用分析，又可以通過(guò)類(lèi)群歸并，了解不同類(lèi)型之間相似性的程度及其可能利用的可能性大小，為土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)作好準(zhǔn)備。因此，土壤資源類(lèi)型是土壤資源調(diào)查制圖與質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本單元，是土壤資源利用分區(qū)與規(guī)劃的基礎(chǔ)。2）類(lèi)型劃分的原則 土壤資源類(lèi)型的劃分，應(yīng)該以土壤發(fā)生分類(lèi)為基礎(chǔ)，充分體現(xiàn)土壤資源空間分布的地理自然屬性及其利用上的相似性與差異性，反映出土壤資源的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與特征，并堅(jiān)持綜合分析與主導(dǎo)因素相結(jié)合的原則。同時(shí)，土壤資源類(lèi)型的劃分要適應(yīng)不同比例尺的制圖要求，采用多級(jí)分類(lèi)制?？梢詤⒄罩袊?guó)1：100萬(wàn)土地資源圖的劃分土地資源類(lèi)型的原則，采用不同級(jí)別的地貌類(lèi)型、土壤類(lèi)型和土地利用類(lèi)型組合成不同級(jí)別的

31、土壤資源類(lèi)型比較合適。212土壤資源類(lèi)型分類(lèi)體系及命名1）分類(lèi)體系 不同的管理級(jí)別要求不同的管理內(nèi)容和深度，因此要用不同大小的制圖比例尺來(lái)表示，故對(duì)制圖和評(píng)價(jià)單元的要求也各不相同。如 HYPERLINK 07/soil/images/t12-1.gif t _blank 表1為適用于四種比例尺的四級(jí)土壤資源分類(lèi)體系。2）命名 土壤資源類(lèi)型的命名可采用地貌類(lèi)型一土壤類(lèi)型一土地利用類(lèi)型的復(fù)合命名法。不同級(jí)別的土壤資源類(lèi)型名稱(chēng)舉例如下：(1) 一級(jí)土壤資源類(lèi)型：如中山黃紅壤林地，丘陵紅壤耕地，平原紅壤性水稻土耕地等；(2) 二級(jí)土壤資源類(lèi)型：如低丘黃筋泥水田，低丘黃筋泥旱地等；(3) 三級(jí)土壤資源類(lèi)

32、型：如低丘陡坡黃泥骨光板地，低丘緩坡黃筋泥雙季稻綠肥田等。213土壤資源類(lèi)型劃分的基本步驟1）地圖要素層的預(yù)處理 機(jī)助地圖疊置分析之前，必須根據(jù)應(yīng)用目的對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的土壤類(lèi)型、土地利用類(lèi)型、地貌類(lèi)型要素圖層進(jìn)行一定的預(yù)處理，可采取統(tǒng)一各要素圖層的邊界以及容差值的辦法，大大地減少了成圖邊界信息不全及面積細(xì)小多邊形的產(chǎn)生。但為了避免過(guò)多的人為干預(yù)降低成圖的準(zhǔn)確性，對(duì)各要素圖層邊界以?xún)?nèi)的圖斑界線(xiàn)不作調(diào)整。2）地圖要素層的疊加和邊緣處理 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的疊置分析手段 (如ARCINFO的并操作) 進(jìn)行土壤資源要素圖層的疊置分析。在地圖疊置過(guò)程中，由于各圖層邊界的不完全一致，使得圖幅邊緣產(chǎn)生圖斑信息空白

33、、掉失等“邊緣現(xiàn)象”。這可以采用一些方法進(jìn)行解決，如在各要素圖層輸入時(shí)采用同一精確邊界線(xiàn)。也可以對(duì)空白多邊形參考相鄰邊界最長(zhǎng)的圖斑信息進(jìn)行填充。3）土壤資源類(lèi)型統(tǒng)計(jì)與類(lèi)型圖的顯示 調(diào)用土壤資源類(lèi)型圖的屬性數(shù)據(jù)庫(kù)文件，并對(duì)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行一系列的操作、運(yùn)算與統(tǒng)計(jì)分析，即可獲得土壤資源類(lèi)型及其面積的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。最后利用地理信息系統(tǒng)軟件的制圖功能對(duì)經(jīng)過(guò)疊置分析獲得的土壤資源類(lèi)型矢量圖進(jìn)行注記、顏色調(diào)配、圖框與圖例制作等處理之后，即可進(jìn)行土壤資源類(lèi)型圖的計(jì)算機(jī)屏幕顯示及打印輸出。22 土壤資源評(píng)價(jià)概述221土壤資源評(píng)價(jià)目的與類(lèi)型1）土壤資源評(píng)價(jià)的目的 土壤資源評(píng)價(jià)的目的主要是為大農(nóng)業(yè)服務(wù)，即為合理利用和保

