潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹技術(shù)規(guī)程DB41-T 1417-2017

ICS13.080.20

B11

DB41

河南省地方標(biāo)準(zhǔn)

DB41/T1417—2017

潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹技術(shù)規(guī)程

2017-07-07發(fā)布2017-10-07實(shí)施

河南省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

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前□□言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：鄭州大學(xué)、河南省土壤肥料站。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳杰、巫振富、趙彥鋒、萬(wàn)紅友、徐鈺佳。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草人：程道全、李雅男、程傳凱、胡娜。

I

DB41/T1417—2017

潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹技術(shù)規(guī)程

1范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹的總則、前期準(zhǔn)備、土壤剖面觀測(cè)和采樣分析、土壤剖面質(zhì)地

構(gòu)型數(shù)值化分類(lèi)和數(shù)字化制圖。

本標(biāo)準(zhǔn)適用于河南省行政區(qū)域內(nèi)的縣域尺度潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

GB/T21010—2007土地利用現(xiàn)狀分類(lèi)

NY/T1121.1—2006土壤檢測(cè)第1部分：土壤樣品的采集、處理和貯存

NY/T1121.3—2006土壤檢測(cè)第3部分：土壤機(jī)械組成的測(cè)定

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

土壤剖面

由與地表大致平行的土壤層次組成的從地表到母質(zhì)的三維垂直斷面。

3.2

潮土質(zhì)地構(gòu)型

潮土剖面中不同質(zhì)地的土壤層次規(guī)律性的排列組合形式。

3.3

標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面

又稱(chēng)主要土壤剖面。為了全面研究土壤的發(fā)生學(xué)特征，從而確定土壤類(lèi)型及其分布特征而專(zhuān)門(mén)設(shè)置

的、人工挖掘的土壤垂直斷面。

3.4

檢查土壤剖面

又稱(chēng)對(duì)照土壤剖面或次要土壤剖面。為檢查標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面中所觀察到的土壤發(fā)生學(xué)屬性在空間上的

穩(wěn)定性和變異特征而設(shè)置的土壤垂直斷面。

3.5

定界土壤剖面

為發(fā)現(xiàn)并確定兩種不同土壤類(lèi)型之間水平分布界線而設(shè)置的土壤垂直斷面。

3.6

特征土層

1

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用以研究單個(gè)土體及劃分土壤基層分類(lèi)單元的具有明顯性態(tài)特征的土層，是土壤發(fā)生層次或沉積母

質(zhì)層次的細(xì)分或分異。

3.7

土壤空間推繹

基于土壤觀測(cè)數(shù)據(jù)與土壤學(xué)知識(shí)，應(yīng)用數(shù)學(xué)模型推斷土壤類(lèi)型和土壤屬性的時(shí)間與空間變異的過(guò)

程。

4總則

4.1土壤剖面樣點(diǎn)布設(shè)

4.1.1選擇土壤類(lèi)型、土地利用現(xiàn)狀、地形地貌等影響因素差異顯著區(qū)域，按以下要求布設(shè)標(biāo)準(zhǔn)土壤

剖面樣點(diǎn)：

——選擇人為干擾少的地段，避開(kāi)居民點(diǎn)、道路、溝渠等易受人為干擾的區(qū)域；

——充分考慮樣品采集的便捷性和安全性；

——根據(jù)縣域面積大小、潮土空間分布和土地利用結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度，樣點(diǎn)數(shù)量宜控制在30～50個(gè)。

4.1.2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型變異情況布設(shè)檢查土壤剖面，構(gòu)型復(fù)雜、變異強(qiáng)烈的區(qū)域應(yīng)布設(shè)較

多的檢查土壤剖面樣點(diǎn)，如果檢查土壤剖面的主要特征與標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面不同，則應(yīng)另設(shè)標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面。

4.1.3根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面和檢查土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型變異情況布設(shè)定界土壤剖面，構(gòu)型復(fù)雜、變異強(qiáng)烈

的區(qū)域應(yīng)布設(shè)較多的定界土壤剖面樣點(diǎn)。

4.1.4標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面、檢查土壤剖面和定界土壤剖面的樣點(diǎn)數(shù)量比例宜為1:1:3。

4.2土壤剖面樣點(diǎn)數(shù)據(jù)使用

標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面、檢查土壤剖面和定界土壤剖面樣點(diǎn)數(shù)據(jù)均用于土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型空間推繹。

