土壤侵蚀技术规程

土壤侵蚀技术规程土壤侵蚀技术规程31/31PAGE31土壤侵蚀技术规程土壤侵蚀技术规程全国土壤侵蚀遥感快速调查工作规程（第一阶段）（一九九九年试行稿）1.土壤侵蚀遥感快速调查技术系统包括全国土壤侵蚀工作的软硬件环境，以胜任各省土壤侵蚀遥感快速调查工作和全国土壤侵蚀数据集成工作为标准。由人机交互判读系统和数据集成与分析系统构成。1.1人机交互图像判读系统人机交互图像判读系统的硬件配置数据采集与土壤侵蚀专题分析以数字栅格图像作为主要信息源，以人机交互的数字作业方式为主，对系统配置的要求较高。为满足运作需要，主要依靠高性能的586微机组成图像判读系统，其基本配置为：主频：166MHZ以上内存：32-64MB硬盘：2.5GMB以上驱动器：光驱、3”显示缓存：2-4MB显示器：15显示分辨率：800×640颜色分辨率：32K真彩色为保证数据安全及存储需要，配置8mm磁带机，型号为Exbayte人机交互判读系统的软件配置主要使用的操作系统为Windows95，采用INTERGRAPHMGE、CorelDraw的Draw模块为判读解译的主要软件。其主要特点为：具有图形栅格与矢量相结合的功能。具有多种数据格式交换功能，能方便地实现与ARC/INFO的数据交换。各种工具易于操作。1.1.3采用Windows95操作平台下的Photoshop、Imageplus作为图像扫描处理软件。1.2数据集成系统与网络以RS-GIS一体化大型服务器网络系统设备完成数据库集成任务。其数据处理、分析与数据共享设备及其软件的设计包括下述方面。数据集成系统硬件配置工作站内存：32-64MB硬盘：5-14GB缓存：4MB显示器：21”分辨率1280×Exabyte8mm磁带机：8700、8505、8205，记录长度5GB软件平台操作系统：Soloris2.5+5.4Openwindows中文Soloris+1.0Openwindows西文GIS软件平台：ARC/INFO7.0中文版3套、Imagine8.102套外部设备笔式绘图仪：mutomxp-500serniesHP350CA0幅面彩色喷墨绘图仪：分辨率为单色600×600（dpi）和彩色300×300（dpi）24bit-Color，内存36MB，打印速度1张/3minHP660C彩色喷墨绘图打印机EPSONSTYLUSPHOTO700:A0幅面，分辨率1440dpi，6色PanasonicKX-6500激光打印机网络各主要技术系统之间的网络连接，主要采用如下方案：人机交互式系统采用Windows95或WinNT下的局域网，星形拓扑方案连结，采用Microsoft网络协议进行组内资源共享。图像处理系统内部采用Ethernet-NDIS数据网。各处理系统与判读系统、集成系统采用Ethernet-NDIS网进行数据传输与资源共享。图像处理系统与其它子系统采用磁带机进行数据交换与传输。1.3省级系统参考设计人机交互判读系统：PC586以上微机及其图像处理、人机交互判读软件省级数据集成系统：中档以上工作站及其图象处理、GIS软件数字化输入设备：扫描仪或数字化仪数据备份与数据交换设备：Exabyte8mm磁带机或光盘刻录机成果输出设备：A0幅面彩色喷墨绘图机、激光打印机等2.全国土壤侵蚀遥感快速调查作业流程采用人机交互的目视判读分析方法，根据TM影像、土地利用、DEM模型或地形图，并参考其它相关资料及图件，直接分析土壤侵蚀类型、坡度、植被覆盖度、沟谷面积比例或沟谷密度等状况，并据此判定土壤侵蚀强度后，在微机屏幕上进行土壤侵蚀强度勾绘、制图。作业比例尺1∶10万。具体工作流程如图1所示。2.1遥感信息源处理、资料制备与野外作业2.1采用以1995-1996年度为主的（1∶10万）TM假彩色合成数字影像，由项目技术主持单位根据项目合同与实施方案统一提供分省数据文件。