潮土质地构型空间推绎技术规程DB41-T 1417-2017

ICS13.080.20

B11

DB41

河南省地方标准

DB41/T1417—2017

潮土质地构型空间推绎技术规程

2017-07-07发布2017-10-07实施

河南省质量技术监督局发布

DB41/T1417—2017

前□□言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准起草单位：郑州大学、河南省土壤肥料站。

本标准主要起草人：陈杰、巫振富、赵彦锋、万红友、徐钰佳。

本标准参加起草人：程道全、李雅男、程传凯、胡娜。

I

DB41/T1417—2017

潮土质地构型空间推绎技术规程

1范围

本标准规定了潮土质地构型空间推绎的总则、前期准备、土壤剖面观测和采样分析、土壤剖面质地

构型数值化分类和数字化制图。

本标准适用于河南省行政区域内的县域尺度潮土质地构型空间推绎。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。

凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T21010—2007土地利用现状分类

NY/T1121.1—2006土壤检测第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存

NY/T1121.3—2006土壤检测第3部分：土壤机械组成的测定

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

土壤剖面

由与地表大致平行的土壤层次组成的从地表到母质的三维垂直断面。

3.2

潮土质地构型

潮土剖面中不同质地的土壤层次规律性的排列组合形式。

3.3

标准土壤剖面

又称主要土壤剖面。为了全面研究土壤的发生学特征，从而确定土壤类型及其分布特征而专门设置

的、人工挖掘的土壤垂直断面。

3.4

检查土壤剖面

又称对照土壤剖面或次要土壤剖面。为检查标准土壤剖面中所观察到的土壤发生学属性在空间上的

稳定性和变异特征而设置的土壤垂直断面。

3.5

定界土壤剖面

为发现并确定两种不同土壤类型之间水平分布界线而设置的土壤垂直断面。

3.6

特征土层

1

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用以研究单个土体及划分土壤基层分类单元的具有明显性态特征的土层，是土壤发生层次或沉积母

