DB41∕T 2775-2024 数字化土壤制图技术规程

ICS65.020.01

CCSB10

41

河南省地方标准

DB41/T2775—2024

数字化土壤制图技术规程

2024-11-07发布2025-02-06实施

河南省市场监督管理局发布

DB41/T2775—2024

目次

前言.................................................................................II

1范围...............................................................................1

2规范性引用文件.....................................................................1

3术语和定义.........................................................................1

4前期准备...........................................................................1

5调查采样...........................................................................3

6建模成图及质量控制.................................................................4

7初步结果形成与评价.................................................................5

8成果表达...........................................................................5

附录A（规范性）土柱或自然剖面信息记录...............................................7

I

DB41/T2775—2024

前言

本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定

起草。

请注意本文件的某些内容有可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任。

本文件由河南省农业农村厅提出。

本文件由河南省土壤肥料标准化技术委员会（HN/TC33）归口。

本文件起草单位：郑州大学、河南省土壤肥料站。

本文件主要起草人：赵彦锋、陈杰、孙笑梅、孙志英、董县中、巫振富、黄玉波、闫军营、程道全、

黄达、陈丽霞、冯小杰、李元元、杨琼。

II

DB41/T2775—2024

数字化土壤制图技术规程

1范围

本文件规定了数字化土壤制图的前期准备、调查采样、建模成图及质量控制、初步结果形成与评价、

成果表达的技术要求。

本文件适用于县级土壤类型图绘制。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，

仅该日期对应的版本适用于本文件；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/T17296中国土壤分类与代码