该图像已经根据省级行政区域完成分景之间的镶嵌，并进行了统一的投影处理，叠加了以县为基本单元的行政界限。使用的全国1∶10万比例尺地形图部分版本较老，全国各省、市、县界在成图后有较大的变动，已对照新版1∶25万地形图进行行政界线的订正和修改。图像处理的几何精校正采用最小二乘法计算。校正方程根据控制点选取情况采用2次到3次多项式进行。象元重采样采用最近邻点法或双线性插值法。校正后每个象元的分辨率为30米。生成的省级图像文件和行政界线数据，其投影方式为等面积割圆锥投影。采用全国统一的中央经线和双标准纬线。中央经线为东经105°，双标准纬线为北纬25°和北纬47°，坐标原点为0,0。由于我国具有地域辽阔、自然环境复杂多样的特点，在TM图像的季相确定时，既要注意所在调查区域内TM信息瞬时覆盖时本身的质量（如含云量度<10%等技术指标），又必须顾及不同区域的时效性季相差异选择。根据现势性要求，已有陆地卫星TM图像主要为1995-1996年获取，对部分边远地区和数据获取困难地区时段限制适当放宽。根据瞬时状态下最大限度使图像上尽可能丰富地反映地表信息的原则，在我国的东北地区选择5月下旬至6月中旬或8月下旬至9月中旬的图像；在华北地区选择3月下旬或9月上旬的图像；在华中、华东和西南的北部地区应选择3月上旬或10月下旬的图像；在华南大部分和西南的南部地区选择冬季的图像；在西北地区则可选择初夏或初秋季节的图像。如果遇到不可抗拒的客观原因（如天气条件等），可适当选择提前或滞后一两个覆盖周期的图像。2.1采用1998年完成的全国1∶10比例尺土地利用图。由项目技术主持单位根据项目合同与实施方案统一提供分省数据文件。2.1全国范围选择最新版本的1∶10地形图，总量约需6000余张，供解译判读及流域界线录入用，同时购买最新版本的1∶25万地形图生成DEM模型及我国行政界线图，供修订行政界线时参考。地形图有项目主持单位统一购买使用，DEM模型数据由项目技术主持单位根据项目合同与实施方案统一购买或建成。2.1各流域或各省承担单位负责收集对本区域土壤侵蚀遥感快速调查有重要参考意义的图件和文字资料。为了提高影像的信息可解译性，广泛收集整理现有的基础研究成果及各种比例尺的地质图、地貌图、植被图、土壤图、沙漠化图、土壤侵蚀图、土地利用图、流域界线图和中国水土流失区划图等专业性图件；站点的水文、气象观测资料：包括水文站点的水文泥沙资料，实验站的土壤侵蚀观测资料，淤地坝的泥沙淤积资料；及其他有关研究报告。2.1各流域或各省承担单位通过对本工作区域外业补充调查，建立土壤侵蚀类型和强度分级遥感解译标志，同时拍摄大量的野外实况照片，用于土壤侵蚀强度判读分析。2.2基本遥感信息源深加工处理对资料组所提供的地形图资料和TM数据资料进行检查后，首先对地形图资料进行国界、省界和县界的标描，然后对照新版地形图进行行政界线的订正和修改。质量检查合格后，对照TM图像进行控制点的选取和行政界线及控制点的数字化录入，使用图像处理分析系统对TM图像进行几何校正和镶嵌处理，最后实现省界、县界与图像的套合，将处理结果以省为单位记入磁带，并提交各作业组进行图像解译分析。遥感影像深加工几何精度，中误差控制在2个像元内，即1∶10万比例尺地图上的0.6毫米左右。2.3图像判读以省（区）级区域镶嵌完成的影像文件，首先根据系统性能进行分块切割建议按照地形图标准分幅切块。在CorelDraw或IntergraphMGE软件环境下，根据影像特征，建立判读标志后进行人机交互判读，判读完成后，以*.DXF输出，供后续ARC/INFO软件环境下的图形编辑使用。2.4矢量专题层面生成与面积量算将人机交互解译完成的判读成果生成矢量专题层面。