遥感与数字土壤制图
《土壤遥感》课件
土壤遥感的技术
1
遥感图像预处理
2
讲解遥感图像预处理的步骤，包括大
气校正、几何校正和辐射校正。
3
土壤遥感数据分析
4
介绍如何利用遥感数据进行土壤遥感 分析，从而为土地管理和环境保护提
供支持。
遥感数据获取
介绍使用不同传感器获取遥感数据的 方法，包括卫星遥感和无人机遥感。
土壤特征提取
探讨如何从遥感图像中提取土壤特征， 包括土壤类型和土壤水分等。
《土壤遥感》PPT课件
欢迎来到《土壤遥感》PPT课件！本课程将与您分享土壤遥感的概念、应用领 域以及技术。让我们一起探索土壤遥感的奥遥感的定义和基本原理，探索土壤遥感在环境科学中的重要性。
相关概念解释
解释土壤遥感中的关键术语，例如遥感、光谱特性等，帮助大家理解土壤遥感的基本概念。
土壤遥感的应用领域
介绍土壤遥感在农业生产、土地利用规划、城市土地开发以及环境保护等领域中的广泛应用。
土壤遥感的基础
遥感概述
介绍遥感的基本原理和使用 遥感技术获取地表信息的优 势。
土壤光谱特性
探索土壤在不同波段下的光 谱响应，以及利用光谱数据 分析土壤特性的方法。
遥感影像的解译
讲解如何解译遥感影像，从 中获取土壤信息并进行土壤 遥感数据分析。
土壤遥感的应用
农业生产中的应用
阐述土壤遥感在农业生产中的 应用，例如农作物监测和土壤 养分管理。
城市土地开发中的应用
环境保护中的应用
探讨土壤遥感在城市土地开发、 规划和管理中的应用，例如环 境评估和建设监测。
介绍土壤遥感在保护自然生态 系统和环境监测中的重要作用。
土壤遥感的展望
1 土壤遥感技术发展趋势
2 土壤遥感在未来的应用前景
基于遥感的土壤侵蚀监测
基于遥感的土壤侵蚀监测土壤侵蚀是一个全球性的环境问题，它不仅导致土地生产力下降、生态系统破坏，还可能引发一系列的自然灾害，如泥石流、滑坡等。
因此，准确、及时地监测土壤侵蚀状况对于土地资源的合理利用、生态环境保护以及可持续发展具有重要意义。
遥感技术作为一种高效、大面积、多时相的观测手段，为土壤侵蚀监测提供了新的思路和方法。
一、遥感技术在土壤侵蚀监测中的优势遥感技术能够快速获取大面积的地表信息，相比传统的地面监测方法，大大提高了监测效率。
通过不同波段的电磁波反射和辐射特性，遥感可以获取土壤、植被、地形等与土壤侵蚀密切相关的要素信息。
多光谱遥感数据可以反映植被的生长状况和覆盖度，植被是防止土壤侵蚀的重要因素，其覆盖度的高低直接影响着土壤侵蚀的程度。
高分辨率遥感影像能够清晰地展现地形地貌特征，如坡度、坡长等，这些地形参数是评估土壤侵蚀风险的关键指标。
此外，遥感技术还具有重复观测的能力，可以对同一地区进行周期性监测，及时发现土壤侵蚀的动态变化，为制定相应的防治措施提供依据。
二、基于遥感的土壤侵蚀监测方法1、植被指数法植被在土壤侵蚀过程中起着重要的作用，通过遥感计算植被指数，如归一化植被指数（NDVI）、比值植被指数（RVI）等，可以定量评估植被的覆盖度和生长状况。
植被覆盖度低的区域往往更容易发生土壤侵蚀。
2、地形因子分析法利用数字高程模型（DEM）提取地形因子，如坡度、坡向、坡长等。
陡坡和长坡通常更容易产生土壤侵蚀，通过分析这些地形因子，可以评估土壤侵蚀的潜在风险。
3、土壤光谱特征法不同类型和侵蚀程度的土壤具有不同的光谱特征。
通过遥感光谱分析，可以识别土壤类型、质地以及土壤侵蚀导致的土壤理化性质变化。
4、多时相遥感监测法对同一地区不同时间的遥感影像进行对比分析，观察土地利用变化、植被覆盖变化以及地貌的动态演变，从而判断土壤侵蚀的发展趋势。
三、遥感数据的选择与处理在进行土壤侵蚀监测时，需要根据研究目的和区域特点选择合适的遥感数据。
《遥感解译与制图》课程设计实验报告-土地利用土地覆盖变化遥感解译与制图
《遥感解译与制图》实验报告实验名称土地利用、土地覆盖变化遥感解译与制图班级：620707学号：姓名：日期：2010.5.25一，实验目的以内蒙古科尔沁左翼后旗为研究区，利LandsatLandsat/TM/TM、LandsatLandsat/ETM+/ETM+遥感数据，通过遥感数字图像处理及目视解译方法进行土地利用类型专题信息提取，并对土地覆盖变化情况进行研究，最终提交内蒙古科尔沁左翼后旗遥感影像图以及土地利用、土地覆盖变化遥感解译图和实验报告。
二，实验要求1、掌握遥感专题制图的基本程序2、掌握不同土地利用类型的目视解译标志3、初步掌握土地类型专题信息的数字增强及识别方法三，实验内容1、遥感影像制图2、多时相土地利用类型遥感解译3、土地覆盖变化分析与遥感制图四，实验步骤及相应结果小组分两个组，我做的是01年的影像图的解译。