34、護(hù)土壤資源、為土壤資源的利用規(guī)劃以及土壤資源的開(kāi)發(fā)與保護(hù)分區(qū)服務(wù)。主要依據(jù)是土壤肥力和土壤資源生產(chǎn)力的高低，即從土壤資源的適宜性和限制性及作物產(chǎn)量等方面來(lái)考慮。2）土壤資源評(píng)價(jià)的類(lèi)型 土壤資源評(píng)價(jià)可以根據(jù)評(píng)價(jià)的目的、目標(biāo)、對(duì)象、方法等的不同而劃分出多種類(lèi)型，如 HYPERLINK 07/soil/images/imges5_13/chapte480.gif t _blank 圖2所示。 土壤資源適宜性評(píng)價(jià)是指對(duì)在一定的用途條件下，土壤資源對(duì)該用途的適宜性及適宜程度作出評(píng)定。主要側(cè)重于土壤資源對(duì)某種或幾種作物的適宜性和適宜程度。它又可以進(jìn)一步劃分為土壤資源自然適宜性評(píng)價(jià)和土壤資源經(jīng)濟(jì)適宜性評(píng)價(jià)。

35、土壤資源自然適宜性評(píng)價(jià)是指評(píng)定土壤資源對(duì)一定用途適宜情況的過(guò)程中，主要是根據(jù)土壤資源的自然屬性對(duì)該用途的滿(mǎn)足程度，經(jīng)濟(jì)因素不予考慮或只作為背景條件；而土壤資源經(jīng)濟(jì)適宜性評(píng)價(jià)中，評(píng)定土壤資源對(duì)一定用途的適宜情況是根據(jù)經(jīng)濟(jì)效益的大小來(lái)確定。土壤資源經(jīng)濟(jì)適宜性評(píng)價(jià)又屬于土壤資源經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)的范疇。一般來(lái)說(shuō)，土壤資源的自然適宜性評(píng)價(jià)是經(jīng)濟(jì)適宜性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。土壤資源生產(chǎn)潛力評(píng)價(jià)是指在一定的土地利用方式條件下，分析與評(píng)定土壤資源的各種屬性以及它們之間的綜合作用對(duì)土壤資源生產(chǎn)潛力的影響。即從生產(chǎn)潛力的角度評(píng)價(jià)土地質(zhì)量。從現(xiàn)有的資料來(lái)看，主要側(cè)重于土壤資源對(duì)農(nóng)、林、牧業(yè)利用的可能性。222土壤資源評(píng)價(jià)的基本方法土

36、壤資源評(píng)價(jià)的基本方法可以分為直接法和間接法兩類(lèi)。直接法是指通過(guò)試驗(yàn)了解土壤資源的質(zhì)量對(duì)某種用途的影響大小，從而確定其適宜性及適宜程度，并劃分出相應(yīng)的等級(jí)。間接法是通過(guò)診斷影響土壤生產(chǎn)力的各種性質(zhì)，并據(jù)此推斷土壤資源的質(zhì)量。間接法門(mén)類(lèi)眾多，大致可以歸納為分類(lèi)法和數(shù)值法兩大類(lèi)。1）分類(lèi)法(Category approach) 分類(lèi)法又叫等級(jí)法，是以針對(duì)一定利用方式的土壤資源的質(zhì)量?jī)?yōu)劣為依據(jù)，判斷其生產(chǎn)力大小(或適宜性與適宜程度、潛力大小等)。亦即根據(jù)各類(lèi)土壤在生產(chǎn)實(shí)踐上的相似性與差異性程度，對(duì)土壤資源再次分類(lèi)與排隊(duì)，并作出相應(yīng)的解釋或結(jié)論。2）數(shù)值法(Numerical approach) 數(shù)值法

37、又叫參數(shù)法，就是先選出決定土壤生產(chǎn)力的諸要素，根據(jù)各要素的性質(zhì)特點(diǎn)定出評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，以對(duì)作物生長(zhǎng)的適宜性程度求得不同的指數(shù)，并對(duì)各項(xiàng)指數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算得出總的指數(shù)，按指數(shù)大小評(píng)定土地(壤)資源的質(zhì)量。數(shù)值法企圖將土地(壤)資源評(píng)價(jià)定量化，即用影響土地(壤)資源生產(chǎn)潛力的各個(gè)因素用一定的數(shù)學(xué)方式表達(dá)和運(yùn)算出來(lái)，這些因素(如A、B、C)所組成的模式可以概括為3種基本形式，即：(1) 累加型：如 P= A+B+C (2) 乘積型：如(3) 復(fù)合型：如根據(jù)評(píng)價(jià)過(guò)程中所采用的數(shù)學(xué)方法的不同，數(shù)值法又可以劃分出許多種具體的方法，如指數(shù)和法、指數(shù)乘積開(kāi)方法、層次分析法、模糊聚類(lèi)法、模糊綜合評(píng)判法、模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)法、