其方法是从CorelDraw或IntergraphMGE中导出ARC/INFO能够接受的*.DXF格式文件，利用ARC/INFO中的DXFARC命令，转成下一工序所需的Coverage。为保证土壤侵蚀各类面积量测数据的准确性，并实现全国所有的图件能顺利拼接，所有图件均需纳入统一的坐标系统。实际作业中分为两步进行：首先将CorelDraw经过DXF格式转成的Coverage恢复成原图像原有的投影系统，然后再转成全国统一的等面积割圆锥投影坐标系统。随后利用ARC/INFO的ARCEDIT模块进行图形编辑，分专题内容逐图斑与线段赋给属性代码，完成相邻图幅接边，统一行政区划图、土壤侵蚀图、流域界线图诸图的图廓边界，分别建立拓扑关系，叠加组合成的分省分流域土壤侵蚀图形，供面积量算与汇总使用。面积量算包括图幅总面积精度检查、分类图斑面积统计、图斑面积加权平差、图幅属性数据库生成、全国面积数据汇总与按县记录的分省数据库建立。2.5图形数据库和属性数据库集成全国土壤侵蚀遥感快速调查的基本数据，不但覆盖范围广、数据量巨大，而且整个系统最终要实现在局域网（LAN）和广域网（WAN）上的数据传输，故在数据库集成时，对数据库系统的结构、数据编码及规范、数据组织和管理、硬件及软件环境的选定、系统界面及模型设计等均要进行充分考虑。图形数据及属性数据包括土壤侵蚀数据、行政界线、流域界线数据等，这些数据为按省分幅的1∶10万比例尺的数据，按数据库设计要求可裁切成标准地形图分幅的其它比例尺的数据。基于设计系统将在工作站和微机构成的局域网条件下进行，集成环境以工作站为硬件平台，以ARC/INFO和ARCVIEW作为核心软件平台，对图形数据、属性数据、图像数据整理、编辑裁切、编码，按不同的要求和规程分别建成图形数据库、属性数据库、图像数据库，并利用ARC/INFO的宏命令语言（AML）和ARCVIEW的编程语言（AVENUE））进行模型设计与界面开发。同时，利用高档微机开发软件及应用软件丰富的特点，设计集成数据库的多媒体演示系统。对各种土壤侵蚀类型及强度面积形成的属性数据库利用微机平台进行组织和管理，设计并实现具有简单条件、组合条件等进行查询、检索及显示、制表等功能的数据库和管理系统。使集成后的数据库满足整个系统设计及网上运行的要求。3.土壤侵蚀分类系统3.1土壤侵蚀分类的基本原则a.科学性与实用性相结合；b.成因分析与形态量计相结合；c.主导因素与综合性原则相结合；d.逻辑性与可操作性相结合。土壤侵蚀分类依据中华人民共和国行业标准SL190-96《土壤侵蚀分类分级标准》的总体要求；既考虑侵蚀发生的成因联系，又重视侵蚀发育阶段和形态特点；既突出主导因素的作用，又考虑综合作用的影响；既保证分级分类指标清晰直观、符合逻辑，又便于实施，可操作性强。3.2土壤侵蚀分类系统土壤侵蚀是地理环境诸因素相互作用和相互制约的结果。土壤侵蚀制图的内容涉及侵蚀营力、方式、形态及下垫面条件等因素，因而，应有统一分类系统。侵蚀类型将采用多级划分法。一级类型主要依据外营力的类型与性质，如水力侵蚀、风力侵蚀、冻融侵蚀、重力侵蚀和人为侵蚀；二级类型应以外营力的侵蚀方式为依据划分；三级类型可用侵蚀强度为指标划分。表1全国土壤侵蚀分类系统一级类型二级类型强度等级1水力侵蚀11面蚀111微度112轻度113中度114强度115极强度116剧烈12沟蚀121微度122轻度123中度124强度125极强度126剧烈2风力侵蚀20不作亚类划分201微度202轻度203中度204强度205极强度206剧烈3冻融侵蚀30不作亚类划分301微度302轻度303中度304强度4重力侵蚀40不作亚类划分不作强度分级5人为侵蚀50不作亚类划分不作强度分级（1）水力侵蚀：指以地表水为主要侵蚀营力的土壤侵蚀类型。在降水、地表径流、地下径流作用下，土壤、土体或其他地面组成物质被破坏、搬运和沉积的过程。