1 确定解译标志，进行解译。
参考图例图1，对图像进行目视解译。
图1解译结果如图2，3.图2 遥感解译线文件：图32 线工作区提取弧，拓扑重建。
保存点线区，载入工程。
A 进行线工作区提取弧，如图4所示。
图4B进行拓扑重建，如图5所示。
图53 修改属性结构。
修改区属性，颜色。
A添加乡代码，村代码，地类代码三个属性。
图5B 修改区属性。
可选中多个具有相同属性，比如选中同一个村的不同地类。
图6点击修改，跳出对话框：图7乡镇代码，村代码依据一下表格：乡镇代码乡镇名村代码村名27 哈日乌苏苏木80 毛希盖乌苏28 甘旗卡镇155 海斯156 布德恩塔拉157 嘎日哈159 未定村1（温都日呼）160 塔班呼161 米家窝堡村162 哈布哈163 哈吐塔拉164 哈日阿拉嘎164 未定村2（哈日阿拉嘎）165 甘旗卡果园166 甘旗卡砂矿168 好坦塔拉169 甘旗卡镇地类代码依据下表：C 修改颜色。
同一属性同样修改颜色。
R 区编辑菜单中点击根据属性赋参数，如图8。
图8一级地类 二级地类 地类名称 一11 水田 14 旱地 二 21 果园 三 31 有林地 32 灌木林 33 疏林地 四 41 草地 五51 城镇 52 居民点 53 工矿用地 六61 铁路 62 公路 63 农村道路 七71 河流 72 湖泊 73 水库 74 坑塘 75 苇地 八84 沙地88其它未利用土地选择地类代码，表达式如图8所示，期中引号中的要修改的地类的代码。
人工智能深度学习模型在土壤属性数字制图中的应用
人工智能深度学习模型在土壤属性数字制图中的应用
伍维模
【期刊名称】《智慧农业导刊》
【年(卷),期】2024(4)12
【摘要】为提高土壤属性数字制图预测精度,以及随着遥感环境变量数据量的增加、算力的增强和开源深度学习框架的普及,数字土壤制图正在从传统的知识驱动模型
向数据驱动的人工智能深度学习模型转变。
该文以土壤关键属性有机碳为例,分析
归纳土壤有机碳数字制图深度学习模型的理论基础、模型结构、亟待解决的有关环境变量空间上下文信息和多模态数据整合及模型可解释性等问题,旨在促进人工智
能深度学习模型在第三次全国土壤普查土壤属性制图中的应用。
【总页数】5页(P11-15)
【作者】伍维模
【作者单位】塔里木大学农学院;塔里木大学南疆绿洲农业资源与环境研究中心;南
疆干旱区作物遗传改良与高效生产重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】S127
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土壤调查与制图--综合版
比土评土：把调查采集的比样标本按照暂拟的分类系统全部摆开，对照记载表及分析化验结果，并参照野外调查获得的群众访问资料，对每一个土壤类型的诊断特征、生产情况、肥力水平、存在问题及利用改良途径，进行认真的讨论与评比。
定界剖面：顾名思义是为了确定土壤分布界线而设置的，要求能确定土壤类型即可。
一般可用土钻打孔，不必挖坑，但数量比检查剖面还要多。
定界剖面只适用于大比例尺土壤图调查绘制中采用，中、小比例尺土壤调查绘制中使用很少。
MSS：中文名“多光谱扫描仪”利用光学机械扫描方式测量景物辐射的遥感仪器。
复合比例尺：同一副地图上含有两种或两种以上不同的比例尺。
土壤遥感草图测制：指经过野外土壤类型、分布、主要剖面形态等综合研究后，在遥感影像上确定土壤类型、剖面点位置、土壤界线，从而全貌的反映出调查区土壤在地理上的分布规律和区域性特征、特性的过程。
【踏查——又叫路线调查，即对调查地区进行宏观与微观相结合的概略性调查【详查：又叫定点详细调查，在踏查工作完成以后，根据所要求的比例尺精度，在野外进行定点详细调查。
土壤调查制图的精度与图上的比例尺关系密切，精度不同，成图地形的比例尺也不一样。
通常大比例尺土壤调查制图的上图单位是土种、变种或其复区。
中比例尺土壤调查制图所用的工作地图比例尺大小是1:5万---1:20万，上图单位是土属、土种或其复区。
而上图单位是土属的复区和亚类，比例尺为小于1:20万土壤属于小比例尺土壤调查。
土壤调查工作量的估量取决于调查面积的大小，成图所要求的比例尺、调查地区地形地貌的复杂程度、调查使用的工作地图的种类、调查方法、选择剖面点的方法、剖面的深度与类型、土壤分类与制图单元、其他附加要求及报告编写要求等方面。
