模糊土壤制圖的研究和應(yīng)用——以紅安地區(qū)為例.pdf

1、隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、環(huán)境管理、土地管理、生態(tài)水文模擬等的快速發(fā)展，其對(duì)土壤圖的精度以及獲取土壤數(shù)據(jù)的時(shí)效性提出了較高的要求。傳統(tǒng)的土壤制圖方法在建立景觀(guān)模型時(shí)要依賴(lài)于普查專(zhuān)家的野外工作及經(jīng)驗(yàn)積累，制圖時(shí)要耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，這些都限制了制圖的效率;傳統(tǒng)的土壤圖是建立在不連續(xù)的概念模型基礎(chǔ)之上，不能表達(dá)土壤的漸變特征，而實(shí)際上土壤多是由一種土壤逐漸過(guò)渡到另一種土壤的即土壤的漸變特征，同時(shí)傳統(tǒng)土壤圖的最小圖斑受比例尺大小的限制，在處理最小圖斑時(shí)

2、或是合并到其它類(lèi)別中或是直接省略，這些都很大程度上降低了土壤圖精度，所以傳統(tǒng)的土壤制圖方法越來(lái)越難以滿(mǎn)足高時(shí)效的要求。因此探尋高精度高時(shí)效性的土壤制圖方法越來(lái)越受到人們的重視。
　　“3S”等一些先進(jìn)技術(shù)的迅速發(fā)展和應(yīng)用，為土壤制圖提供了新的技術(shù)與數(shù)據(jù)支持，同時(shí)世界各國(guó)的土壤學(xué)家也展開(kāi)了大量土壤調(diào)查與制圖研究，逐漸發(fā)展了以定量土壤-景觀(guān)模型為理論基礎(chǔ)、以空間分析和數(shù)學(xué)方法為技術(shù)手段的土壤調(diào)查與制圖方法-數(shù)字土壤制圖。在數(shù)字土壤制圖

3、的方法中，模糊數(shù)學(xué)方法是應(yīng)用最廣泛、最成功的一種。模糊數(shù)學(xué)可以很好地描述現(xiàn)實(shí)世界中的模糊性，而且能客觀(guān)地反映現(xiàn)實(shí)世界，基于模糊聚類(lèi)的方法能夠更加準(zhǔn)確地描述土壤屬性的空間變化。
　　本研究以紅安縣為例，選擇了五類(lèi)主要地形因子（高程、坡度、剖面曲率、平面曲率、地形濕度因子），這些因子直接決定了水分運(yùn)動(dòng)過(guò)程以及坡面物質(zhì)的遷移和再分配，基本上可代表土壤形成與發(fā)展的主要影響因素。對(duì)這些地形因子進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，進(jìn)行模糊聚類(lèi)分析，通過(guò)模糊性能指

4、數(shù)(FPI)、分離距離法(S)兩種方法來(lái)選擇最優(yōu)的模糊聚類(lèi)參數(shù)，分析后得到適合研究區(qū)最優(yōu)的加權(quán)指數(shù)為m=1.5和最優(yōu)聚類(lèi)數(shù)c=12，這種分類(lèi)也剛好符合研究區(qū)的土壤類(lèi)型數(shù)。
　　聚類(lèi)分析后得到模糊聚類(lèi)圖，在模糊隸屬度圖中選擇隸屬度大于0.9的點(diǎn)作為典型點(diǎn)，每一類(lèi)型選擇三個(gè)點(diǎn)，然后在野外進(jìn)行采樣，得到這些典型點(diǎn)的典型環(huán)境值，來(lái)獲得環(huán)境組合類(lèi)別與土壤類(lèi)型的對(duì)應(yīng)關(guān)系，應(yīng)用SoLIM模型繪制研究區(qū)土壤類(lèi)型圖，最后驗(yàn)證土壤圖精度時(shí)，采用了主觀(guān)

5、采樣、網(wǎng)格采樣、橫截面采樣來(lái)驗(yàn)證土壤圖在整體制圖精度和微地形的制圖精度，驗(yàn)證結(jié)果顯示整體精度達(dá)到61％，達(dá)到制圖的精度要求。通過(guò)進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，根據(jù)以往的土壤調(diào)查，研究區(qū)林地沙泥土、沙泥土在研究區(qū)占50％以上，以及棕色石灰土、林地棕色石灰土主要受母質(zhì)和植被的影響，另外烏沙泥田和硅沙泥田的分布范圍很小，這些因素降低了制圖的整體精度;然而在微地貌上的精度還是比較高的，比如潮沙田、細(xì)沙泥田的精度達(dá)到70％。
　　總之，在紅安區(qū)探討FCM