关于在SWAT中建立自己的土壤数据库
SWAT模型简述
SWAT 模型简述1. 模型研究目的SWAT （Soil and Water Assessment Tool ）是由美国农业部（USDA ）的农业研究中心（ARS ，Agricultural Research Service ）Jeff Amonld 博士1994年开发的。
模型开发的最初目的是为了预测在大流域复杂多变的土壤类型、土地利用方式和管理措施条件下，土地管理对水分、泥沙和化学物质的长期影响。
它是一种基于GIS 基础之上的分布式流域水文模型，近年来得到了快速的发展和应用，主要是利用遥感和地理信息系统提供的空间信息模拟多种不同的水文物理化学过程，如水量、水质以及杀虫剂的输移与转化过程。
SWAT 模型综合了早期开发的SWRRB （the Simulator for Water Resources in Rural Basins ）模型和ROTO （the Routing Ourputs to Outlet ）模型的特征，从1990s 问世以来，经历了SW AT94.2，96.2，98.1，99.2，2000等版本，模型在原理算法、结构、功能等方面都有很大的改进，现在使用的SWAT2005版本可以在Arcview 、ArcGIS 等常见的软件平台上运行，具有良好的用户界面。
2. 模型的原理与结构SWAT 是一个物理基础的模型，可以进行连续时间序列的模拟。
SW AT 模拟的流域水文过程分为水循环的陆面部分（即产流和坡面汇流部分）和水循环的水面部分（即河道汇流部分）。
前者控制着每个子流域内主河道的水、沙、营养物质和化学物质等的输入量；后者决定水、沙等物质从河网向流域出口的输移运动。
整个水分循环系统遵循水量平衡规律：01()tt day surf a seep gw i sw sw R Q E w Q ==+----∑式中：t sw (mm)是土壤最终含水量，0sw (mm)土壤初始含水量，t 为时间(day)，day R (mm)为第i 天总降水量，surf Q (mm)是第i 天地表径流总量，a E (mm)是第i 天蒸散总量，seep w (mm)第i 天土壤侧流总量，gw Q (mm)第i 天地下径流总量。
SWAT模型数据库构建辅助软件PPT课件
• 输出三个文件在程序目录中：A.out，totalpcp.sta， mean_pcp.sta
▫ A.out 降雨数据统计参数 ▫ totalpcp.sta 每年每月总降水 ▫ mean_pcp.sta 每年每月平均每日降水
DEW.exe
• 温度及风速因子包括月均最高最低气温、月均最 高最低气温标准差、月均风速、露点温度 前几项EXCEL
• 不同形态N/P营 养物质迁移和转 化
污染负荷
SWAT模型的难点之一
• 模型自带的土壤数据库和气象数据库是针对北美 的土壤植被和流域水文设计的
• 中国研究区需要建立相应的数据库
模型数据库的建立
DEM
• 划分子流域，寻找出流路径
土地利用
• 计算植被，耗水，地表产汇流
土壤图
• 计算壤中流，浅层地下水量
提问与解答环节
Questions And Answers
谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去 战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
• 通过图形界面进行数据输入和文件选择 • 模型结果既有表格的也有图形的
pcpSWAT
• 降雨相关因子有月均降雨量、月均降雨量标准偏 差、降雨量偏度系数、月内干日系数、月内湿日 系数和月均降雨天数。
• 计算 SWAT 气象发生器所需要的每日降水数据的 统计参数。
• 输入日观测降雨量，输出降雨相关因子。
• 因为，当空气中水汽已达到饱和时， 气温与露点温度相同
ArcSWAT使用手册整理
ArcSWAT使用手册整理1、关键流程加载选择ArcSWAT划分流域和定义水文响应单元(Optional) 编辑SWAT数据库确定气象数据默认的输入文件写入(Optional) 编辑默认的输入文件建立、运行SWAT (需要说明模拟周期，PET 计算方法等)(Optional) 应用校准工具(Optional) SWAT输出结果的分析、制表和制图2、数据准备要创建SWAT 数据集，ArcSWAT需要访问提供流域信息的准确类型的ArcGIS的栅格、矢量和数据文件。
2．1必需的ARCSWAT空间数据集1）Digital Elevation Model (DEM)：ESRI GRID Forma2）Land Cover/Land Use：ESRI GRID，Shape or Feature Class Format土地覆盖/利用图中定义的类别，需要重新分类成SWAT土地利用/植物类型。
重新分类原类别，用户有三个选择。