质层次的细分或分异。

3.7

土壤空间推绎

基于土壤观测数据与土壤学知识，应用数学模型推断土壤类型和土壤属性的时间与空间变异的过

程。

4总则

4.1土壤剖面样点布设

4.1.1选择土壤类型、土地利用现状、地形地貌等影响因素差异显著区域，按以下要求布设标准土壤

剖面样点：

——选择人为干扰少的地段，避开居民点、道路、沟渠等易受人为干扰的区域；

——充分考虑样品采集的便捷性和安全性；

——根据县域面积大小、潮土空间分布和土地利用结构复杂程度，样点数量宜控制在30～50个。

4.1.2根据标准土壤剖面质地构型变异情况布设检查土壤剖面，构型复杂、变异强烈的区域应布设较

多的检查土壤剖面样点，如果检查土壤剖面的主要特征与标准土壤剖面不同，则应另设标准土壤剖面。

4.1.3根据标准土壤剖面和检查土壤剖面质地构型变异情况布设定界土壤剖面，构型复杂、变异强烈

的区域应布设较多的定界土壤剖面样点。

4.1.4标准土壤剖面、检查土壤剖面和定界土壤剖面的样点数量比例宜为1:1:3。

4.2土壤剖面样点数据使用

标准土壤剖面、检查土壤剖面和定界土壤剖面样点数据均用于土壤剖面质地构型空间推绎。

4.3实施步骤

实施步骤见图1。

图1潮土质地构型空间推绎实施步骤

2

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图1（续）

5前期准备

5.1基础资料收集

1∶50000～1∶100000土壤图、1∶50000土地利用现状图、大于或等于1∶50000地形图，以及

土壤普查、土地利用现状调查、地形地貌的其他相关资料。

5.2图件准备

根据土壤图确定潮土空间分布范围，通过空间裁剪得到此范围内的土壤图、土地利用现状图、地形

图。

5.3主要工具

GPS接收机、铁锹、荷兰钻、标尺、钢锯条、剖面刀、剪刀、塑料袋、土壤样品袋、标签、蒙赛尔

比色卡、野外记录簿、数码相机等。

6标准土壤剖面观测和采样分析

6.1土壤剖面挖掘和修整

按以下要求挖掘和修整标准土壤剖面：

——剖面坑长2.0m～4.0m，宽1.2m，深1.0m～1.2m或出现地下水为止；

——剖面坑作为观察面的一端应朝向阳光照射的方向且铅垂向下，另一端宜修成阶梯状以便人员下

坑作业；

——观察面上沿的地表不能堆土和有人走动，保持原位植被和枯落物的原貌，以免影响观察、采样；

——挖出的表土与心土要分别堆置于剖面坑的两侧，观察和采样完成后按土层原次序回填；

——剖面挖掘完成后，在观察面左边1/4～1/3宽度区域用剖面刀自上而下轻轻拨落表面土块，以

便露出自然结构面，右边剩余区域保留为铲平的壁面，用于质地层次划分。

6.2土壤剖面质地层次划分

3

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6.2.1手测法初步判定土壤质地层次

采用湿测法（属于手测法的一种）野外鉴定土壤质地和确定剖面中质地层次。具体操作为取小块土

壤样品，用手指捏碎，拣掉土壤样品内的细砾、新生体和侵入体等，加入适量水调匀（土壤加水充分湿

润，以挤不出水为宜），放在手掌心用手指来回揉搓，按搓成球、成条、成环的顺序进行，最后将环压

扁成土片，观察各个环节状况从而加以综合判断，判断标准如下：

——砂土不能搓成条、团或球状、片状；

——砂壤土可搓成球但不可搓成条，勉强搓成条也极易裂成小片段；

——轻壤土可搓成条，但提起时易断；

——中壤土可搓成球、条，将细条弯成环状时有裂痕，压扁时断裂；

——重壤土可搓成球、条，将细条弯成环状时无裂痕，压扁时有大裂痕；

——粘土可搓成球、条，将细条弯成环状时无裂痕，压扁时也无裂痕。

6.2.2土壤形态特征辅助划定土壤质地层次边界

根据土壤形态特征（如颜色、侵入体、新生体、土壤结构体、紧实度、土壤干湿状态等）的差异，

辅助划定土壤质地层次边界。

6.3土壤剖面分析样品采集

分析样品采集要求如下：

——根据质地层次划分结果，自下而上逐层采集分析样品（表层采集深度不应超过20cm），每层

采样量为1.5kg～2.0kg；

——在垂直方向上，与上、下质地层次边界线保持适当的距离；

——在水平方向上，均匀通层采集，最大限度提高均匀性；

——分析样品用土壤样品袋盛装，每个土壤样品袋内外设置标签，并记录剖面样点编号、采样日期、

采样地点、采样人员姓名、土层序号和采样深度；

——同一剖面的分析样品宜用塑料袋装在一起带回。

6.4土壤剖面纸盒标本采集

6.4.1根据质地层次划分结果，按以下要求自下而上逐层采集各层最具代表性的部分：

——一般在各层次中部最具代表性的部位采集；

——若某层具有明显不均质的形态特征，在该层具有不同形态特征的部位同时采集；

——若明显不均质形态特征的层次较厚，在该层垂直方向上按性状分异至少在两个部位采集。

6.4.2在采集部位上按照纸盒格子大小划出轮廓，挖出样块，除去大于纸盒格子部分的土壤并剪除露

出的根系后放入标本盒，在标本盒注明剖面样点编号、采样日期、采样地点、采样人员姓名、土层序号

和采样深度。

6.5土壤剖面分析样品处理与分析

分析样品处理与分析按NY/T1121.1—2006中3.2的规定和NY/T1121.3—2006的规定。

6.6土壤剖面信息记录

按附录A中表A.1记录标准土壤剖面相关信息。

7检查土壤剖面观测和采样分析

4

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检查土壤剖面尺寸比标准土壤剖面小，剖面长、宽以便于开展工作为宜，挖掘深度至标准土壤剖面

