摘　要: 以安徽宣城样区为例,就大比例尺土壤数据库的组织与设计进行了系统地研究。分析了大比例尺土壤数据库
的特点及组织原则,在此基础上,进一步就大比例尺土壤数据库空间制图单元构建及其属性数据的采集、组织、管理等问题
作了详细地探讨,并在GIS 软件支持下完成了样区土壤数据库设计。
关　键　词: 大比例尺;土壤数据库;宣城样区
中图分类号: S15912 　　　文献标识码:A 　　　文章编号:056423945 (2004) 0220122204
　　土壤数据库是土壤地理学研究的重要内容之一,
是联系基础土壤研究(土壤发生和分类) 和生产应用的
重要桥梁,是区域土壤资源管理与决策的重要手段。
土壤数据库的研究工作起步于20 世纪60 年代,40 年
来区域及全球土壤数据库的研究工作一直是土壤学家
们关注的热点之一,但由于受基础土壤数据源的影响,
研究尺度多局限于大、中尺度。我国土壤数据库研究
工作开始在80 年代,1986 年,北京大学遥感应用研究
所完成了国内第一个土壤信息系统[1 ] 。此后,一系列
土壤数据库相继完成[2 、3 、4 ] 。但就研究尺度看也是多
集中在大、中尺度,小尺度(大比例尺) 工作少有报道。
另外,在土壤数据的分类上多沿用前苏联发生分类,与
国际发展主流土壤系统分类相脱节,这在一定程度上
限制了土壤数据库的使用及数据交流共享。基于上述
原因,本文选择安徽宣城样区为研究案例,以土壤系统
分类为基础,就小尺度、大比例尺土壤数据库组织与设
计进行探讨。
1 　大比例尺土壤数据库的特点与组织
原则
1. 1 　特点
与中、小比例尺土壤数据库相比,大比例尺土壤数
据库特点重在其实用性和基础性两个方面。所谓实用
性,体现在其内容上能满足基层用户对田间土壤管理
需要;所谓基础性体现在数据的应用面上,它不仅是当
前区域土壤管理的基础数据,而且还是中、小比例尺数
据库的基础数据源。
1. 2 　组织原则
根据上述特点,数据库在组织和设计中应遵循以
下原则:
1. 2. 1 　立足土壤基层单元,满足田间管理需要　根据
实用性特点,大比例尺土壤数据库组织应立足土壤基
层单元,满足田间管理需要。在空间上该数据库应能
揭示区域土壤微域变化特征,属性上应能反映出基层
制图单元土壤理化特性及成土环境。
1. 2. 2 　规范数据采集标准,利于数据交流共享　规范
数据采集标准,实现数据交流共享是现代土壤信息系
统发展的重要方向,这一点对于具有基础性特点大比
例尺土壤数据库尤为重要。基于全球土壤信息系统发
展趋势并结合实际工作的可行性,本次数据的采集标
准:土壤分类标准拟以中国土壤系统分类为基础,即以
诊断层和诊断特性作为鉴别土壤类别的依据。考虑到
基层用户对其还不是很熟悉,为了便于用户使用,对所
录入的土壤系统分类名称还要逐一按发生分类进行参
比并对照列出。其它有关土壤环境数据标准,如坡度
分级、侵蚀程度分级等参照国际土壤学会推荐的
SOTER 数据库标准进行[5 ] 。
1. 2. 3 　明晰数据组织层次,方便用户查询、使用　即
在数据库的组织上层次明晰、内容完备、方便用户查
询、使用。根据大比例尺土壤制图的要求并结合本次
制图实际(1∶1 万) ,数据库中空间制图单位—以土系
作为基层组织单位,以土纲为上级制图单位分两级组
织数据;属性数据按其类型分制图单元基本属性、制图
单元土壤景观属性、制图单元代表性土壤剖面属性等
多张表格组织并关联数据。
2 　样区土壤数据库的组织与设计
2. 1 　宣城样区的基本情况
宣城样区位于安徽省东南部,处于皖南山区与沿
江平原的过渡地带,地跨北纬30°17′～31°19′,东经
117°58′～119°40′,面积1360hm2 ,气候上属于亚热带
湿润季风,雨热同期。年平均温度在16 ℃,平均年降
水量1200mm。大地构造上属于南京凹陷的边缘部
分,界于南京凹陷与江南台背斜的过渡地带。由于地
壳差异性的升降运动,形成南高北低逐渐倾斜的概貌。
地貌类型属于低丘岗地,区内除龙骨山海拔高度为
101m 外,其他都低于90m。区内分布的主要地层有:
白垩纪“宣南组”,第三纪“双塔群”紫红色的沙页岩,及
第四纪中更新世(Q2) 、晚更新世(Q3) 和全新世(Q4) 的
沉积物。成土物质为第四纪红土和第四纪下蜀黄土。
主要土壤类型为富铁土、淋溶土、雏形土和水耕人为
土,并呈交错分布。植物类型为常绿阔叶林和落叶林,
目前原生植被较少,多为自然次生植被和人工植被。
2. 2 　样区空间数据库的组织与设计
2. 2. 1 　土壤制图单元的区分
1) 确定上图单元类型及限量图斑
根据大比例尺土壤制图要求及研究区实际情况并
参照相关文献[6 ] ,研究区制图单元拟采用单区与组合
两种方式表示。具体含义如下:
单区:指某一图斑内容至少有75 %以上的聚合土
体属于同一土系的单元模型,如果与主成分土壤在利
用方面上反差过大,则不应超过15 %。
组合:两种或两种以上规律出现的土系所组成的
单元模式。组合图斑中各组分面积应不少于图斑总面
积的15 %。
限量图斑即最小上图图斑,根据制图尺度并参照
国内外相关制图经验,图斑最小面积拟订为0. 4cm2 。
2) 样区制图单元的区分
制图单元的区分建立在土壤微域景观的基础上,
同一制图单元在土壤性状及土壤利用方向上应具有相
对的一致性。具体工作环节分三步:i) 根据室内、外资
料,分析并把握土壤基层分类单元(土系) 的分布特征
及其组合规律;ii) 在把握规律的基础上,结合野外调查
资料勾绘图斑界线; iii) 对勾绘的结果进行野外的复
核、校正。
根据样区土壤景观分布特征并结合土系划分的具
体指标,计在样区划分出3 个土纲,15 个土系。具体
如表1 。