地形对土壤形成的影响表现在地形影响土壤母质的分布，影响水热条件的分配，地形影响到土壤物质转移与元素的迁移，地形影响着土壤肥力性质的差异，影响着农业利用方式，影响着土壤改良方向。
确定土壤剖面数量的原则是地区分级原则、精度要求原则，底图质量原则、因人制宜原则。
第三次土壤普查土壤类型图编制技术规范(试行)
土壤类型图编制技术规范（试行）2022年7月目 次1适用范围 (152)2总则 (152)2.1土壤类型制图目的和原则 (152)2.2土壤类型制图的技术方法 (152)2.3分类、比例尺及坐标系统 (152)2.3.1土壤分类系统 (152)2.3.2制图比例尺与空间分辨率 (153)2.3.3地理坐标与投影系统 (153)2.4总体思路框架 (154)2.5组织实施 (155)3数据准备 (156)3.1土壤数据 (156)3.1.1剖面调查及土壤图野外校核结果 (156)3.1.2二普土壤剖面点 (156)3.1.3二普土壤类型图 (156)3.2环境要素数据 (157)4县级土壤类型制图 (158)4.1有土种图的情形 (158)4.1.1基本思路 (158)4.1.2更新内容 (159)4.1.3技术步骤 (160)4.2无土种图但有粗略土属图的情形 (161)4.2.1基本思路 (161)4.2.2技术步骤 (162)5省级土壤类型制图 (162)5.1基本思路 (162)5.2土属制图（发生分类） (162)5.2.1有土属图的情形 (163)5.2.2无土属图但有粗略亚类图的情形 (164)5.3土族制图（系统分类） (164)6国家土壤类型制图 (165)6.1基本思路 (165)6.2亚类制图（发生分类） (165)6.3亚类制图（系统分类） (166)7土壤类型专题图设计表达 (167)7.1背景要素 (167)7.2色彩设计 (168)7.3图例制作 (168)7.4图面配置 (168)8验证评价与质量控制 (169)8.1验证评价 (169)8.2质量控制 (169)1适用范围本规范明确了土壤类型制图的原则、要求和技术方法，适用于第三次全国土壤普查（以下简称“三普”），主要面向有一定的土壤调查制图理论与实践基础的人员。
2总则2.1土壤类型制图目的和原则土壤类型制图的目的是，反映土壤发生、发育、演变及其空间分布规律，表征土壤资源的数量和质量，摸清土壤资源的家底，为我国土壤资源可持续利用、保护、管理和相关决策提供科学依据。
数字土壤制图方法及国内外研究进展
数字土壤制图方法及国内外研究进展数字土壤制图以土壤—景观模型理论为基础，通过地理信息系统、遥感、空间分析等技术手段来获取土壤发生环境信息，采用统计学、地统计学等其他数字定量方法来模拟土壤与其发生环境信息之间的定量关系，并在空间上扩展该关系，达到制图目的(Scull et al.，2003)。
数字化土壤图以及从中衍生的信息系统，可以提供高精度、高分辨率的土壤类型和土壤属性等信息，进而服务于现代农业生产实践和资源环境管理决策。
数字土壤制图已成为当前国内外土壤科学的研究热点。
传统制图程序一般分为野外土壤草图测绘、室内底图清绘、图面整饰三个步骤，因其耗时久、耗费人力物力、精度有限等缺点，逐渐被淘汰。
取而代之的数字化土壤制图，具有成本低廉、记载性强、更新快、效率高、精度高、制图美观等优点，已经成为土壤制图的主要方法(Carréet al.，2007)。
2009年，“全球土壤数字制图计划”在美国正式启动，该计划通过综合利用土壤学、地理学、遥感技术、地理信息系统、数据挖掘等多种理论和方法，最后建立具有高分辨率的全球土壤属性的三维网格数字土壤地图(蔡玉高，2011)。
国内外学者对数字化土壤制图做了大量扩展研究，试图寻找数字化土壤制图精度较高、制图效果较好的方法，其中地统计学、决策树、模糊聚类等方法都得到讨论验证，但是目前仍没有得到普遍认可的数字制图方法。
国内数字化土壤制图研究起步较晚，目前出现的方法主要有地统计法、模糊聚类、决策树、支持向量机、线性回归模型以及上述方法的组合等。
孙孝林等(2013)总结出数字化土壤制图五种理论基础：土壤发生学理论、地理学、数学，以及土壤学与地理学、地理学与数学，并对每种理论基础出现的模型、所需样本要求进行系统归纳，有效丰富了土壤数字制图的理论基础。
一、地统计学地统计学是利用原始数据和半方差函数的结构性特征，对未采样点的区域化变量进行无偏最优估计，它以地理学为理论基础，认为空间上任何事物都与其他事物相关，且其相关性与距离有关，是在国内数字化土壤制图方面得到广泛研究的方法。