GB/T20257.3国家基本比例尺地图图式第3部分：1：250001：500001：100000地形图

图式

GB/T21010—2017土地利用现状分类

GB/T32726土壤质量野外土壤描述

GB/T36501土壤制图1：250001：500001：100000中国土壤图用色和图例规范

LY/T1210森林土壤样品的采集与制备

NY/T1119耕地质量监测技术规程

NY/T1121.1土壤检测第1部分：土壤样品的采集、处理和贮存

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

数字化土壤制图

通过计算机构建模型对土壤类型及其空间分布进行预测，以栅格形式表达的制图技术。

3.2

环境变量

能指示土壤变异，与土壤成土因素、成土过程、土壤性状、利用特点等有关的指标。

3.3

土壤剖面

土壤三维实体的垂直切面，显露出一些一般是平行于地表的土壤层次。

3.4

虚拟样点

不进行实际调查和采样，能直接根据专家知识判断、确定其土壤类型的样点。

4前期准备

1

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4.1环境变量收集与处理

收集地形、气象、水文、水系、地质、土地利用、土壤等资料及遥感数据，并进行必要的校正处理，

其数据质量要求如下：

a)数字高程的空间分辨率应优于10m，从中衍生高程、坡度、坡向、坡位、平面曲率、剖面曲

率、地形湿度指数等；

b)气象数据宜包含气温、降雨、积温等；

c)水文、水系数据宜包含地下水位、河网密度、河流距离等；

d)地质图的比例尺应不小于1：100000，从中提取土壤母质；

e)土地利用现状图的比例尺应不小于1：10000，从中提取土地利用类型；

f)将收集的土壤表层属性数据转化为栅格图层，宜包含土壤有机质、pH、土壤质地、土壤碳酸

钙含量、土壤含盐量等指标；

g)遥感数据的空间分辨率应优于30m，从中提取多波段地物光谱特征、多时相植被指数、地表

温度、湿度等；

h)将以上环境变量数据转化为“2000国家大地坐标系”的大地坐标，再按高斯—克吕格6°分带

投影转化为平面坐标、并重采样为10m空间分辨率的GeoTIFF格式数据。

4.2已有土壤图的分析和校核

已有土壤图的分析和校核宜按以下步骤进行：

a)收集土壤调查区域已有土壤图，按照GB/T17296及省级土壤分类系统的规定对原土壤图采纳

的土壤分类系统进行校正，了解各土壤类型的分类诊断指标、成土条件和成土过程；

b)对照数字高程模型、遥感影像、地质图、土地利用现状图等定性分析母质、地形、植被变化、

人为活动等与土壤分布的关系，划分调查区域的景观类型及景观变化梯度；

c)根据已建立的土壤类型-景观的关系预判土壤名称或土壤边界存在疑问的图斑；

d)对比不同时期的土地利用现状图、遥感影像、地形图、土壤属性，访谈当地自然资源、农业

等主管部门的专家，走访农民，预判由于土地利用变化、人工堆垫或挖掘等可能使原来土壤

类型发生变化的区域；

e)按景观类型及其变化梯度布设至少3条贯穿全境的踏勘路线，且使踏勘路线覆盖土壤名称或

边界存在疑问的图斑和土壤类型可能改变区的图斑；

f)在踏勘点利用土钻采集土壤样品，判断其土壤类型，按照附录A的规定填写踏勘点土壤信息，

并保留高清晰土柱照片或整修后的自然剖面照片；

g)根据踏勘结果，修正有疑问图斑，勾画由于强人为活动导致土壤变化的区域并区分不同的土

壤变化类型，得到野外校核后的土壤类型草图。

4.3确定关键环境变量

综合室内分析结果和野外踏勘资料，依据土壤发生学原理确定影响区域土壤类型变化的关键环境变

量，如高程、坡度、坡向、母质、与河流距离等。

4.4判断典型景观位置

典型景观位置判断宜按以下步骤进行：

a)以初步校核过的土壤图为基础，剔除建设用地、水域、强人为改造区（如采矿塌陷等损毁土

地的复垦区、岗地治理区、梯田修建区、旱改水区域、水田改为旱地或水浇地的区域）等图

斑；

2

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b)剔除土壤图图斑边界两侧200m区域；

c)与关键环境变量进行空间叠加分析，提取每种土壤类型图斑覆盖的关键环境变量的数值分布

频率；

d)对每种土壤类型，做出关键环境变量取值的频率分布直方图，在GIS中将高频出现的取值区

间映射到地理空间（如环境变量取值频数呈单峰型正态分布，取最高频数的1/2对应的两个

变量取值的区间值；如环境变量取值频数呈多峰型非正态分布，取每个峰值频数的1/2对应

的两个变量取值的区间值），得到该土壤类型的典型成土环境条件分布范围；

e)对每种土壤类型，将多个典型成土环境条件分布范围叠加、求其交集，确定该土壤类型对应

的典型景观位置。

5调查采样

5.1土壤剖面采样点布设

土壤剖面样点布设应满足以下要求：

a)避开居民点、道路、沟渠、工矿企业、养殖场等易受人为干扰的区域；

b)根据绘图区域的面积大小和土壤类别多少确定样点数量，做到每种土壤类型至少1个代表性

剖面；

c)在土壤类型未发生变化的区域，从典型景观位置中选择土壤剖面观察点；

d)在由于强人类活动导致土壤发生变化的区域，按人为作用类型或土壤变化类型分区，每个分

区按专家经验设置代表性土壤剖面观察点。

5.2土壤剖面挖掘和修整

土壤剖面挖掘和修整应满足以下要求：

a)剖面坑长3.0m～4.0m，宽1.2m～1.5m，深1.0m～1.2m或出现母岩为止；

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

下坑作业；

c)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；

d)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；

e)剖面挖掘完成后，在观察面左边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，用于土壤层次划分；

f)山地或林下可选择自然形成的土壤断面进行整修和观察，如果地势开阔，采光较好，不必要

求剖面观察面一定朝阳，但至少应将观察面外面的土层剥离掉30cm，以露出新鲜土层。

5.3土壤剖面观察和发生层划分

依据土壤发生学原理和土壤分类要求，观察、划分土壤剖面的发生层次，并按照GB/T32726的规定

对土壤剖面形态特征进行描述和记载。

5.4土壤发生层样品采集与分析

耕地、园地土壤各发生层样品采集、处理应按照NY/T1121.1的规定执行；林地土壤各发生层样品

采集、处理应按照LY/T1210的规定执行。土壤样品分析应按照NY/T1119的规定执行。

5.5剖面观察点和踏勘点土壤类型命名

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根据土壤剖面形态特征和各发生层理化性质分析结果，判断每个土壤剖面观察点的土壤类型；根据

踏勘点土壤形态描述与土壤典型剖面形态的相似性，确定踏勘点土壤类型。

5.6虚拟样点提取

在每个土壤类型对应的典型景观位置，除土壤剖面观察点外，提取虚拟样点。

6建模成图及质量控制

6.1土壤类型预测的训练样本构建

将土壤图野外校核过程中产生的土柱和自然剖面点、正式挖掘和采样分析的土壤剖面观察点、虚拟

样点共同作为训练样本，提取其所在位置土壤类型名称和环境变量值，按以下要求构建土壤类型预测的

训练样本：

a)非稀有土壤类型，其训练样本应不小于20个；

b)稀有土壤类型（如全县只有1～3个图斑）的训练样本应不小于5个；

c)如果现有训练样本数量不能满足要求，应增加土钻调查点，同一土壤类型的土钻调查点应在

空间上尽量分散；

d)每个样本应包括样本编号、经度、纬度、土壤类型名称、土壤类型编码、环境变量数值等，

样本集文件为CSV或XLS格式。

6.2土壤类型空间预测

土壤类型空间预测按以下步骤进行：

a)采用随机森林模型构建土壤类型-环境变量关系；

b)运行模型预测每个像元位置的土壤类型及像元属于各土壤类型的隶属度；

c)输出栅格格式的土壤空间分布图和隶属度图。

6.3土壤类型预测结果的不确定性分析

预测点最终确定的土壤类型的隶属度与1的差为夸大不确定性。预测点属于各土壤类型的隶属度的

分散程度为忽略不确定性，用熵来表示，计算方法见公式（1）。

1푛푘푘

퐻푖푗=−∑푘=1(푆푖푗푙표푔푒푆푖푗)··························································(1)

