土壤信息系统

由土壤资料建立起来的数据库语言与软件系统。可用以指导施肥、灌溉、土壤管理，也可对土壤的性状改变进行监测、预报、调控。是地理信息系统、农业信息系统的组成部分。

简介

通过土壤调查分类、制图及相关分析化验等工作，获取了大量描述和刻画土壤的各类数据。在现代信息技术不断发展的支持下，对土壤各类数据获取。分析解译、重构土壤形成过程从传统的纸质地图、描述语言发展到数字化、信息化表征的数据库和地理信息语言。土壤信息系统(soil information system,简称SIS)正是这一发展变化的产物，它是系统地储存、管理、分析土壤数据及与土壤形成、特性相关的辅助信息的专题地理信息系统(geographical information system，简称GIS)。简单介绍土壤信息系统的基本组成、功能与应用以及地理信息技术发展对土壤信息系统建设的借鉴。

土壤信息系统的基本组成

尽管构建土壤信息系统的软件平台和技术方法有所不同，但作为专题地理信息系统·土壤信息系统的基本组成是在遵循地理信息系统一般框架基础上进一步的专业化。

从三个不同观点来认识地理信息系统，进而理解土壤信息系统。一个观点是地图，GIS是一个地图处理和显示系统，在该系统中，每个数据集被看成是一张地图或一个图层(layer)或一个专题(theme)或覆盖(coverage)。利用GIS的相关功能对数据集进行操作和运算，就可以得到新的地图。其次GIS是一个数据库系统，强调数据库理论和技术方法对GIS设计、操作的重要性。最后是空间分析观，强调空间分析和模拟的重要性。实际上，GIS的空间分析功能是它与管理信息系统的主要区别之一，也是GIS理论和技术方法发展的的内涵。作为土壤信息系统而言，最低要求是要能够进行土壤类型及相关图件的处理和显示，在此基础上，要跟踪数据库理论和技术的发展，优化对各类数据的组织管理，最后要强化围绕土壤相关专业空间分析模拟模型的建立，这才是土壤信息系统的强大优势所在。

四个子系统

系统论和应用的角度

从系统论和应用的角度出发，上壤信息系统被分为四个子系统，即计算机硬件和系统软件、数据库系统、数据库管理系统、应用人员和组织机构。

(1)计算机硬件和系统软件这是开发、应用土壤信息系统的基础，其中硬件主要包括计算机、打印机、绘图仪、数字化仪系统软件主要指操作系统。

(2)数据库系统系统的功能是完成对土壤及其相关数据的存储，它又包括空间几何(图形)数据库和相关对象属性数据库。

(3)数据库管理系统这是土壤信息系统的核心。通过数据库管理系统，可以完成土壤及相关数据的输人、处理、管理、分析和输出。

(4)应用人员和组织机构土壤专业人员，特别是那些复合人才(既使专业又熟悉地理信息系统)是土壤信息系统成功应用的关健，而强有力的组织是系统运行的保障。所以，无论是需求分析、总体设计还是专业功能的开发和应用，都离不开土壤相关专业人员的参与。

数据处理的角度

从数据处理的角度出发，土壤信息系统又被分为数据输入子系统、数据存储与检索子系统、数据分析和处理子系统、数据输出子系统。

一、数据输入子系统负责土壤及相关数据的采集、预处理和数据的转换(主要指不同信息系统间的数据交流)。

二、数据存储与检索子系统负责组织和管理数据库中的土壤及相关数据，以便于数据查询、更新与编辑处理。

三、数据分析与处理子系统负责对数据库中的土壤数据进行计算和分析、处理。如面积计算、缓冲区分析、空间叠置分析以及土壤相关分析模型等。

四、数据输出子系统以表格、图形、图像方式将数据库中的内容和计算。分析结果输出到显示器、绘图纸或透明胶片上。

作为土壤相关专业人员，根据系统建设和开发的应用目标，首先确定土壤及相关数据的空间数据库结构与组织形式。组织空间数据的数据结构有两种基本类型矢量数据结构和栅格数据结构。目前流行的GIS软件平台和开发组件基本上都支持这两种数据结构。属性数据的存储组织单元的确定，涉及到原始数据制图的比例尺、属性数据的空间尺度以及数据标准化等一系列问题。专业分析模型对空间、属性数据库的要求，以及基础软件(GIS系统)等因素对专业分析模型的限制。

中国土壤信息查询系统

采用B/S系统架构，利用WebGIS以及相关的计算机技术，在中国1：100万土壤数据库基础上，以ArcIMS作为土壤地图数据发布平台，使用ArcSDE作为空间数据库引擎，采用关系数据库SQL Server 2000统一管理土壤空间数据和属性数据，结合相应的数据库技术，建立了中国土壤信息查询系统和和中国土壤参比查询系统。中国土壤信息查询系统分为四个部分，分别提供了全国土壤的类型分布、基本属性、养分元素含量和微量元素含量在多个尺度下土壤信息的查询。系统提供的SQL查询功能可以根据用户的研究需求灵活地构建查询表达式进行查询，区域查询功能则可以查询在全国和各个行政区域内土壤类型或土壤性质的各个类型或等级（含量）分布的总面积及其占该行政区域面积的百分数。用户可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能多的土壤信息。中国土壤参比查询系统，实现了GSCC到CST的“傻瓜式”参比。该系统按照参比出发点的不同，即基于单个剖面数据信息，或基于二个系统分类单元的空间分布特征，分三个子模块，分别为基于全国尺度、区域尺度（省级）和单个土体尺度，这样研究人员可以通过友好的交互性界面便捷地查询到尽可能精确的土壤分类参比数据。

成果应用

中国1:100万土壤空间数据通过相同比例尺的土壤图数字化而得到的，中国1:100万土壤图的主要基础资料是各省、市、自治区编制的省级土壤图、相同比例尺的地形图和卫片，并广泛参考各省土壤志，有关的地质图、森林分布图、土地利用现状图以及过去的土壤调查资料如华北平原土壤图等。中国1:100万土壤图的制图单元共计909个。最小图斑面积林牧区是25mm2，农区是16mm2，学术上或生产有重要意义的土壤类型为4mm2。这是中国在丰富的野外工作和室内分析数据基础上编成的第一套1:100万土壤图，也是到目前为止最为详细的全国性土壤图。数字化土壤图如实地反映了原纸质土壤图的原貌，继承了原纸质土壤图编制时的制图单元，其基本制图单元大部分为土属，共有12个土纲，61个土类，235个亚类和909个土属。

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