38、物元分析法、動(dòng)態(tài)模擬法等。這些方法用計(jì)算機(jī)程序支持是不難實(shí)現(xiàn)的。223土壤資源評(píng)價(jià)體系土壤資源評(píng)價(jià)體系至今還不明確。但從農(nóng)業(yè)利用觀點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)土壤資源與土地資源的共同性，參照土地資源評(píng)價(jià)體系，具有代表性的主要有美國(guó)土地潛力分類(lèi)、聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織的土地適宜性分類(lèi)和中國(guó)1：100萬(wàn)土地資源圖(現(xiàn)已有相應(yīng)的電子地圖)分類(lèi)系統(tǒng)等。23 土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)模型231土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的目的與原則1）土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的目的 土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)是指對(duì)土壤資源的質(zhì)與量、適宜性與限制性作出評(píng)定，并綜合評(píng)定其生產(chǎn)潛力。其目的是在摸清土壤資源底細(xì)的基礎(chǔ)上，合理利用與保護(hù)土壤資源，充分發(fā)揮土壤資源的生產(chǎn)潛力，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與管理

39、服務(wù)。土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)必需回答下列問(wèn)題：各種土壤資源類(lèi)型的數(shù)量、質(zhì)量及其空間分布關(guān)系。各種土壤資源類(lèi)型的生產(chǎn)潛力大小，以及當(dāng)前生產(chǎn)條件下，土壤資源生產(chǎn)潛力發(fā)揮如何。各種土壤資源類(lèi)型分別有哪些限制因子，改變限制因子的可能程度如何，采取什么措施提高土壤資源生產(chǎn)潛力。2）土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的原則 土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)是土壤質(zhì)量評(píng)價(jià)的一個(gè)類(lèi)型，故要遵循土壤資源評(píng)價(jià)的原則。其目的是以大農(nóng)業(yè)利用方向?yàn)橹饕康模谠u(píng)價(jià)過(guò)程中要遵循因地制宜、綜合利用以及生態(tài)、經(jīng)濟(jì)與社會(huì)三個(gè)效益相協(xié)調(diào)等基本原則。232土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的程序和方法土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本程序?yàn)椋簞澐衷u(píng)價(jià)單元、選擇評(píng)價(jià)因素及確定權(quán)重、確定評(píng)價(jià)指標(biāo)和評(píng)定土

40、壤資源質(zhì)量等級(jí)。1）評(píng)價(jià)單元的劃分 在進(jìn)行土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)之前，先要確定土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的基本單位，即評(píng)價(jià)單元。土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的評(píng)價(jià)單元的確定當(dāng)前有四種基本方法，即以土壤類(lèi)型為基礎(chǔ)確定；以土地利用現(xiàn)狀為基礎(chǔ)確定；以土壤資源類(lèi)型為基礎(chǔ)確定；或以評(píng)價(jià)因素的組合確定。目前，多采用地理信息系統(tǒng)的空間疊置分析方法，生成土壤資源類(lèi)型圖或評(píng)價(jià)因素的組合來(lái)作為評(píng)價(jià)單元。2）評(píng)價(jià)因素的確定 土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)因素可從影響土壤利用的自然因素、經(jīng)濟(jì)因素、社會(huì)因素和生產(chǎn)潛力因素四個(gè)方面來(lái)選擇。評(píng)價(jià)因素的選擇應(yīng)遵循以下幾個(gè)原則：從較長(zhǎng)時(shí)間影響土壤資源質(zhì)量的、不易改變的穩(wěn)定因素中選擇評(píng)價(jià)因素；從影響土壤資源質(zhì)量及其利用的