基于样点的数字土壤属性制图方法及样点设计综述
基于样点的数字土壤属性制图方法及样点设计综述张淑杰;朱阿兴;刘京;杨琳【摘要】Traditional soil mapping methods, relating soil survey profiles with soil type maps under some criterions, based on soil surveyors' experience and manual delineation process are time-consuming and cost-prohibitive. The digital soil mapping (DSM), which takes advantage of the advancement in spatial information processing techniques and the increasing availability of high resolution spatial data, is feasible in providing soil distribution information at the required level of accuracy and spatial details. Field samples are the most important data sources for DSM. There are three DSM methods based on samples which are the ones based on spatial autocorrelation, the ones based on relationship between soil properties and environment co-varieties as well as the hybrid ones based on both spatial auto-correlation and the relationship between soil properties and environment co-variates. In order to capture the global representativeness of samples for characterizing the spatial variation of soil property, these kinds of methods all have serious requirement for the size, distribution and typicality of field samples. So, sampling design is an important process for DSM. Schemes for sampling design can be grouped into two categories based on whether the existing samples can be integrated in the sampling process: simple sampling scheme and integrative sampling scheme. This paper provides an overall review over these aspects of digital soil mapping.%土壤剖面数据与土壤类型图按照某种原则进行连接是目前获取土壤属性空间分布信息的主要方法,这种传统的土壤属性制图方法以土壤专家的“经验”和手工描绘为基础,耗费资本高、生产周期长.数字土壤制图通过借鉴先进的空间信息处理技术和高分辨率地形数据的优势,能够快速地获取高精度、高分辨率的土壤属性空间变化信息,是一种精细、高效、经济的土壤属性制图技术.本文详细介绍了基于样点进行数字土壤属性制图的3种方法:①基于空间自相关的方法:②基于空间自相关和土壤-环境关系混合相关的方法:③基于土壤-环境关系的方法.同时,为保证样点能够全面地捕捉到研究区内土壤属性空间变异特征,以上3种方法都对样点的数量、分布或典型性提出了较为严格的要求,即样点应具有全局代表性.因此,如何设计样点成为数字土壤属性制图中的一个重要问题.