第一种选择是创建地图时用美国地质勘探局的分类代码(或是使用美国地质勘探局土地覆盖/利用图)。
第二种选择是在加载土地覆盖/利用图时为每一分类选定SWAT土地利用/植物类型。
第三种选择是为土地覆盖/利用图的不同分类创建一个能够识别4位SWAT代码的look up表。
3）Soil：ESRI GRID，Shape or Feature Class Format2.3ARCSWAT表和文本文件1）子流域出口位置表(dBase 表)2）Watershed Inlet 位置表(dBase Table)3）土地利用索引表——Look Up Table (dBase or ASCII)4）土壤类型索引表——Look Up Table(dBase or ASCII)5）气象发生器测站位置表(dBase)，在创建工程之前，需要把用户气象发生器数据输入User Weather Stations6）降雨测站位置表(dBase)7）每日降水数据表(dBase or ASCII)8）亚日降水数据表(dBase or ASCII)9）气温测站位置表(dBase)10）气温数据表(dBase or ASCII) 气温数据表用来存储测站逐日最高和最低气温。
SWAT模型数据库的构建——以赵王河流域为例
２ ０ １ ３年 １月
环境科学与管 理
ＥＮＶｌ Ｒ０ＮＭ ＥＮＴＡＬ Ｓ ＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ｎ ＡＮＡＧＥＭ ＥＮＴ
Ｖ０ １ ． ３ ８ Ｎｏ ．１
Ｊ ａ ｎ ．２ ０１ ２ ０ １ ３ ） ０ １— ０ ０ ３ ０一 Ｏ ４
多研究人 员的难题 ， 针对 这个问题 ， 结合 已有的数据库构建研 究和赵 王河流域 Ｓ ＷＡ Ｔ模型 的构建过 程 ， 提 出了
比较 全 面的 Ｓ ＷＡ Ｔ模 型数 据 库 的构 建 方 法 。 关键词 ： Ｓ ＷＡ Ｔ模 型 ； 数据库 ； 构 建 方 法 中 图分 类 号 ： Ｘ１ ４ ３ 文献 标 识 码 ： Ａ
Ｃ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ Ｄａ ｔ ａ ｂ ａ ｓ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｓ ＷＡ Ｔ Ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｎ Ｚ ｈ ａ ｏ ｗａ ｎ ｇ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ Ｂ ａ ｓ ｉ ｎ
Ｙａ ｎ ｇ Ｇｕ ｏ ｍｉ ｎ，Ｗ ａ ｎ ｇ Ｘｉ ａ ｏ ｆ ｅ ｎ ｇ
业部 研 究 中心 研 制 开 发 的 ， 其 基 础 数 据 也 是 以 美 国本 土的 数 据 为标 准的 ， 因此 ， 为 了提 高模 拟 的 准 确 性 ， 需 要 建
立研 究区域的数据库 。Ｓ ＷＡ Ｔ模型数据库非常庞 大且对数据格式 的要 求也很 严格 ， 因此 ， 其构建过程就 成 了很
（ Ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｇ ｅ ｏ ｆ Ｐ ｏ ｐ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｒ ｅ ｓ ｏ ｕ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍ ｅ ｎ ｔ ，Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｎ ｏ ｒ ｍ ａ ｌ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｊ ｉ ｎ ａ ｎ ２ ５ ０ ０ １ ４ ，Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ ） Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｉ ｎ ｒ ｅ ｃ ｅ ｎ ｔ ｙ ｅ ａ ｒ ｓ ， ｓ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ ｄ ｗ ａ ｔ ｅ ｒ ａ ｓ ｓ ｅ ｓ ｓ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｏ ｏ ｌ （ Ｓ ＷＡ Ｔ）ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｉ ｓ ｗ ｉ ｄ ｅ ｌ ｙ ｕ ｓ ｅ ｄ ｉ ｎ ｍａ ｎ ｙ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｓ ｓ ｕ ｃ ｈ ａ ｓ ｈ ｙ ｄ ｒ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ，