41、多種因素中，挑選出起重要作用的因素作為評(píng)價(jià)因素，并且從中找出主導(dǎo)因素；根據(jù)各地區(qū)的實(shí)際情況，通過(guò)調(diào)查研究和分析，因地制宜地確定評(píng)價(jià)因素及指標(biāo)。3）權(quán)重的確定 確定土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)中各評(píng)價(jià)因素權(quán)重的定量方法有經(jīng)驗(yàn)評(píng)分法、回歸分析法、層次分析法和主因子分析法等多種。(1)經(jīng)驗(yàn)評(píng)分法：根據(jù)調(diào)查資料，廣泛吸收有經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)家、技術(shù)人員參加，按照各評(píng)價(jià)因素對(duì)紅壤資源質(zhì)量影響的大小或比例，將各個(gè)因素排序并給予適當(dāng)?shù)姆謹(jǐn)?shù)，綜合多位專(zhuān)家的評(píng)分確定各評(píng)價(jià)因素的權(quán)重。(2)回歸分析法：可用于確定土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的參評(píng)因素及其權(quán)重。先將初選的影響土壤資源質(zhì)量的多種因素與其生產(chǎn)力(以單位面積的產(chǎn)量等來(lái)表達(dá))之間的關(guān)系近似

42、地描述為線(xiàn)性相關(guān)關(guān)系，并建立線(xiàn)性回歸模型。經(jīng)逐步回歸分析，剔除非顯著性影響因素之后，如果相關(guān)關(guān)系顯著，即可選擇出參與評(píng)價(jià)的因素。(3)主因子分析法：主因子分析是把許多錯(cuò)綜復(fù)雜的因子歸結(jié)為較少的幾個(gè)綜合因子的一種多元統(tǒng)計(jì)方法，用于確定土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)的參評(píng)因素及其權(quán)重時(shí)，關(guān)鍵是要消除不同因素量綱的不同所帶來(lái)的誤差，如地面坡度、坡向、海拔高度、土層厚度等因素的量綱就各不相同，因而要先對(duì)它們進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，然后計(jì)算每個(gè)因素的特征值及特征向量。特征值的大小反映了主因子包含數(shù)據(jù)信息量的多少，一般情況下，能反映數(shù)據(jù)信息80以上的因子，即可確定為主因子。主因子確定之后，根據(jù)特征值的累積貢獻(xiàn)率確定其權(quán)重。4）

43、評(píng)價(jià)指標(biāo)的確定 土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)因素等級(jí)指標(biāo)可采用模糊線(xiàn)性隸屬函數(shù)圖的方法或經(jīng)驗(yàn)方法來(lái)確定。土壤資源的分布范圍很廣，在不同的地區(qū)、對(duì)于不同的利用對(duì)象，評(píng)價(jià)因素等級(jí)指標(biāo)會(huì)有很大的差異。5）質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定 土壤資源質(zhì)量等級(jí)的評(píng)定可以是定性的評(píng)定或定量的評(píng)定。下面主要介紹指數(shù)和法、指數(shù)乘積開(kāi)方法和模糊綜合評(píng)判法等3種定量方法。(1) 指數(shù)和法：指數(shù)和法的運(yùn)算模型為=1x1+2x2+nxn式中：1，2n為各參評(píng)因素權(quán)重；x1，x2, xn為評(píng)價(jià)指標(biāo)分值。運(yùn)用指數(shù)和法評(píng)定土壤資源質(zhì)量等級(jí)的具體步驟如下：將影響土壤資源質(zhì)量的各個(gè)因子(即評(píng)價(jià)因素)按其影響強(qiáng)度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分級(jí)，求得各個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)各個(gè)評(píng)價(jià)因素的質(zhì)

44、量等級(jí)分值。將各個(gè)評(píng)價(jià)因素的質(zhì)量等級(jí)分值與其權(quán)重相乘，得到各個(gè)評(píng)價(jià)因素的指標(biāo)指數(shù)。計(jì)算各個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)各參評(píng)因素的指標(biāo)指數(shù)之和，即指數(shù)和。確定土壤資源質(zhì)量等級(jí)的指數(shù)范圍。首先，將前面所得指數(shù)和進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化運(yùn)算，即化為0100之間的數(shù)值。然后，以標(biāo)準(zhǔn)化指數(shù)和值作為X座標(biāo)、與之相對(duì)應(yīng)的土壤資源類(lèi)型圖斑個(gè)數(shù)及其面積(合計(jì)值)作為Y座標(biāo)作曲線(xiàn)圖。最后，根據(jù)圖中土壤資源類(lèi)型圖斑數(shù)與面積分配情況確定各個(gè)土壤資源質(zhì)量等級(jí)的指數(shù)范圍。確定各個(gè)評(píng)價(jià)單元的質(zhì)量等級(jí)并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。(2) 指數(shù)乘積開(kāi)方法：指數(shù)乘積開(kāi)方法的運(yùn)算模型為式中：1，2n為參評(píng)因素權(quán)重； x1，x2, xn 為評(píng)價(jià)指標(biāo)。指數(shù)乘積開(kāi)方法與指數(shù)和法的