的特征土层即可，剖面挖掘方法见6.1。

检查土壤剖面修整、质地层次划分、分析样品采集、分析样品处理与分析的内容、要求和方法与标

准土壤剖面相同，见6.1、6.2、6.3、6.5。

按附录A中表A.1记录检查土壤剖面相关信息。

8定界土壤剖面观测

定界土壤剖面利用土钻钻取土样，按从上到下的顺序将土样平直放置在地面上。

参考最近距离的标准土壤剖面和检查土壤剖面划分土钻孔样质地层次，测量各层次厚度，按附录A

中表A.1记录定界土壤剖面相关信息。

9土壤剖面质地构型数值化分类

利用土壤剖面样点数据，通过模糊c-均值聚类输出以下信息：

——c个聚类中心，每一个聚类中心代表一个典型土壤剖面质地构型；

——各样点对每一个聚类中心的模糊隶属度或分类距离，代表各土壤剖面样点对每一个典型土壤剖

面质地构型的隶属关系或分类远近。

10土壤剖面质地构型数字化制图

10.1土壤剖面质地构型空间推绎

10.1.1确定空间推绎方法

根据土壤剖面质地构型数值化分类输出结果，选择基于模糊隶属度或分类距离的质地构型空间推绎

方法。

10.1.2基于模糊隶属度的质地构型空间推绎

10.1.2.1模糊隶属度对称对数比转换

计算见公式（1）：

ijj

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

c

()

ijj

j1

式中：

′

μij——第i个土壤剖面样点对第j个典型土壤剖面质地构型的模糊隶属度的对称对数比转换值；

i——土壤剖面样点编号；

j——典型土壤剖面质地构型编号；

μij——第i个土壤剖面样点对于第j个典型土壤剖面质地构型的模糊隶属度；

ηj——常数，等于除0外对第j个典型土壤剖面质地构型的最小隶属度值的一半；

c——典型土壤剖面质地构型总个数。

5

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10.1.2.2空间插值计算

对模糊隶属度对称对数比转换结果（见10.1.2.1）进行地统计学空间插值，并将插值结果转换输出

为栅格图。

10.1.2.3插值结果逆转换

空间插值结果图（见10.1.2.2）按公式（2）进行对称对数比逆转换，得到基于模糊隶属度的质地

构型空间推绎结果：

c

expjj

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

jccj

exp1j1

jj

j1j1

式中：

μj——研究区对第j个典型土壤剖面质地构型的模糊隶属度空间推绎结果；

′

μj——研究区对第j个典型土壤剖面质地构型模糊隶属度的对称对数比转换值的空间插值结果；

其他符号的含义同公式（1）。

10.1.3基于分类距离的质地构型空间推绎

对分类距离进行地统计学空间插值，将插值结果转换输出为栅格图，得到基于分类距离的质地构型

空间推绎结果。

10.2土壤剖面质地构型制图表达

10.2.1确定制图表达方式

根据应用需要，选择连续性或硬分类制图表达方式。

10.2.2连续性制图表达

将县域潮土对于c个典型土壤剖面质地构型的模糊隶属度或分类距离的空间推绎结果（见10.1）分

别制图，输出相互分离的模糊隶属度图或分类距离图c个图层以实现模糊化的连续性制图表达。

10.2.3硬分类制图表达

基于土壤剖面质地构型空间推绎结果（见10.1），依据对于c个典型土壤剖面质地构型的最大隶属

度或最小分类距离进行县域潮土土壤剖面质地构型类别归属甄别，输出最大隶属度图或最小分类距离图

唯一一个图层以实现去模糊化的硬分类制图表达。

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AA

附录A

（规范性附录）

土壤剖面样点信息记录表

土壤剖面样点信息记录内容见表A.1。

表A.1土壤剖面样点信息记录表

□标准土壤剖面

剖面样点编号a剖面类型□检查土壤剖面

□定界土壤剖面

基本信息日期年月日天气

调查单位东经°′″

位置

调查人员北纬°′″

采样地点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类型d植被类型植被覆盖度（%）

水文状况信息地下水埋深（m）

质地改良信息□无□灌淤□深翻□客土改良□其他

深度（cm）野外鉴定质地类型（在所属类型下方打“√”）

层次序号

上边界下边界砂壤轻壤中壤重壤粘土

剖面质地层次

信息

采用“县级行政区名称+P+取样顺序号”方式，如A县第515个取剖面样点编号为“A县P515”。

写明样点所在县（区、市）、乡（镇）和村庄名称以及样点相对村庄的方位、距离，如“A县B乡C村

东500m”。

填写坡向字母代码：E（东）、SE（东南）、S（南）、SW（西南）、W（西）、NW（西北）、N（北）、NE

（东北）。

按GB/T21010-2007的规定填写。

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前□□言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。

本标准起草单位：郑州大学、河南省土壤肥料站。

本标准主要起草人：陈杰、巫振富、赵彦锋、万红友、徐钰佳。

本标准参加起草人：程道全、李雅男、程传凯、胡娜