SuperMap城镇土地调查数据库建库系统--建库流程
城镇建库系统流程城镇地籍调查建库系统用于城镇土地调查数据库的初始建库，建库内容重点在于每宗土地的地类、面积和权属，掌握每宗土地的位置和利用状况，以及土地的所有权和使用权状况。
1.1建库模式针对城镇二次土地调查的要求，北京超图城镇建库系统采取的建库模式是：【临时库】：可以创建多个临时库，用于把基础数据转成SuperMap 格式，数据来源包括CAD 格式、Mapinfo 格式、Arc/Info E00格式、ArcView Shape 格式以及各类影像和Excel 、Access 表格数据、SQL server 或oracle 数据库数据等。
通过系统提供的转换功能，把临时库的基础数据转换到标准库中。
【标准库】：按照《城镇地籍数据库标准》创建而成，同时根据实际数据的情况，做了适当的扩展。
它是城镇二次土地调查的参照数据库，是城镇建库系统建库的最小单元，一般针对一个街坊做一个标准库。
建库的初期工作主要在标准库中完成。
【调查库】：依据标准库的基础之上，根据实际的业务需要进行了内容的扩展和结构完善。
针对标准库的初期工作完成之后，通过系统提供的标准转换模型，把标准库的数据转入到调查库之中。
1.2建库流程建库主要分为两个阶段：标准库的初期工作阶段和调查库的完善工作阶段。
1.3临时库的创建根据基础数据的来源不同，临时库有两种创建方式。
1.3.1Cass 数据转换工程管理来创建临时库针对目前大部分基础数据来源于Cass 软件，系统提供了自动流程化的方式，从Cass 软件采集的CAD 数据来创建临时库，系统可以自动提取宗地、房屋、界址点、界址线数据到临时库。
换创建的数据库如下：1.3.2普通模式创建临时库如果基础数据不是来源于Cass软件处理的数据，就要按照普通模式创建空的临时库。
然后根据实际情况选择导入方式。
1.3.3临时库的加工处理等高线：通过属性表的分组更新功能，把等高线类型转换为标准代码。
测量控制点：通过属性表的分组更新功能，把控制点类型、标石类型、标志类型转换为标准代码。
土壤数据库构建实验报告
土壤数据库构建实验报告实验报告课程名称：土壤学实验指导老师：xxx成绩：实验名称：土壤样品的采集、制备和保存实验类型：准备型实验同组学生姓名：xxx一、实验目的和要求（必填）二、实验内容和原理（必填）三、实验材料与试剂（必填）四、实验器材与仪器（必填）五、操作方法和实验步骤（必填）六、实验数据记录和处理七、实验结果与分析（必填）八、讨论、心得一、实验目的和要求1、掌握野外土壤采集、取样的方法和原则；2、培养土壤取样的基本技能，包括土钻的使用、选点和布点、采样点数量和取土；3、熟练掌握土壤样品的制备和保存方法；4、制备出符合实验要求的土壤样品。
二、实验内容和原理1、实验内容（1）土壤样品的采集；（2）土壤样品的制备；（3）土壤样品的保存。
2、实验原理土壤样品的采集是土壤分析工作中的一个重要环节，是关系到分析结果和由此得出的结论是否正确的一个先决条件。
由于土壤特别是农业土壤的差异很大，采样误差要比分析误差大若干倍，因此必须十分重视采集具有代表性的土壤样品。
在实验中应遵守以下原则：（1）采样时应采集混合土样，并且由于土壤的不均一性，采样时采用S形采样路线和“随机”多点混合的原则；（2）各个采样点采取的土样厚度、深浅、宽窄应大体一致，点数视土壤差异和面积大小决定，一般取10点左右；（3）采样点应避免田边、路边、沟边和特殊地形的部位以及堆过肥料的地方；一个混合样品的重量在1kg左右，如果超出很多，可采用“四分法”取对角两份，其余弃去。
三、实验材料与试剂采样土壤四、实验器材与仪器小土铲，管型土钻，塑料袋，碾土盘，分样筛（18目与100目），牛皮纸，镊子，广口瓶，标签纸等管形土钻：不适合于砂性大的土壤，或干硬的粘重土壤。
普通土钻：只适用于湿润的土壤，不适用于很干的土壤，同样也不适用于砂土。
另外普通土钻容易混杂，亦系其缺点。
五、操作方法和实验步骤1、实验步骤采集土样→样品风干→粉碎过筛→保存→各类实验2、操作方法（1）选点与布点按照实验原则选取采样点。
县域耕地资源管理信息系统土壤数据库建设流程与方法(第一部分)-
（6） 地貌类型分区图
来 源：农业部门 比例尺：1/5万 介 质：纸图 用 途：提取地貌类型界线及 数据
根据现有资料编绘，如果评价 指标体系中不选用“地貌类型”则 此图可省
（7） 耕地地力调查点位图
来 源：本次调查 比例尺：1/5万 介 质：纸图 用 途：提取耕地地力调查点位置
如果采样时调查表有GPS定位数据，则可利用本软件的添 加XY数据工具，将调查表直接转换为点位图，不再需要纸质点 图位。
（4） 土壤图
来 源：农业部门 比例尺：1/5万 介 质：纸图 用 途：提取土壤类型 界线（土种）
（5） 农田水利分区图