45、基本步驟相同，根本的區(qū)別在于各個(gè)參評(píng)因素的總指數(shù)并不是各因素指數(shù)的簡(jiǎn)單相加，而是土壤資源評(píng)價(jià)因素的指數(shù)積的開(kāi)方值。(3) 模糊綜合評(píng)判法：土壤資源的質(zhì)量等級(jí)是由影響土壤資源的各種因素綜合決定的，不僅每一種因素對(duì)土壤資源質(zhì)量的影響是復(fù)雜的，而且各種影響因素之間也是相互聯(lián)系和相互制約的。因此，土壤資源質(zhì)量等級(jí)與各種影響因素之間的關(guān)系，具有一定的模糊性。這為使用的模糊綜合評(píng)判方法解決土壤資源質(zhì)量等級(jí)評(píng)定問(wèn)題提供了理論依據(jù)。采用模糊綜合評(píng)判法評(píng)定土壤資源質(zhì)量等級(jí)，分4步進(jìn)行：建立從屬函數(shù)：從屬函數(shù)是模糊集的特征函數(shù)，它表明某一個(gè)因素隸屬于模糊集的程度。單因素評(píng)價(jià)：利用從屬函數(shù)對(duì)各個(gè)評(píng)價(jià)單元內(nèi)各個(gè)參評(píng)因

46、素屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)運(yùn)算，即可得到各個(gè)評(píng)價(jià)因素的單因素評(píng)價(jià)模糊子集。多因素綜合評(píng)判：由各個(gè)評(píng)價(jià)因素的單因素評(píng)價(jià)模糊子集可以得到各評(píng)價(jià)單元的單因素評(píng)價(jià)矩陣和各評(píng)價(jià)因素權(quán)重分配集相乘即可求出各評(píng)價(jià)單元的模糊綜合評(píng)判結(jié)果。限制因素及其強(qiáng)度的確定：采用模糊綜合評(píng)判的方法進(jìn)行土壤資源質(zhì)量評(píng)價(jià)時(shí)，還可以從模糊綜合評(píng)判結(jié)果集中直接讀出各個(gè)評(píng)價(jià)單元的限制性因素及其限制強(qiáng)度。三、全球和國(guó)家級(jí)土壤一地(形)體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)(SOTER) 31 SOTER項(xiàng)目概述1）SOTER項(xiàng)目的來(lái)源 SOTER項(xiàng)目的提出始于1986年，國(guó)際土壤學(xué)會(huì)在荷蘭的瓦格寧根召集了一次以土壤和有關(guān)學(xué)科的國(guó)際專(zhuān)家研討會(huì)，會(huì)議以Sombro

47、ek(1984)作出的“比例尺1：100萬(wàn)全球土壤資源規(guī)范趨勢(shì)”為討論稿，討論了“數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)字化國(guó)際土壤資源圖的結(jié)構(gòu)”。在這個(gè)研討會(huì)的成果和建議基礎(chǔ)上，寫(xiě)出了1：100萬(wàn)的世界土壤和土地?cái)?shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)的方案提綱。之后，一個(gè)小型的國(guó)際委員會(huì)被委托提出一個(gè)適應(yīng)于編輯小比例尺土壤一地形體圖的通用圖例，該圖例要求包括提供為大范圍解譯所要求的屬性，例如作物適宜性、土壤退化、森林生產(chǎn)力、全球土地變化、灌溉適宜性、農(nóng)業(yè)生態(tài)分帶和干旱災(zāi)害。委員會(huì)編輯了最初的屬性表，1986年在德國(guó)漢堡國(guó)際土壤學(xué)會(huì)會(huì)議上，SOTER受到進(jìn)一步的認(rèn)可。1987年5月由聯(lián)合國(guó)環(huán)境署在肯尼亞舉辦了第二次會(huì)議，討論了SOTER在編制土壤

48、退化評(píng)價(jià)圖的應(yīng)用。同時(shí)根據(jù)此次會(huì)議，聯(lián)合國(guó)環(huán)境署起草了一個(gè)項(xiàng)目文件“全球土壤退化評(píng)價(jià)”，并以南非為第一個(gè)樣區(qū)，根據(jù)SOTER項(xiàng)目的提議建立了1：100萬(wàn)數(shù)字化土壤和土地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)，在此基礎(chǔ)上對(duì)土壤現(xiàn)狀和災(zāi)害進(jìn)行了評(píng)價(jià)。此后，國(guó)際土壤參比信息中心把制定1：100萬(wàn)研究樣區(qū)的程序手冊(cè)首次草案的任務(wù)交給了加拿大農(nóng)業(yè)土地資源中心。1988年在烏拉圭舉行的第一次全球土壤和地形體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)及全球土壤退化評(píng)估的區(qū)域工作研討會(huì)上對(duì)首次草案進(jìn)行討論，然后該方案在覆蓋阿根廷、巴西和烏拉圭的一個(gè)樣區(qū)中進(jìn)行試驗(yàn)使用，并在1989年提出了程序手冊(cè)修訂本。后來(lái)在美國(guó)和加拿大兩國(guó)邊界的一個(gè)樣區(qū)上對(duì)SOTER方法進(jìn)一步的應(yīng)用，