4.3實(shí)施步驟

實(shí)施步驟見(jiàn)圖1。

圖1潮土質(zhì)地構(gòu)型空間推繹實(shí)施步驟

2

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圖1（續(xù)）

5前期準(zhǔn)備

5.1基礎(chǔ)資料收集

1∶50000～1∶100000土壤圖、1∶50000土地利用現(xiàn)狀圖、大于或等于1∶50000地形圖，以及

土壤普查、土地利用現(xiàn)狀調(diào)查、地形地貌的其他相關(guān)資料。

5.2圖件準(zhǔn)備

根據(jù)土壤圖確定潮土空間分布范圍，通過(guò)空間裁剪得到此范圍內(nèi)的土壤圖、土地利用現(xiàn)狀圖、地形

圖。

5.3主要工具

GPS接收機(jī)、鐵鍬、荷蘭鉆、標(biāo)尺、鋼鋸條、剖面刀、剪刀、塑料袋、土壤樣品袋、標(biāo)簽、蒙賽爾

比色卡、野外記錄簿、數(shù)碼相機(jī)等。

6標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面觀測(cè)和采樣分析

6.1土壤剖面挖掘和修整

按以下要求挖掘和修整標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面：

——剖面坑長(zhǎng)2.0m～4.0m，寬1.2m，深1.0m～1.2m或出現(xiàn)地下水為止；

——剖面坑作為觀察面的一端應(yīng)朝向陽(yáng)光照射的方向且鉛垂向下，另一端宜修成階梯狀以便人員下

坑作業(yè)；

——觀察面上沿的地表不能堆土和有人走動(dòng)，保持原位植被和枯落物的原貌，以免影響觀察、采樣；

——挖出的表土與心土要分別堆置于剖面坑的兩側(cè)，觀察和采樣完成后按土層原次序回填；

——剖面挖掘完成后，在觀察面左邊1/4～1/3寬度區(qū)域用剖面刀自上而下輕輕撥落表面土塊，以

便露出自然結(jié)構(gòu)面，右邊剩余區(qū)域保留為鏟平的壁面，用于質(zhì)地層次劃分。

6.2土壤剖面質(zhì)地層次劃分

3

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6.2.1手測(cè)法初步判定土壤質(zhì)地層次

采用濕測(cè)法（屬于手測(cè)法的一種）野外鑒定土壤質(zhì)地和確定剖面中質(zhì)地層次。具體操作為取小塊土

壤樣品，用手指捏碎，揀掉土壤樣品內(nèi)的細(xì)礫、新生體和侵入體等，加入適量水調(diào)勻（土壤加水充分濕

潤(rùn)，以擠不出水為宜），放在手掌心用手指來(lái)回揉搓，按搓成球、成條、成環(huán)的順序進(jìn)行，最后將環(huán)壓

扁成土片，觀察各個(gè)環(huán)節(jié)狀況從而加以綜合判斷，判斷標(biāo)準(zhǔn)如下：

——砂土不能搓成條、團(tuán)或球狀、片狀；

——砂壤土可搓成球但不可搓成條，勉強(qiáng)搓成條也極易裂成小片段；

——輕壤土可搓成條，但提起時(shí)易斷；

——中壤土可搓成球、條，將細(xì)條彎成環(huán)狀時(shí)有裂痕，壓扁時(shí)斷裂；

——重壤土可搓成球、條，將細(xì)條彎成環(huán)狀時(shí)無(wú)裂痕，壓扁時(shí)有大裂痕；

——粘土可搓成球、條，將細(xì)條彎成環(huán)狀時(shí)無(wú)裂痕，壓扁時(shí)也無(wú)裂痕。

6.2.2土壤形態(tài)特征輔助劃定土壤質(zhì)地層次邊界

根據(jù)土壤形態(tài)特征（如顏色、侵入體、新生體、土壤結(jié)構(gòu)體、緊實(shí)度、土壤干濕狀態(tài)等）的差異，

輔助劃定土壤質(zhì)地層次邊界。

6.3土壤剖面分析樣品采集

分析樣品采集要求如下：

——根據(jù)質(zhì)地層次劃分結(jié)果，自下而上逐層采集分析樣品（表層采集深度不應(yīng)超過(guò)20cm），每層

采樣量為1.5kg～2.0kg；

——在垂直方向上，與上、下質(zhì)地層次邊界線保持適當(dāng)?shù)木嚯x；

——在水平方向上，均勻通層采集，最大限度提高均勻性；

——分析樣品用土壤樣品袋盛裝，每個(gè)土壤樣品袋內(nèi)外設(shè)置標(biāo)簽，并記錄剖面樣點(diǎn)編號(hào)、采樣日期、

采樣地點(diǎn)、采樣人員姓名、土層序號(hào)和采樣深度；

——同一剖面的分析樣品宜用塑料袋裝在一起帶回。

6.4土壤剖面紙盒標(biāo)本采集

6.4.1根據(jù)質(zhì)地層次劃分結(jié)果，按以下要求自下而上逐層采集各層最具代表性的部分：

——一般在各層次中部最具代表性的部位采集；

——若某層具有明顯不均質(zhì)的形態(tài)特征，在該層具有不同形態(tài)特征的部位同時(shí)采集；

——若明顯不均質(zhì)形態(tài)特征的層次較厚，在該層垂直方向上按性狀分異至少在兩個(gè)部位采集。

6.4.2在采集部位上按照紙盒格子大小劃出輪廓，挖出樣塊，除去大于紙盒格子部分的土壤并剪除露

出的根系后放入標(biāo)本盒，在標(biāo)本盒注明剖面樣點(diǎn)編號(hào)、采樣日期、采樣地點(diǎn)、采樣人員姓名、土層序號(hào)

和采樣深度。

6.5土壤剖面分析樣品處理與分析