根据水力作用于地表物质形成不同的侵蚀形态，水力侵蚀包括溅蚀、面蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀和切沟侵蚀等不同表现方式。（2）风力侵蚀：指以风为主要侵蚀营力的土壤侵蚀类型。包括在气流冲击作用下，土粒、沙粒或岩石碎屑脱离地表，被搬运和堆积的过程。由于风速和地表组成物质的大小及质量不同，风力对土、沙、石粒的吹移搬运出现扬失、跃移和滚动三种运动形式。（3）冻融侵蚀：在高寒区由于寒冻和热融作用交替进行，使地表土体和松散物质发生蠕动、滑塌和泥流等现象，这些由于地表温度变化而冻融交替所产生的土壤侵蚀过程即冻融侵蚀。（4）重力侵蚀：地面岩体或土体物质在重力作用下失去平衡而产生位移的侵蚀过程。根据其形态分为崩塌、崩岗、滑坡、泻溜等。（5）人为侵蚀：人们在利用自然资源和经济开发中造成的新的土壤侵蚀现象，主要是指如开矿、采石、修路、建房及其它工程建设等产生的大量弃土、尾砂、矿渣等带来的泥沙流失。3.3土壤侵蚀分级标准3.地壳表层土壤在自然营力（水力、风力、重力及冻融等）和人类活动综合作用下，单位面积和单位时段内被剥蚀并发生位移的土壤侵蚀量。以土壤侵蚀模数表示。土壤侵蚀强度分级原则上以土壤容许流失量与全国最大流失量的两极值，内插分级，全国统一划分为六级。考虑到全国范围的一些地区暂时还难以获取足够的土壤侵蚀模数E，全国土壤侵蚀强度分级主要通过沟壑密度、植被盖度、植被结构、坡度、地表质地、海拔高度、地貌类型等间接指标进行综合分析而实现，这些间接指标均可以通过陆地卫星影像、地形图等已有资料判读分析而获取。对于有土壤侵蚀模数的区域，仍然采用侵蚀模数划分土壤侵蚀强度。3.3表示单位面积和单位时段内的土壤侵蚀量，其单位名称和代号为吨每平方公里年[t/(km2·a)]，或采用单位时段内的土壤侵蚀厚度，其单位名称为毫米每年(mm/a)。可按当地土壤容重建立土壤侵蚀模数与土壤侵蚀厚度之间的换算关系。土壤侵蚀厚度=土壤侵蚀模数/土壤容重容重单位为g/cm3或t/m3。3.在长时期内能保持土壤的肥力和维持土地生产力基本稳定的最大土壤流失量（表2）。表2各侵蚀类型区土壤容许流失量类型区土壤容许流失量[t/(km2·a)]西北黄土高原区东北黑土区北方土石山区南方红壤丘陵区西南土石山区1000200200500500由于全国地域辽阔，自然条件复杂，各地区成土速率不同，在各侵蚀类型区采用了不同的土壤容许流失量。3.侵蚀强度分级的目的是说明地面遭受侵蚀的程度，它或者用侵蚀土壤剖面保留的完整程度，或者用一定时段内单位面积上被侵蚀走的物质数量表示。考虑到一些地区暂时还难以获取侵蚀模数E，所以特拟定土壤侵蚀强度分级的参考指标（表3～表6），用以实现全国土壤侵蚀遥感快速调查。表3土壤侵蚀强度分级标准分级平均侵蚀模数[t/(km2·a)]平均流失厚度(mm/a)1微度侵蚀2轻度侵蚀3中度侵蚀4强度侵蚀5极强度侵蚀6剧烈侵蚀<200，500，1000200，500，1000—25002500—50005000--80008000—15000>15000<0.15,0.37,0.740.15,0.37,0.74~1.91.9~3.73.7~5.95.9~11.1>11.1注本表流失厚度系按土壤容重1.35g/cm3折算，各地可按当地土壤容重计算之。