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西藏气象局土壤类型与土壤侵蚀数据技术服务

一.背景介绍

      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。


      土壤侵蚀是指土壤及其母质在水力、风力、冻融或重力等外营力作用下,被破坏、剥蚀、搬运和沉积的过程。土壤在外营力作用下产生位移的物质量,称土壤侵蚀量。单位面积单位时间内的侵蚀量称为土壤侵蚀速度(或土壤侵蚀速率);土壤侵蚀量中被输移出特定地段的泥沙量,称为土壤流失量。在特定时段内,通过小流域出口某一观测断面的泥沙总量,称为流域产沙量。广泛应用的“水土流失”一词是指在水力作用下,土壤表层及其母质被剥蚀、冲刷搬运而流失的过程。


      地理国情监测云平台应西藏气象局的要求,对西藏自治区1:10万土壤类型数据,雅江1:10万土壤侵蚀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

服务单位

西藏气象局

服务时间

2020.08

服务内容

西藏自治区1:10万土壤类型数据,雅江1:10万土壤侵蚀数据

 

土壤类型

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1:10万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。


1中国土壤类型分类编码

编码

土类

编码

土类

编码

土类

01

南方水稻土

21

褐土

41

碱土

02

鲜血水稻土

22

灰褐土

42

磷质石灰土

03

北方水稻土

23

暗棕壤

43

石灰 ( 

04

黄刚土

24

漂灰土

44

紫色土

05

黄堰土

25

灰黑土

45

龟裂土

06

黄垆土

26

黑土

46

风沙土

07

娄土

27

白浆土

47

山地草甸土

08

黑垆土

28

黑钙土

48

山地灌丛草原土

09

绵土

29

栗钙土

49

黑毡土

10

熟黑土

30

棕钙土

50

巴嘎土

11

潮土

31

灰钙土

51

草毡土

12

灌淤土

32

灰漠土

52

莎嘎土

13

绿洲土

33

灰棕漠土

53

高山漠土

14

砖红壤

34

棕漠土

54

寒漠土

15

赤红壤

35

暗色草甸土

71

冰川和雪被

16

红壤

36

灰色草甸土

  72

盐壳

17

燥红土

37

沼泽土

90

湖泊

18

黄壤

38

滨海盐土

 

 

19

黄棕壤

39

盐土

 

 

20

棕壤

40

内陆盐土

 

 

2.提取方法

      2008年全国1:10万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1:10万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。利用东江流域最新的行政区划范围裁剪即得到2008年东江流域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1示:


西藏自治区土壤类型数据分布图

土壤侵蚀

1.土壤侵蚀快速调查作业流程

      采用人机交互的目视判读分析方法,根据Landsat影像、土地利用、DEM模型或地形图,并参考其它相关资料及图件,直接分析土壤侵蚀类型、坡度、植被覆盖度、沟谷面积比例或沟谷密度等状况,并据此判定土壤侵蚀强度后,在ARCGIS软件上进行土壤侵蚀强度勾绘、制图。作业比例尺110万。具体工作流程如图1所示。

2.建立土壤侵蚀分类系统,如表1所示

1.土壤侵蚀分类系统

一级类型

强度等级

1水力侵蚀

11微度12轻度13中度14强度15极强度16剧烈

2风力侵蚀

21微度22轻度23中度24强度25极强度26剧烈

3冻融侵蚀

31微度32轻度33中度34强度

3.遥感信息源处理、资料制备与野外作业

1)遥感信息源及处理

      主要采用夏半年的432543)波段Landsat假彩色合成数字影像,这种影像对地表植被覆盖度和生长状况的反映十分清晰。一些影像反映模糊的地区,可采用其它波段和其它时相的Landsat影像数据。


      图像处理的几何精校正采用最小二乘法计算。校正方程根据控制点选取情况采用2次到3次多项式进行。象元重采样采用最近邻点法或双线性插值法。校正后每个象元的分辨率为30米,其投影方式为等面积割圆锥投影。采用全国统一的中央经线和双标准纬线。中央经线为东经105°,双标准纬线为北纬25°和北纬47°,坐标原点为0。根据地物的影像特征,建立解译标志。如表2所示。