来 源：水利部门 比例尺：1/5万 介 质：纸图 用 途：提取农田水利相关指标的分区界线及数据
与水利局合作，根据灌溉条件、灌溉保证率、灌溉模数、 排涝模数、抗旱能力、排涝能力等指标（根据各县评价指标 体系确定）编绘
1 资料收集规范
收集 登记 完整性检查 可靠性检查 筛选
分类 编码 整理 归档
2 图件资料
➢ 地形图 ➢ 土地利用现状图 ➢ 行政区划图 ➢ 土壤图 ➢ 农田水利分区图 ➢ 地貌类型分区图 ➢ 耕地地力调查点点位图 ➢ 土壤环境质量调查点点位图 ➢ 其它图件根据评价指标确定
（1） 地形图
来 源：测绘部门 比例尺：1/5万 介 质：电子或纸图 电子图格式：ArcInfo、MapInfo等 用 途：提取河流、道路、等高线等地形要素
工作目标确定
耕地评价：
耕地地力评价
评价指标体 系建立
…
作物适宜性评价
测土配方施肥应用:
县域配方推荐 单元施肥推荐
资料收集
基础数据库建设
空间数据库 属性数据库 多媒体数据库
SWAT模型参数及运行过程
SWAT模型参数及运行过程SWAT (Soil and Water Assessment Tool) 是一种基于分布式水文模型的农业水文模型，被广泛应用于研究、管理和决策支持系统中。
下面将介绍SWAT模型的参数设置，以及其运行过程。
1.SWAT模型参数设置：- 模型时间尺度（Time Step）：定义模拟的时间跨度，可选择从小时到年。
- 流域面积（Watershed Area）：描述研究区域的地理范围，单位为平方千米或英亩。
- 坡度（Slope）：描述研究区域的地表坡度，以百分比表示。
- 壤土类型（Soil Type）：描述地区土壤的类型，包括土壤质地、土壤有机质含量等。
- 植被类型（Land Use Type）：描述地区植被覆盖类型，包括农田、林地、草地等。
- 降水数据（Precipitation Data）：包括降水量、降水强度等降水信息。
- 水文过程模型（Hydrological Process Model）：描述地区的水文循环过程，包括蒸散发、径流产生、地下水补给等。
- 水利设施（Water Management Practice）：描述地区水利设施的使用情况，如灌溉、排水等。
2.SWAT模型运行过程：数据输入：首先需要收集和整理与研究区相关的地理、气象、土壤和植被数据。
这些数据包括流域边界、坡度、土壤类型、植被类型、降水量和温度等数据。
数据可以从局部观测站点、遥感数据和气象模型等获取。
参数设置：在模型中设置先前提到的参数，以准确描述研究区域的水文过程和土壤特性。
参数设置可以根据实地观测数据和经验来进行。
模型运行：针对所设置的参数和数据，SWAT模型通过数学方程和水文过程模型进行数值模拟。
模型会根据给定的时间尺度分别计算降水、蒸散发、径流产生、地下水补给等水文过程，并给出模拟结果。
模型评估：通过对模拟结果与实际观测数据进行比较和评估，来判断模型的精度和对研究区域水文过程的描述能力。
可以使用多种统计指标来评估模拟结果的准确性，如R方、均方根误差等。
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关于在SWAT中建立自己的土壤数据库
经常在群里看到新手提问：怎么建立自己的土壤数据库，甚至有些人不明白SWAT是如何运转的，是怎么读取数据库的。
在这里呢，本人写了一些心得，心得全部来源于官方说明书、相关文章、文献以及自己的实践。
好多新手总是认为是不是中国的土壤类型要与美国的匹配起来啊？好像那意思就是说，把中国的土壤类型改个名字，SWAT里面有，诶，我就不用管了。
这是不对的，中国的土壤那就是中国的，不是美国的；我们要做的是：按照SWAT的要求，在我们的土壤书中查找对应的物理、化学属性，填进SWAT土壤数据库文件中。
下面举个例子来说明，这是江西某地的土壤类型栅格图（图1）。
图1中显示的1~16是土壤类型代码。
具体情况见表1。
图1 江西某地的土壤类型栅格图
表1江西某地的土壤类型代码表
图1提到的栅格图可以直接用在SWAT中，而SWAT是怎么识别土壤类型并读取土壤数据库呢？这就需要索引表。
见表2。
Name字段全部为土壤类型的拼音。
表2江西某地的土壤类型索引表
下一步，有了索引表，SWAT就会去读取土壤数据库了，那么土壤数据库是怎样的一个东西呢？因表比较长，详情请参看安装目录中的usersoil.dbf。
下面给的是贴出的是加了中文注释的部分土壤数据库文件截图，见图2和图3（比较长，所以分为两个）。
图2土壤数据库文件截图-a
图3土壤数据库文件截图-b
由上面2个图可以看出其实能查找出来的土壤参数并不是很多，主要是土壤层数、土壤层深度、土壤湿密度和有机碳含量，而图3中的黄色部分的土壤颗粒比需要转换为美国制，水文分组则需要先将土壤颗粒比转换为美国制，然后查表。
SOL_AWC和SOL_K则需要使用SPAW软件计算。
大致过程就是这样了。