分析樣品處理與分析按NY/T1121.1—2006中3.2的規(guī)定和NY/T1121.3—2006的規(guī)定。

6.6土壤剖面信息記錄

按附錄A中表A.1記錄標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面相關(guān)信息。

7檢查土壤剖面觀測(cè)和采樣分析

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檢查土壤剖面尺寸比標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面小，剖面長(zhǎng)、寬以便于開(kāi)展工作為宜，挖掘深度至標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面

的特征土層即可，剖面挖掘方法見(jiàn)6.1。

檢查土壤剖面修整、質(zhì)地層次劃分、分析樣品采集、分析樣品處理與分析的內(nèi)容、要求和方法與標(biāo)

準(zhǔn)土壤剖面相同，見(jiàn)6.1、6.2、6.3、6.5。

按附錄A中表A.1記錄檢查土壤剖面相關(guān)信息。

8定界土壤剖面觀測(cè)

定界土壤剖面利用土鉆鉆取土樣，按從上到下的順序?qū)⑼翗悠街狈胖迷诘孛嫔稀?/p>

參考最近距離的標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面和檢查土壤剖面劃分土鉆孔樣質(zhì)地層次，測(cè)量各層次厚度，按附錄A

中表A.1記錄定界土壤剖面相關(guān)信息。

9土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型數(shù)值化分類(lèi)

利用土壤剖面樣點(diǎn)數(shù)據(jù)，通過(guò)模糊c-均值聚類(lèi)輸出以下信息：

——c個(gè)聚類(lèi)中心，每一個(gè)聚類(lèi)中心代表一個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型；

——各樣點(diǎn)對(duì)每一個(gè)聚類(lèi)中心的模糊隸屬度或分類(lèi)距離，代表各土壤剖面樣點(diǎn)對(duì)每一個(gè)典型土壤剖

面質(zhì)地構(gòu)型的隸屬關(guān)系或分類(lèi)遠(yuǎn)近。

10土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型數(shù)字化制圖

10.1土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型空間推繹

10.1.1確定空間推繹方法

根據(jù)土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型數(shù)值化分類(lèi)輸出結(jié)果，選擇基于模糊隸屬度或分類(lèi)距離的質(zhì)地構(gòu)型空間推繹

方法。

10.1.2基于模糊隸屬度的質(zhì)地構(gòu)型空間推繹

10.1.2.1模糊隸屬度對(duì)稱(chēng)對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換

計(jì)算見(jiàn)公式（1）：

ijj

ijln1/c..................................................................(1)

c

()

ijj

j1

式中：

′

μij——第i個(gè)土壤剖面樣點(diǎn)對(duì)第j個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的模糊隸屬度的對(duì)稱(chēng)對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換值；

i——土壤剖面樣點(diǎn)編號(hào)；

j——典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型編號(hào)；

μij——第i個(gè)土壤剖面樣點(diǎn)對(duì)于第j個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的模糊隸屬度；

ηj——常數(shù)，等于除0外對(duì)第j個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的最小隸屬度值的一半；

c——典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型總個(gè)數(shù)。

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10.1.2.2空間插值計(jì)算

對(duì)模糊隸屬度對(duì)稱(chēng)對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換結(jié)果（見(jiàn)10.1.2.1）進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)學(xué)空間插值，并將插值結(jié)果轉(zhuǎn)換輸出