49、于1990年提出了程序手冊(cè)第三次修訂本。目前使用的是1992年提出的第五次修訂程序手冊(cè)。該手冊(cè)只有兩部分組成，第一部分涉及的內(nèi)容是土壤和土地，第二部分涉及的內(nèi)容是可以存儲(chǔ)土地利用、植被和氣候數(shù)據(jù)方面的附屬數(shù)據(jù)庫(kù)。我國(guó)由南京土壤研究所在海南島率先進(jìn)行了SOTER方案的實(shí)施，1992年基本完成了海南島土壤和土地利用信息庫(kù)及信息系統(tǒng)制圖工作。其后，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院在湖北省范圍內(nèi)開(kāi)展了省級(jí)（1：100萬(wàn)和1：50萬(wàn)）、縣級(jí)（1：10萬(wàn)和1：5萬(wàn)）和鄉(xiāng)鎮(zhèn)級(jí)（1：1萬(wàn)）的系列土壤-地形體數(shù)字化數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和應(yīng)用研究。2）SOTER項(xiàng)目的目的 SOTER項(xiàng)目的目的是利用目前已有的信息技術(shù)，建立一個(gè)包

50、含數(shù)字化的地圖單元和它們的屬性數(shù)據(jù)的世界土壤一地形體數(shù)據(jù)庫(kù)。這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的主要功能是為已完善起來(lái)的世界土壤和土地資源變化的制圖和監(jiān)控提供必要的數(shù)據(jù)。它有數(shù)套用于關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的文件組成，能廣泛的為科學(xué)家、規(guī)劃者、決策者提供準(zhǔn)確、有用和及時(shí)的信息。3）SOTER項(xiàng)目的性質(zhì) 能為不同比例尺廣泛應(yīng)用的土壤和地形體標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)的儲(chǔ)存和調(diào)用提供一個(gè)綜合框架。包含足夠的數(shù)據(jù)，允許在1：100萬(wàn)的材料中以地圖或表格的形式提取信息。能與其他全球環(huán)境資源數(shù)據(jù)庫(kù)兼容。可以定期的更新、修改和刪除過(guò)時(shí)的或無(wú)關(guān)的數(shù)據(jù)?？梢蕴峁┉h(huán)境資源開(kāi)發(fā)、管理和保護(hù)所必要的標(biāo)準(zhǔn)化資源圖、解譯圖和表格信息，可為許多國(guó)際、區(qū)域

51、、國(guó)內(nèi)的環(huán)境專(zhuān)家所使用。32 劃分SOTER制圖單元的依據(jù)與方法1）依據(jù) SOTER手冊(cè)中概述的土地特征的制圖方法源于土地(其中包括地域和土壤)與隨著時(shí)間而演化的自然，生物和社會(huì)現(xiàn)象之間相互關(guān)系的過(guò)程和體系相結(jié)合的觀點(diǎn)。這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)源于俄國(guó)和德國(guó)的景觀學(xué)觀點(diǎn)，后來(lái)逐漸被全世界所接受。另外一個(gè)關(guān)于土地的類(lèi)似的概念在土地體系方法中被采用，它是由于澳大利亞的Christian和Stewart (1953) 提出，由Cochrane et al(1981，1985)，McDonald et a1(1990)和Gunn et a1(1990)作進(jìn)一步的發(fā)展。SOTER把土地看作由地形和土壤個(gè)體組成的自然實(shí)

52、體的組合，是對(duì)上述發(fā)展的繼續(xù)。 2）方法 SOTER方法的基礎(chǔ)是用地形、巖石、地表形態(tài)、坡度、母質(zhì)和土壤的一種明確和重復(fù)的組合模式來(lái)對(duì)土地區(qū)塊進(jìn)行辨識(shí)，以這種方式分辨的一塊塊土地稱(chēng)為SOTER單元，因而每一塊SOTER單元表示一獨(dú)特的地形和土壤特性的組合。圖3表示的是在數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)SOTER單元。 HYPERLINK 07/soil/images/imges5_13/table1203p.gif t _blank 圖3中所示代碼見(jiàn) HYPERLINK 07/soil/images/t12-2.gif t _blank 表2。SOTER制圖方法在許多方面好似自然地理的土壤制圖，與傳統(tǒng)的土壤制圖