表4面蚀分级指标地面坡度地类5-8°8-15°15-25°25-35°>35°非耕地林草覆盖度（%）60-75轻度45-60强度30-45中度强度极强度<10强度极强度剧烈坡耕地轻度中度表5沟蚀分级指标分级沟壑密度（km/km2）沟谷面积（%）1微度<1<102轻度1-210-153中度2-315-204强度3-520-305极强度5-730-406剧烈>7>40表6风力侵蚀型侵蚀强度分级级别床面形态(地表形态)植被覆盖度(%)(非流沙面积)侵蚀模数(t/km2·a)1微度固定沙丘,沙地和滩地>70<2002轻度固定沙丘,半固定沙丘,沙地70-50200-25003中度半固定沙丘,沙地50-302500-50004强度半固定沙丘,流动沙丘,沙地30-105000-80005极强度流动沙丘,沙地<108000-150006剧烈大片流动沙丘<10>150004.图像判读、矢量图生成与图斑面积量算4.1土壤侵蚀类型及强度判读交互判读的主要内容是土壤侵蚀类型及强度，分类按本规程规定的土壤侵蚀类型及强度分类系统。人机交互判读作业主要包括下述环节：（1）首先输入省（区）级影像栅格文件（TIF格式），进行分块作业。（2）利用IntergraphMGE或CorelDraw软件对栅格数据和矢量数据的综合处理能力、数据分层管理功能，设置TM图像层、土地利用层、地形或坡度层等，作为土壤侵蚀分析的主要数据基础。影像文件作为判读分析的主要信息源，根据影像特征，建立判读标志后，分析植被、沟谷面积比或沟谷密度、地表形态、地面组成物质等专题信息，但在第一阶段不进行单独专题制图。通过建立新的数据层面，以人机交互方式进行土壤侵蚀类型及强度判读，在计算机屏幕上，利用鼠标或笔式鼠标直接进行图斑界限勾绘。判读完成后保存并输出*.DXF矢量格式文件供后续图形编辑工作使用。（3）判读人员根据影像的判读标志，如色调（颜色）、形状、位置、大小、阴影、纹理及其它间接标志和专家经验，邀请对该区域土壤侵蚀分布规律熟悉的水保专家参与，确定图斑属性，逐幅完成土壤侵蚀类型及强度判读。同时，直接操作鼠标，沿影像特征的边缘准确绘出地类界（界线应严格封闭），并赋地类属性，逐块完成全部类型的判读和进行准确的定位。具体包括：a.首先分析判定土壤侵蚀类型，并勾绘侵蚀类型界；b.依照TM和地形图分析判定坡度、植被、沟谷密度或沟谷面积比等土壤侵蚀强度间接指标；c.在侵蚀类型图斑内依据间接指标划分并勾绘侵蚀强度界线。（4）判读结果的质量评定人机交互判读结果的好坏，决定着本次土壤侵蚀遥感快速调查最终成果的质量，因此始终把好质量关是提高成果精度的重要环节。质量检查主要内容包括：①图斑定性和定位是否准确；②作业方法是否符合有关规定；③矢量图内弧段是否封闭、图斑是否漏号、是否建立图形的拓扑关系、以及图幅接边误差等等。质量检查样本采用随机抽样方法，各级检查图斑数不得少于图幅总图斑数的5%，按精度要求不合格者应及时返工。（5）判读精度：判对率>95%，定位偏差<0.5mm（6）制图精度：最小图斑≥6×6个象元，条状图斑短边长度≥4个象元。4.2矢量图生成（1）在CorelDraw或MGE中导出图像目视解译结果，选取File/Export或Ctrl+H，在指定目录下键入文件名，存为类型一栏选AutoCAD(DXF)，然后按Export。（2）在ARC/INFO下键命令DXFINFO查看DXF文件有关分层的信息。再分别键入命令DXFARC将文件各层内容生成：土壤侵蚀图斑的Coverage；属性代码注记的Coverage。启用Arcedit模块编辑各图图形，配准起控制作用的图廓TIC点。（3）正轴等面积双标准纬线圆锥投影（Albers）的设计：圆锥投影是假设一个圆锥面与地球体相切或相割，并根据特定条件将经纬线投影到圆锥面上去，然后沿一条母线切开展平而得。正轴圆锥投影是地轴与圆轴重合，因此其纬线表象为一组同心圆弧，经线表象为交于一点的直线束，其交角与经差成正比。等面积双标准纬线圆锥投影的设计参数如下：中央经线选取东经105°坐标原点位于东经0°与北纬0°交点；南标准纬线为北纬25°；北标准纬线为北纬47°；采用克拉索夫斯基椭球体：a=6378245.0000b=6356863.0188扁率倒数=298.3投影比例尺1∶1（即为实际大地坐标）单位：米根据基本信息源深加工处理部门提供的坐标，生成TIC点坐标与图像数学基础一致的空Coverage。