2.遥感解译标志

一级类型

定性标志

二级类型

地貌形态、纹理特征、植被、土被及色调

水力侵蚀

树枝状或网状平面结构,纹理细,色调变化和阴影相结合,形成明显立体感

微度

可分辨一级沟道和10%的沟道面积,线形影纹不明显。植被呈深红色,并面积大于50%,连续分布。植被差的乳白色斑块可辨认。

轻度

可分辨一、二级沟道和1020%的沟道面积,线形纹理不明显。植被呈深红色,并面积小于50%,连续分布,但可从其中辨认出植被差的乳白色斑。

中度

可分辨二级沟道和2030%的沟道面积,有较强的线形影纹。植被呈浅红色,不连续分布。图斑内植被稀疏的覆沙和沙黄土呈乳白色或黄色斑快。

强度

可分辨三级沟道和3040%的沟道面积,线形影纹明显。植被呈浅红色斑块,并面积小于30%

极强度

可分辨三至四级沟道和4050%的沟道面积,线形影纹十分明显。植被呈浅粉色小斑,块状分布,并面积小于20%

剧烈

可分辨四级沟道和50%的沟道面积,线形纹理充满整个图斑。植被呈浅粉色,斑点状分布,并面积小于10%

风力侵蚀

斑块、斑点或条带状结构,隐约可辨出一定的方向性

微度

河漫滩、古河道和甸子地呈带状或串珠状。深红色色斑、色带中很少白色斑点,深红色面积大于70%

轻度

I级地貌形态,但深红色斑或色带中有白色斑点。深红色面积50~70%

中度

固定和半固定沙丘呈条状或斑块状,红白色斑相间。植被呈红色,并占30~50%的面积,白色斑块占50~70%

强度

半固定和半流动沙丘呈花斑状,以浅黄或黄白色为基底色,其中夹有少量红色斑点。

极强度

流动沙丘呈鳞片状,波纹清晰,整体显示为明亮的白色或浅黄色调,很少有红色斑点。

剧烈

大片流动沙丘,整体显示为明亮的白色或浅黄色调,没有红色斑点。

冻融侵蚀

色彩变化简单,红色大斑状与浅黄或暗色宽条带组合,呈现较粗大的树枝状结构。

微度

山脊影纹清晰,阴阳坡色差异较小,阴坡红色调偏暗。红色斑块较大,色调较均匀。

轻度

石海和岩峰多分布于山脊和陡坡,呈黑色、土黄色小斑点或斑块,色调不均匀,阴坡比一般阴影更暗。热融滑塌体影像上难以辨认。热融沉陷形成沟槽和坑塘,难以在影像上分辨,多沿小流域的采伐区道路分布。

中度

 

强度

2)土地利用图

      采用2018年完成的全国110万比例尺土地利用图。

3)地形图的制备

      选择最新版本的110万地形图,供解译判读及流域界线录入用,同时使用由地形图直接获取等高线和高程数据,并建立DEM模型,比例尺越大越好,但不能小于110万。及我国行政界线图,供修订行政界线时参考。


4)其他资料收集

      收集对本区域土壤侵蚀遥感快速调查有重要参考意义的图件和文字资料。为了提高影像的信息可解译性,广泛收集整理现有的基础研究成果及各种比例尺的地质图、地貌图、植被图、土壤图、沙漠化图、土壤侵蚀图、土地利用图、流域界线图和中国水土流失区划图等专业性图件;站点的水文、气象观测资料:包括水文站点的水文泥沙资料,实验站的土壤侵蚀观测资料,淤地坝的泥沙淤积资料;及其他有关研究报告。


5)野外作业

      通过对本工作区域外业补充调查,建立土壤侵蚀类型和强度分级遥感解译标志,同时拍摄大量的野外实况照片,用于土壤侵蚀强度判读分析。

4.成果展示

      本次数据产品技术服务成果如图1示:


2.雅江土壤侵蚀分布图

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