53、相比，它的主要不同點(diǎn)在于更加強(qiáng)調(diào)地形與土壤的關(guān)系，這一點(diǎn)在較小的制圖比例尺中尤其顯得正確。同時(shí)，SOTER具有統(tǒng)一、嚴(yán)格的數(shù)據(jù)格式，這對(duì)于建立一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的地形和土壤數(shù)據(jù)庫(kù)是必要的。用這種方法，數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)將被標(biāo)準(zhǔn)化并達(dá)到很高的可信度。在手冊(cè)中所提出的方法是在1：100萬(wàn)比例尺制圖應(yīng)用中得到發(fā)展的，并已在北美和南美的試驗(yàn)區(qū)作了成功的試驗(yàn)。同時(shí)還將應(yīng)用于更大比例尺中，這種詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)的首次試驗(yàn)于1992年以1：10萬(wàn)的比例尺在巴西的圣保羅州進(jìn)行的。同時(shí)，這種SOTER方法也適于制作比例尺比1：100萬(wàn)更小的地圖和有關(guān)表格。分等級(jí)建立的SOTER地形體、土壤和其他單元的屬性也能在1：100萬(wàn)比例尺外

54、的其他多種比例尺下使用。33 SOTER制圖單元系統(tǒng)SOTER單元是由一個(gè)地體、地形組分和土壤組分的獨(dú)特的組合和方式構(gòu)成。因此，SOTER在制圖時(shí)采用區(qū)分指標(biāo)分步進(jìn)行的方式，每一步驟都對(duì)所研究土地區(qū)域進(jìn)行細(xì)化，同時(shí)有更清楚的辨識(shí)。通過(guò)這種方法，SOTER單位可分步定義為地體，地形組分和土壤組分，一個(gè)地區(qū)由此可連續(xù)地以地體，地形組分和它們的土壤組分來(lái)特征化。在分析土地時(shí)，分析級(jí)別的每一步都依照所要求的分辨率和已有的信息。1）地體 自然地理是用于SOTER單元特征化的第一個(gè)區(qū)分指標(biāo)，即地體的區(qū)分指標(biāo)。此處自然地理這一詞的意義是對(duì)地球表面形態(tài)的描述。根據(jù)地形的起伏和坡度，它可最恰當(dāng)?shù)孛枋霾⒈M可能地驗(yàn)

55、證和識(shí)別主要的地形。再根據(jù)等高線(xiàn)(海平面以上的絕對(duì)高度)和特征因子結(jié)合，可對(duì)一個(gè)地區(qū)進(jìn)一步細(xì)分，描繪到地圖上。在SOTER文中，地體因此被定義為反映一個(gè)地區(qū)特征的地形和巖石的組合，它也能包含一個(gè)或更多個(gè)地表形態(tài)、中地形、母質(zhì)和土壤的典型組合，這就形成了指導(dǎo)地體進(jìn)一步細(xì)分為地形組分和土壤組分的理論基礎(chǔ)。應(yīng)用于地體 (或地形組分) 的細(xì)分?jǐn)?shù)目沒(méi)有限制，可在許多情況下，最多3-4個(gè)地形組分或3個(gè)土壤組分足夠描述一個(gè)地形體。2）地形組分 細(xì)分的第二步驟是在每一個(gè)地體內(nèi)用特定的表面形態(tài)、坡度、中地形和母質(zhì)質(zhì)地。如果母質(zhì)是未固結(jié)物，對(duì)區(qū)域進(jìn)行辨識(shí)，這將導(dǎo)致把一個(gè)地形體進(jìn)一步區(qū)分為地形組分。應(yīng)注意的是，由于

56、它們呈現(xiàn)出的復(fù)雜性。在區(qū)分的這個(gè)級(jí)別，在1：100萬(wàn)比例尺下，單個(gè)地繪制地形組分常常不可能。在這種情況下，有關(guān)不能圖示的地形組分的信息只能儲(chǔ)存在屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中，不輸入幾何數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)。3）土壤組分 地體區(qū)分的最后一步是在地形組分內(nèi)對(duì)土壤組分的辨識(shí)。象地形組分一樣，土壤組分在所研究的比例尺中有可圖示的，也有不可圖示的。就可圖示的土壤組分來(lái)說(shuō)，每一個(gè)土壤組分代表SOTER單元內(nèi)的一種土壤?？墒窃?：100萬(wàn)的比例尺下，在空間上區(qū)分土壤十分困難，一個(gè)地形組分內(nèi)可能包含許多不可圖示的土壤組分。在傳統(tǒng)的土壤制圖過(guò)程中，這樣一組土壤稱(chēng)為土壤組合或土群。不可圖示的地形組分(一個(gè)SOTER內(nèi)至少有兩個(gè)地形組分)必定