用Transfor命令后跟Projective参数将Coverage恢复成图像所固有的投影坐标系统。（4）启动〔ARC〕用Project命令将所有图件全部转成全国统一的等面积割圆锥投影坐标系统。在Input和Output中子命令Projection、Units、Parameter和Spheroid后面所需跟的参数，由进行基本信息源深加工处理的部门提供。有以下两点请注意：A．若用于投影转换的机器执行Spheroid子命令选取克拉索夫斯基椭球体（Krasovsky）无效时，不能用默认值克拉克椭球体（Clarke1866）代替，此项任务应传在工作站上去完成。B．图像判读和图形编辑完成后，必须进行投影转换，其目的在于给Coverage留下投影的有关记录。此时可写成批处理文件，其后若跟一个PRO.SML参数，很容易就能自动完成。PRO.SML文件的写法如下：INPUTPROJECTIONALBERSUNITSMETERPARAMETER250047001050000000OUTPUTPROJECTIONALBERSUNITSMETERSSPHEROIDKRASOVSKYPARAMETER250047001050000000END（5）土壤侵蚀图经查错修改确认无误后，与行政区划图统一图廓边，最后须用CLEAN建立拓扑关系。至此，全部图件可交质检组转下一工序。4.3作业片间的接边处理包括同一完成单位省内不同图幅或不同工作区域间的接边和不同完成单位间的省际接边。具体接边内容包括属性接边和图形接边两个方面，属性接边指不同侵蚀类型和强度分级的协调接边，即图幅间和省际定性一致，后者指具体图斑界线的接边，即要求图幅间和省际定位准确。（1）作业片间的接边处理在工作站上选用有经验的作业人员进行。（2）在ARC/INFO软件支持下用MAPJOIN命令将省级图形文件接接在一起。拼接图幅多少视文件数据量而定。在ARCEDIT中对相邻两个省级文件图形实施接边处理。相邻图幅接边的方法和命令如下：:display4:mapextentLcovRcov:editcoverageLcov:drawenvironmentarc:backcoverageRcov2:backenvironmentarc:draw在ARCEDIT中对相邻两个省级文件同一专题层面的图形实施接边处理。特别注意在接边过程中移动了的线段，必须保证两图叠加后不会出现“双眼皮”现象。4.4图斑面积量算面积测算作业必备资料有行政单位名称、各县市控制面积与符合国标编码的数据库文件。土壤侵蚀图、行政区划图。对面积测算作业所需图件的要求A．所有图件须完成投影转换，并纳入指定的坐标系统。B．土壤侵蚀图多边形属性码正确无误，不得有一斑多码或邻斑重码现象。C．行政区划图各图斑属性码必须与国标编码库文件相符。D．各图建立拓扑关系后不得作任何改动，修改后须再建拓扑关系。E．建议各图清除假节点以压缩文件数据量，也可缩短面积测算时间。图斑面积测算对土壤侵蚀图进行面积平差计算：据控制面积按各类地物所占比例分级平差，并将平差后的最终数据纳入分省数据库。提取行政单位编码、土壤侵蚀属性、图斑面积数据等项，构造全国数据总库。5．数据库集成系统设计要求建立在网络上运行的分布式系统，故采用客户/服务器（Client/Server）方式进行数据库集成。需要集成的图形数据、属性数据和图像数据是经过陆地卫星数据TM经深加工处理、图像判读、矢量图生成等许多过程生成的中间数据和成果数据，在数据库集成时，数据库集成原则和规范、数据入库编码、各种类型的数据的组织、存贮和管理、硬件及软件工作平台的确定、界面的功能设计及运行等都应进行统筹考虑。