푙표푔푒푛

式中：

Hij——点（i，j）对各土壤类型隶属度的熵；

n——土壤类型总数；

k——第k个土壤类型；

k

Sij——点（i，j）属于第k种土壤类型的隶属度。

注：Hij取值区间为[0，1]，当Hij为0时，表示点（i，j）处的土壤完全属于某个类型；当Hij为1时，表示点（i，j）

处的土壤与所有类型的土壤具有同等程度的相似性，即没有一个类型可以较好地代表该点土壤。

6.4质量控制

质量控制应符合以下要求：

4

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a)对因强人为扰动使土壤发生变化而偏离土壤-景观规律，导致预测不确定性较大的区域，通过

多期土地利用现状图或多时相遥感影像分析、农民访谈、踏勘点土钻记录分析等确定土壤变

化类型和变化边界，以手工勾绘制图，必要时加密布设定界土钻；

b)对因环境变量的梯度变化不明显导致预测不确定性较大的区域，采用加密表层样和提取表层

属性为辅助变量、提高关键环境变量精度和空间分辨率、增加踏勘点等措施，建立局部预测

模型重新预测；

c)对因存在未被辨识的土壤类型而导致预测不确定性较大的区域，补充调查采样，划分出新的

土壤类型，重新预测；

d)对因存在2种以上土壤类型总是相间或镶嵌出现，而使单独预测其中任一种土壤类型的不确

定性较大的区域，应按高一级分类级别进行预测或按复合图斑类型进行预测；

e)对因缺乏关键环境变量导致预测不确定性较大的情况，应增加新的环境变量。

7初步结果形成与评价

7.1土壤预测结果转换为多边形矢量图

预测结果从栅格图转换为多边形矢量图应按以下步骤进行：

a)采用3×3平滑窗口对土壤预测栅格图层进行平滑滤波处理，去除与周围土壤类型不同、面积

微小的、无意义的独立像元或聚合像元，以突出土壤类型变异规律、净化图面、增强易读性；

b)将栅格图层转化为矢量格式的多边形土壤类型图图层，最小上图图斑应不小于0.5cm2，当小

于0.5cm2时应并入邻近大图斑；

c)土壤预测栅格图与局部手工勾绘土壤图融合后，对土壤边界进行适当平滑操作获得最终的多

边形土壤图。

7.2土壤图的验证与评价

土壤图的验证与评价按以下步骤进行：

a)对预测所得的每种土壤类型的全部图斑，随机选择其中5个以上不同图斑或选择其全部图斑

（当该类型的图斑数少于5个时），再在图斑边界200m缓冲区以外的区域随机选择1个点，

构成土壤类型图野外验证点集；

b)对验证点按其所属实际土壤类型进行分组，计算生产精度；生产精度等于某类型土壤样点被

正确分类的点数除以该土壤类型的野外验证点总数；

c)对验证点按其所属图斑类型进行分组，计算用户精度。用户精度等于某类图斑中被正确分类

的点数除以该类图斑的野外验证点总数；

d)计算总精度；总精度等于所有被正确分类的点数除以野外验证点总数；

e)生产精度和用户精度应不小于0.5，总精度应不小于0.7；

f)当精度指标低于此标准时需重复6和7的步骤。

8成果表达

8.1生成更新后的土壤图

将符合精度要求的土壤图与1：10000土地利用现状图进行叠加分析，修正边界，添加水域、道路、

沟渠、居民点、境界线等基础地理要素，生成更新后的土壤图。

5

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8.2土壤图图面设计

土壤图图面设计应满足以下要求：

a)图面要素应包括图名、注记、图例、指北针、比例尺、坐标系、地图投影类型、制图单位与

制图人员、制图时间等；

b)对作为地理背景要素的道路、沟渠、河流等进行适当的地图概括，消除小于上图面积的水域

和建设用地图斑，按照GB/T20257.3的规定对其进行符号化；

c)土壤类型表达应突出主题内容、模仿土壤自然色，并采用习惯色，图例设计应遵守GB/T36501

的规定。

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A

A

附录A

（规范性）

土柱或自然剖面信息记录

表A.1规定了土柱或自然剖面信息记录。

表A.1野外踏勘点土柱或自然剖面信息记录表

样点编号样点类型a采样地点

发生分类名称

系统分类名称

基本信息采样日期年月日天气

调查单位

调查人员

经度纬度高程

地形地貌地形部位坡度坡向

土地利用信息土地利用类型b植被类型植被覆盖度

水文地下水位/m

层次序号123456

上边界/cm

下边界/cm

边界明显度c

土壤质地d

土壤颜色e

石砾含量f

磐层胶结程度g

磐层胶结物质h

胶膜丰度i

胶膜位置j

胶膜组成k

斑纹类型l

斑纹丰度m

结核类型n

结核丰度o

侵入体类型p

侵入体丰度q

石灰反应r

亚铁反应s

注：表中英文小写字母所注释的名称填写说明如下。

a选填：土柱或自然剖面。

b按照GB/T21010—2017中第5章的规定填写。

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表A.1野外踏勘点土柱或自然剖面信息记录表（续）

c选填：平滑、波状、不规则、间断（按GB/T32726的规定进行填写）。

d选填：砂土、砂壤土、壤土、粉壤