依据样点设计过程中是否能够整合已有样点,本文将样点设计方案分为采样设计方案和补样设计方案两种,并对其分别进行了详细的综述.【期刊名称】《土壤》【年(卷),期】2012(044)006【总页数】7页(P917-923)【关键词】数字土壤属性制图;全局代表性;采样方案设计;补样方案设计【作者】张淑杰;朱阿兴;刘京;杨琳【作者单位】中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101;中国科学院大学,北京100049;中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101;Department of Geography,University of Wisconsin-Madison,Madison W153706;Department of Geography,University of Wisconsin-Madison,Madison W1 53706;中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京100101【正文语种】中文【中图分类】P934土壤属性空间分布信息是进行土壤侵蚀模拟、水资源管理等方面研究的重要基础信息。
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参考文献
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
谢谢！
环境条件E
气候、时间、植被、地形、母质…… (遥感可有效提取环境土壤因子信息)
土壤类型不分布S 工具←
基本步骤
数据库 草图
检验
土壤分布图
RBR/Rule-based reasoning
CBR/Case-based reasoning
基本步骤
1. 通过总结以往在地质考察中总结出的环境条件与 土壤类型间的关系，得出普遍规律(RBR/Rulebased reasoning, Global) 2. 准备数据库(遥感影像,LANDSAT,SPOT,ASTER等) 3. 利用普遍规律迚行初步推断 4. 绘制草图 5. 结合以往考察实例，与当地的特殊环境、土壤条 件相结合，得出特殊规律(CBR/Case-based reasoning，Location) 6. 改迚草图 7. 检验，在实地中抽取适量样点迚行土壤分析，与 得到的土壤分布图相对照检验
土壤环境模型 Soil-environment Model
S←f(E)
特定的土壤←特定的环境条件
模拟函数f：
机理 基于物化过程，通过分析反应机理推断土壤类型 土壤形成过程复杂，机理并不清楚 计算 基于大量采样，通过多个样点采样分析土壤类型 土壤为复杂混合物，大量采样不现实 知识 基于地质学家的经验与知识，通过对于其环境条 件的分析判断土壤类型
实例——新疆艾比湖地区
面临的问题
分辨率不匹配 分类方式的缺陷
分辨率丌匹配
输入的环境数据的分辨率 土壤学家的知识的分辨率 推断过程的分辨率 最终地图的分辨率
e.g.坡度
分类方式的缺陷
- 模糊分类（相似性，注重中心） -硬分类（概念，注重边界）
以往的分类中，我们总是希望得到 明确的边界，确定某一区域的土壤为A 类土壤，某一区域的土壤为B类土壤， 然而实际情况是，以特定区域的土壤并 不是由单一种土壤构成而是有多种土壤 混合而成的，即便是单一种土壤之间也 有过渡的部分，以前的分块式土壤图并 不能有效体现这一特点。可见现有的土 壤分类方式并不完善，绘制土壤分布图 的方法还存在问题。 在对土壤迚行分析时，若把矢量数 据栅格化，即忽略边界的重要性，把图 中的每一个像素点作为单位迚行分析， 即可得到每一小区域的特征。再由小像 素点即可构成土壤分布图。这样我们对 每一种土壤迚行分析，可得到许多幅土 壤分布图。这些土壤图中可以合理的反 应土壤的分布。
土壤环境模型 制图基本步骤 面临的问题
2013年1月28日，中国政府网发 布《国务院办公厅关于印发近期土壤环 境保护和综合治理工作安排的通知》 (以下简称《通知》)，要求“到2015 年，全面摸清中国土壤环境状况，建立 严格的耕地和集中式饮用水水源地土壤 环境保护制度，初步遏制土壤污染上升 势头”。 被定性为“总体仍丌容乐观”的中 国土壤污染现状，至今尚无最新权威统 计数据。早在2006年7月，原环保总局 便宣布耗资约10亿元，开始对全国土 壤污染状况展开首次调查。《人民日报》 当时的报道说，此次调查预计2008年 完成。