5.1数据库集成原则按系统总体设计的要求，数据库集成应遵循以下原则：A．规范化原则，包括数据的分类编码的规范化、空间数据的数学基础的规范化，数据存贮格式及系统环境的规范化。B．完备性原则，数据应达到整体系统对数据完备的要求。C．可操作性原则，系统功能界面简单明了，易于操作。D．可扩展性原则，数据库及系统功能界面按要求可进行扩充。5.2数据库集成运行环境数据库系统集成和功能界面的设计运行效率的高低和速度快慢依赖于硬件及软件类型是否理想。为了达到整体系统设计要求，本底数据库集成系统设计在局域网（LAN）上运行，将硬件平台、软件环境及数据库集成系统进行整体考虑和统筹设计。硬件平台：因本底数据库数据量巨大、类型多样，并且需要对部分中间数据和成果数据按要求统一进行集成，故对硬件环境要求高。现考虑以Sun工作站为主要工作平台，外加联网高档586微机作为硬件集成环境。软件环境：本底数据库集成的软件环境可包括工作站软件环境和微机软件平台两部分。A．工作站软件环境，以UNIX为工作站操作环境，以ARC/INFO7.0和ARCVIEW2.1作为系统集成的GIS核心软件环境。B．微机软件环境，以Windows95或WindowsNT为操作环境，以MSVirsualC++4.2、MSVirsualbasic4.0、MSVirsualFoxpro、Powerbuilder等软件作为微机平台开发编程环境，以及各种多媒体开发和设计软件作为多媒体系统开发的软件环境。5.3数据类型根据总体设计，最后需集成的图形数据在第一阶段主要有土壤侵蚀数据和行政界线数据，以及以上数据套合后的复合数据等。专题数据包括基础层面、专题分析层面、综合分析层面等3个层面，涉及由数据获取到结果生成的整个分析过程中所产生的全部数据。基础专题层面包括行政和流域界线、土地利用。专题分析层面包括数字高程模型、坡度、高程带等专题。这些是在前者的基础上实施初步分析的阶段性数据结果。综合分析层面是土壤侵蚀强度。图形数据库的集成主要是实现对空间数据的管理，在计算机中以Coverage作为基本图幅单元进行组织，以ARC/INFO的Library功能，用“图层（Layer）”和“分块单元（Tile）”两个概念对空间数据进行组织和管理，在集成的数据库系统中按要求进行Tile的分割。地理信息系统数据库的最主要特点是它具有空间属性。任何一种地物特征都与一定的空间位置、空间延展性和彼此间的空间相互联系，这是空间数据库区别于其它类型数据库（如商业数据库）的主要标志，也同时决定了空间数据库的组织一都采用层的概念，每个层表达一种地物特征的空间分布，土地利用层表示耕地、林地、草地等的空间分布等等。层与层之间通过统一的坐标及投影系统建立空间联系。空间数据库由如下数据层面构成（图2）。5.4属性数据库集成属性数据主要有两个来源：（1）在图形数据库集成时，每个层面的数据和每个图幅的数据都伴随一个属性数据文件，由这些属性数据文件集成的属性数据；（2）多专题数据经过ARC/INFO中的IDENTITY命令叠加形成的组合图，其所伴生属性数据，形成全国土壤侵蚀面积量算的属性数据库。属性库同图形库一起伴随生成，是图形库不可缺少的一部分，以Coverage为单位，按图形库的组织和管理进行存贮。用ARC/INFO功能对这些属性数据进行基本操作和管理，尽管INFO的数据管理及开发环境不是很好，但ARC/INFO所具有的ODBC功能可以使系统方便的同其他数据管理系统连接，以达到系统设计的要求。全国面积汇总生成的属性数据库，数据量大，整体设计要求对此库的管理和查询功能更高。在工作站环境中设计难度大，故将其数据转成DBF格式，移植到微机平台上，借助微机软件丰富、开发环境平台高、容易达到设计要求的特点，故属性库B的管理及系统界面设计在微机平台上进