此主题相关图片如下：

2. 2. 2 　地图数字化及整饰　根据区分结果,整理、编
绘样区1 :1 万土壤图,经扫描、屏幕数字化、地图编辑、
处理等过程完成研究区空间数据的组织。
根据研究区制图的实际,采用设色和符号相结合
的手段对专题内容按两个层次表达,见表1 。用色相
区分土纲的差异,用色亮度及符号表达具体土系。人
为土纲下的各土系,基本色调设绿色;淋溶土纲下各土
系,基本色调设红色;雏形土纲下各土系,基本色调设
黄色;组合图斑中,按主成分土系所属位置归于相应的
土纲下,以科学地反映研究区土壤空间分布特征。
2. 3 　样区属性数据库的组织与设计
2. 3. 1 　基本思想　(1) 统一性:即数据采集方法及规
范标准一致。
(2) 主导性:指数据采集按主导性原则进行。
(3) 目的性:主要针对模拟量数据的采集,要求在
采集之前明确数据采集目的,以便作到有针对性的选
取。
2. 3. 2 　表格的组织　根据大比例尺土壤数据库组织
原则,属性数据选择了包括从制图单元基本特性到土
壤景观、代表性土壤剖面等计68 项数据,并据其特点
分五张表格组织。
(1) 图斑基本属性表
用以记录图斑的面积、周长、图斑号、制图单元编
码等。
(2) 制图单元类型及组分信息表
包括字段有:制图单元编码、土系组分编号、组分
百分比、土系编号、暂定土系编码等。
(3) 景观环境数据表
包括字段有:土系编号、暂定土系编码、数据采集
日期、母质、地形、坡度、表层质地、植被、排水状况、地
表石质度、侵蚀程度、土地利用等。
(4) 典型单个土体数据表
包括字段有:土系编号、暂定土系编码、单个土体
编号、经纬度、海拔、CST 亚类、土壤发生分类亚类、土
族、采样日期、表层有机碳。
(5) 土壤发生层数据表
包括字段有:单个土体编号、土壤发生层、发生层
深度、诊断层、诊断特性、湿态颜色、干态颜色、结构类
型、过渡状况、粗碎屑丰度、总砂量、极粗砂、粗砂、中
砂、细砂、极细砂、粉粒、粘粒、质地、容重、水提pH、盐
提pH、有机碳、全氮、全磷、碱解氮、有效磷、速效钾、
CEC7 、盐基总量、交换性酸H + 、交换性Al3 + 、盐基饱
和度、铝饱和度、CEC7/ 粘粒、1/ 3Al3 + / 粘粒、游离铁。
上述数据详细记录了研究区土壤环境及形态、理
化性质等基本数据,为研究区土壤资源的管理与使用
提供的坚实的数据基础。
2. 4 　空间数据与属性数据的连接
根据ARCVIEW GIS 表格操作中所提供的表格
编辑功能,将样区土壤属性数据与土壤空间数据连接
起来,实现图、表的双向关联。具体步骤及连接结果如
图1 、图2 。

此主题相关图片如下：

　大比例尺土壤数据库不仅是小尺度区域土壤资源
利用与管理的重要手段,而且还是大、中尺度土壤数据
库的基础数据源。立足土壤基层单元、规范数据采集
标准、明晰数据组织层次是确保大比例尺数据库构建
质量的前提。就大比例尺数据库构建来看,目前主要
的困难还是在数据源的获取,尤其是以系统分类为基
础的大比例尺土壤数据的获取。因此,进一步加强中
国土壤系统分类的研究,普及土壤系统分类知识,让更
多的人熟悉并使用该分类,对我国土壤信息系统的发
展将有着极其重要的作用。
参考文献:
[1 ] 　Ainai Ma. Proceedings of International Workshop on Geographic
Information System Beijing 87 [ M ] . Published by the lab. of
resources and environment information system , Institute of
Geography , CAS. 1987. 1 - 446.
[2 ] 　史舟,王人潮. 红壤区土壤资源利用与管理信息系统的研制[J ] .
农业工程学报,1998 ,14 (1) 7 - 11.
[ 3 ] 　王恰堂,等. 北京郊区水土流失信息系统的建立与应用[J ] . 水土
保持学报,1989 ,3 (2) :1 - 9.
[ 4 ] 　贺红士,等. 区域微机土壤信息系统的建立与应用[J ] . 土壤学报,
1991 ,28 (4) :456 - 477.
[ 5 ] 　FAO. Global and national soil and terrain digital database (SOTER)
[M] . World - Soil - Resources - report . 1995 ,10 - 18.
[ 6 ] 　吕成文,等. 土壤系统分类在大比例尺土壤制图中的应用[J ] . 土
壤, 2001 , (1) :38 - 41.