57、與不可圖示的土壤組分相聯(lián)系。不過(guò)在屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一個(gè)不可圖示的地形組分可與一個(gè)或多個(gè)特定(但不可圖示)的土壤組分相聯(lián)系。不可圖示的土壤組分，象不可圖示的地形組分一樣，不能在幾何數(shù)據(jù)庫(kù)里顯現(xiàn)。 HYPERLINK 07/soil/images/imges5_13/table1204p.gif t _blank 圖4(注：圖中編碼分二行，第一行為大區(qū)地形、巖石、坡度；第二行為土壤發(fā)生學(xué)類(lèi)型、土壤質(zhì)地。如LPSCL3ATLS，第一行LPSCL3指該圖斑處于平原地區(qū)，主要巖石物為碎屑沉積物，坡度為3；第二行ATLS指該圖斑主要土壤為人為土，壤質(zhì)砂土。圖中的主要代碼屬性如下：LP為平原、SH為中坡度丘

58、陵、SC為碎屑沉積物、UF為沖積物(河積物)、LS為壤質(zhì)砂土、SL為砂質(zhì)壤土、LC為壤質(zhì)黏土、FR為鐵鋁土、AT為人為士。)簡(jiǎn)單示例了一幅SOTER單元圖。34 SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在涉及空間狀況的有關(guān)制圖中，都能分辯出兩種類(lèi)型的數(shù)據(jù)幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。這兩種數(shù)據(jù)包含在SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)中。土壤和地形信息由幾何部分(顯示SOTER單元的位置和拓?fù)潢P(guān)系)和屬性部分(描述SOTER單元的非空間特性)組成。幾何數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在由地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件操作的數(shù)據(jù)庫(kù)的那部分，而屬性數(shù)據(jù)則儲(chǔ)存在一組獨(dú)立的屬性文件中，由關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)(RDBMS)管理。幾何和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)獨(dú)立的標(biāo)簽或IO標(biāo)識(shí)碼把每一個(gè)

59、SOTER單元的這兩種信息聯(lián)結(jié)起來(lái)?？傁到y(tǒng)(GIS加RDBMS)儲(chǔ)存和管理幾何和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)是SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存和管理非空間屬性的最有效、最靈活的工具之一(Pulless，1988)。在這一系統(tǒng)下，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存以表格形式，它們的相關(guān)記錄通過(guò)特定的項(xiàng)目來(lái)識(shí)別。如SOTER單元標(biāo)識(shí)碼。這些編碼十分重要，因?yàn)樗鼈儤?gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)之間不同部分的連接。如地體表，地形組分和土壤組分表。關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的另一個(gè)特征是當(dāng)兩個(gè)或多個(gè)組分內(nèi)容相似時(shí)，它們的屬性數(shù)據(jù)只需輸入一次。 HYPERLINK 07/soil/images/imges5_13/table1205p.gif t _blank 圖5是屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的

60、圖解。方塊代表SOTER數(shù)據(jù)庫(kù)中的表格，方塊之間連續(xù)的線(xiàn)條表示表格之間的連接。1）幾何數(shù)據(jù)庫(kù) 幾何數(shù)據(jù)庫(kù)包括SOTER單元的勾繪信息，它也包含底圖的數(shù)據(jù)(線(xiàn)狀特征如道路、水系和行政界線(xiàn))。為了擴(kuò)大數(shù)據(jù)庫(kù)的使用范圍，可以包含SOTER單元外的信息如社會(huì)一經(jīng)濟(jì)區(qū)域(人口密度)、水文單元(流域)或其他自然類(lèi)型(植被、農(nóng)業(yè)生態(tài)區(qū))。2）屬性數(shù)據(jù)庫(kù) 屬性數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)套關(guān)系型數(shù)據(jù)文件構(gòu)成，分別對(duì)SOTER單元中的地體、地形組分和土壤組分中的屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。其中地體和地形組分的屬性數(shù)據(jù)可以直接得到，也可以在數(shù)據(jù)庫(kù)編輯過(guò)程中從其參數(shù)中產(chǎn)生。數(shù)據(jù)文件中每一個(gè)屬性數(shù)據(jù)可分為描述數(shù)據(jù)(如地形)和數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(如pH，坡