為柵格圖。

10.1.2.3插值結(jié)果逆轉(zhuǎn)換

空間插值結(jié)果圖（見(jiàn)10.1.2.2）按公式（2）進(jìn)行對(duì)稱(chēng)對(duì)數(shù)比逆轉(zhuǎn)換，得到基于模糊隸屬度的質(zhì)地

構(gòu)型空間推繹結(jié)果：

c

expjj

1...................................................(2)

jccj

exp1j1

jj

j1j1

式中：

μj——研究區(qū)對(duì)第j個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的模糊隸屬度空間推繹結(jié)果；

′

μj——研究區(qū)對(duì)第j個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型模糊隸屬度的對(duì)稱(chēng)對(duì)數(shù)比轉(zhuǎn)換值的空間插值結(jié)果；

其他符號(hào)的含義同公式（1）。

10.1.3基于分類(lèi)距離的質(zhì)地構(gòu)型空間推繹

對(duì)分類(lèi)距離進(jìn)行地統(tǒng)計(jì)學(xué)空間插值，將插值結(jié)果轉(zhuǎn)換輸出為柵格圖，得到基于分類(lèi)距離的質(zhì)地構(gòu)型

空間推繹結(jié)果。

10.2土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型制圖表達(dá)

10.2.1確定制圖表達(dá)方式

根據(jù)應(yīng)用需要，選擇連續(xù)性或硬分類(lèi)制圖表達(dá)方式。

10.2.2連續(xù)性制圖表達(dá)

將縣域潮土對(duì)于c個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的模糊隸屬度或分類(lèi)距離的空間推繹結(jié)果（見(jiàn)10.1）分

別制圖，輸出相互分離的模糊隸屬度圖或分類(lèi)距離圖c個(gè)圖層以實(shí)現(xiàn)模糊化的連續(xù)性制圖表達(dá)。

10.2.3硬分類(lèi)制圖表達(dá)

基于土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型空間推繹結(jié)果（見(jiàn)10.1），依據(jù)對(duì)于c個(gè)典型土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型的最大隸屬

度或最小分類(lèi)距離進(jìn)行縣域潮土土壤剖面質(zhì)地構(gòu)型類(lèi)別歸屬甄別，輸出最大隸屬度圖或最小分類(lèi)距離圖

唯一一個(gè)圖層以實(shí)現(xiàn)去模糊化的硬分類(lèi)制圖表達(dá)。

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AA

附錄A

（規(guī)范性附錄）

土壤剖面樣點(diǎn)信息記錄表

土壤剖面樣點(diǎn)信息記錄內(nèi)容見(jiàn)表A.1。

表A.1土壤剖面樣點(diǎn)信息記錄表

□標(biāo)準(zhǔn)土壤剖面

剖面樣點(diǎn)編號(hào)a剖面類(lèi)型□檢查土壤剖面

□定界土壤剖面

基本信息日期年月日天氣

調(diào)查單位東經(jīng)°′″

位置

調(diào)查人員北緯°′″

采樣地點(diǎn)b

地形地貌信息高程（m）坡度（°）坡向c

土地利用信息土地利用類(lèi)型d植被類(lèi)型植被覆蓋度（%）

水文狀況信息地下水埋深（m）

質(zhì)地改良信息□無(wú)□灌淤□深翻□客土改良□其他

深度（cm）野外鑒定質(zhì)地類(lèi)型（在所屬類(lèi)型下方打“√”）

層次序號(hào)

上邊界下邊界砂壤輕壤中壤重壤粘土

剖面質(zhì)地層次

信息

采用“縣級(jí)行政區(qū)名稱(chēng)+P+取樣順序號(hào)”方式，如A縣第515個(gè)取剖面樣點(diǎn)編號(hào)為“A縣P515”。

寫(xiě)明樣點(diǎn)所在縣（區(qū)、市）、鄉(xiāng)（鎮(zhèn)）和村莊名稱(chēng)以及樣點(diǎn)相對(duì)村莊的方位、距離，如“A縣B鄉(xiāng)C村

東500m”。

填寫(xiě)坡向字母代碼：E（東）、SE（東南）、S（南）、SW（西南）、W（西）、NW（西北）、N（北）、NE

（東北）。

按GB/T21010-2007的規(guī)定填寫(xiě)。

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前□□言

本標(biāo)準(zhǔn)按照GB/T1.1—2009給出的規(guī)則起草。

本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：鄭州大學(xué)、河南省土壤肥料站。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：陳杰、巫振富、趙彥鋒、萬(wàn)紅友、徐鈺佳。

本標(biāo)準(zhǔn)參加起草人：程道全、李雅男、程傳凱、胡娜