中南财经政法大学武汉市植被类型、DEM及土壤类型数据技术服务

一．背景介绍

       植被类型是指植被分类的重要高级单位。由建群种生活型相同或相似，对水热条件生态关系一致的植物群落联合而成。如常绿阔叶林、草甸等。同一植被型具有相似的区系组成、结构、形态外貌、生态特点以及动态演变历史等。 就地带性植被而言，植被型是一定气候区域的产物；就隐域性植被而言，是一定的特殊生境的产物。苏联地植物学界基本上根据群落中的优势种或建群种的生态生物学特征来确定植被型，相当于美国和西欧学者按外貌一生态标准确定的群系。中国共分出29个植被型，如寒温性针叶林、落叶阔叶林、常绿阔叶林、季雨林、红树林、落叶阔叶灌丛、灌草丛、草原、草甸、沼泽和水生植被。

土壤质地类型不同表明各地土壤表层内具有不同的矿质颗粒大小分布特点，而不同的颗粒大小分布特点又具有不同的辐射传输、水分平衡、热量平衡等特点。因此，土壤质地类型资料可广泛应用于土壤资源评价、土壤肥力估计、大气热力学及动力学方程等。而区域土壤类型分布图是土壤水盐运移研究、灌溉工程规划设计、灌溉管理、土壤肥力评估等方面的基础资料，对于农业生产和土地资源利用管理具有重要的实际意义。

       DEM，即数字高程模型，是对地貌形态的虚拟表示，可派生出等高线、坡度图等信息，它在测绘、水文、气象、地质、土壤、工程建设、军事等国民经济和国防建设以及人文和自然科学领域有着广泛的应用。如在工程建设上，可用于如土方量计算、通视分析等；在防洪减灾方面，DEM是进行水文分析如汇水区分析、水系网络分析、蓄洪计算、淹没分析等的基础。

地理国情监测云平台应中南财经政法大学的要求，对武汉市2001年1:100万植被类型数据、2008年1:100万土壤类型数据与2009年30米DEM数据提供产品技术服务，以满足客户科研工作的需求。

二．案例详情

植被类型数据 

本数据集来源于《1:1 000 000 中国植被图集》，图集由著名植被生态学家侯学煜院士主编，由中国科学院有关研究所、有关部委和各省区有关部门、高等院校等53个单位250多位专家共同编制的《1:1 000 000 ，》。

1.技术服务成果展示

        本次产品加工技术服务成果如图2.所示：

图2.武汉市植被类型分布图

土壤类型数据

1.土壤类型数据分类标准

        该数据技术服务所使用的是2008年中国1:100万比例尺土壤类型数据，主要依据土壤发生学而进行的土壤分类。土壤发生学分类认为土壤是一个独立的历史自然体， 它不是孤立存在的，而是与自然地理条件及其历史的发展紧密联系着。成土因素的发展和变化制约着土壤的形成和演化，土壤是随着成土因素的变化而变化的。由于成土因素，特别是气候和植被，具有地理分布的规律性，因而土壤的分布也表现出地理分布的规律性。因此，以土壤形成和演化的地理环境作为土壤划分的主要依据，同时强调以成土条件、成土过程和土壤属性三者相结合来进行具体的土壤分类。该土壤类型数据属性内容包括有土纲、土类和亚类以及相应的编码和名称。土类编码及名称如表1所示。

表1中国土壤类型分类编码

2.提取方法

        2008年全国1:100万土壤类型分布图的编制单位为中国科学院南京土壤研究所，由地图出版社出版， 投影方式为Albers等积圆锥投影， 图像精度在0.4~1.6 km之间。本次数据产品技术服务所使用的1:100万土壤类型数据是在中国科学院地理研究所专家团队的带领下，同时参照有关地理图件，对出版地图进行人工数字化所得到。利用武汉市最新的行政区划范围裁剪即得到2008年武汉市土壤类型数据分布图。

3.成果展示

        本次数据产品技术服务成果如图2示：

图2. 武汉市土壤类型数据分布图

 DEM数据

1.DEM数据服务建立方法

建立DEM的方法有多种。从数据源及采集方式讲有：(1)直接从地面测量，例如用GPS、全站仪 、野外测量等；（2）根据航空或航天影像，通过摄影测量途径获取，如立体坐标仪观测及空三加密法、解析测图、数字摄影测量等；(3)从现有地形图上采集，如格网读点法、数字化仪手扶 跟踪及扫描仪半自动采集然后通过内插生成DEM等方法。DEM内插方法很多，主要有整体内插 、分块内插和逐点内插三种。整体内插的拟合模型是由研究区内所有采样点的观测值建立的。分块内插是把参考空间分成若干大小相同的块，对各分块使用不同的函数。逐点内插是以待插点为中心，定义一个局部函数去拟合周围的数据点，数据点的范围随待插位置的变化而变化，因此又称移动拟合法。有规则网络结构和不规则三角网(Triangular Irregular Network，简称TIN)两种算法。TIN模型在某一特定分辩率下能用更少的空间和时间更精确地表示更加复杂的表面.特别当地形包含有大量特征如断裂线、构造线时，TIN模型能更好地顾及这些特征。本次技术服务采用的是在地形图上进行采集，然后在TIN基础上通过线性和双线性内插法生成30m分辨率的DEM数据。

2.渲染方法

为了凸显高低起伏状态，首先利用ARCGIS软件中空间分析功能里面的山体阴影效果将DEM转成山体阴影文件，并将其设置一定的透明度，然后对DEM数据进行色阶渲染即可。

3.技术服务成果展示如下图1所示

图3.武汉市DEM