遥感 土壤调查_土地调查与遥感监测
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1数据准备
1.1 调查方法
在全省范围内系统地开展土壤现状调查,范围覆盖省内全部陆地,针对不同土壤类型和土地利用类型进行全面、系统的土壤环境质量现状调查。根据全省不同土地利用类型和土壤类型,在1∶50 000的数字地图上统一划分网格,网格中心点即为调查采样点位,其中耕地网格8km×8km,林、草地网格16km×16km,未利用土地网格40km×40km,再结合水系、高程等图层进行布点优化,全省共有1 525 个质量调查采样点。根据“七五”土壤背景值调查资料,按国家的53 个典型剖面和14 个主剖面的点位坐标,在保证调查可比性的基础上分层采样,调查共设67 个采样点。
根据《全国土壤污染状况调查点位布设技术规定》有关要求,将有可能受到污染场地作为土壤污染调查的重点区域。共设置的污染场地及自然保护区等11 种类型866 个土壤采样点,分土壤、地下水、地表水、植物样品采样。此次调查包括重金属、农药残留、有机污染物等指标及土壤理化性质,同时,根据各地土地利用情况及可能产生的土壤污染类型,有针对性地增测特征污染指标。共获取13万个监测数据,与采样记录等基本信息一起建立安徽省土壤污染状况调查数据库。
1.2 数据类型
基础地理数据:1∶250 000 及1∶50 000 基础地理数据(包括行政区划、水系、高程、道路等图层)。调查数据:包括全省土壤调查质量采样点、背景采样点和重点污染区域采样点3 部分的空间和属性数据。其他数据:“七五”土壤环境背景值、重点区域范围等。数据提取流程
整个数据提取流程包括前期准备及数据录入、一次数据提取、二次数据提取和制图4 个部分(图1)。一次提取和二次提取在实现方法上基本相同,但实现目的和提取程度不同,前者是在数据审核过程中通过对部分数据的提取来判断野外采集数据及录入数据的准确性,保证建立土壤污染状况调查数据库的准确可靠;后者是对建立好的数据库按属性值、空间范围及利用配准后的“七五”土壤环境背景图对数据进行全面提取。而且每种方法都分别对全省土壤调查质量采样点、背景采样点和重点污染区域采样点3部分的数据来分别处理。现主要以质量调查野外记录点数据提取为例,介绍二次数据提取的方法。数据提取方法
3.1 从属性数据通过SQL 语句查询
3.2 按空间位置进行查询
通过对主要公路干道周边、重污染企业或工业密集区、工矿开采区及周边地区、城市和城郊地区出现的土壤重污染区和高风险区等不同空间范围的提取生成新的数据。土壤调查前期准备工作
普查区域和重点区域摸底调查根据此次土壤调查的主要任务和上级关于土
壤监测工作的相关要求,铁岭市环境保护监测站做了周密的布署,对全市普查区域和重点区域做了摸底调查,目的是要摸清所属县市区内有哪些自然保护区、有多少够规模的蔬菜保护地、大型固体废物储存场所、污染源及污灌区分布和特点等。通过摸底调查掌握普查区域的分布范围、面积等,为建立所布设的普查点位与其代表性区域内的土壤、环境之间的关联关系打下基础。确立本市典 型地区土壤调查对象。
确立本市典型区域调查对象
2006年12月土壤具体分工和任务,先期重点工作为典型地区土壤采样工作。铁岭市的典型区域共涉及六类,分别是重污染企业及周边;体废物集中填埋、堆放、焚烧处理处置等场地及周边;工业园区及周边;污灌区;采矿区及周边地区;主要蔬菜基地和畜禽养殖基地。调查重心确立后,按照辽宁省环境监测中心站的有关要求根据全国土壤污染状况调查点位布设技术规定,针对铁岭市特点开始了布设点位工作。GIS布置采样点和导航技术上的经验
211 ArcMap模块点位布设经验
由于布点采样和成果集成是这次土壤调查的两个关键环节。如何布点如何到达指定地点采样成为要解决的首要问题。根据土壤环境监
测技术规范(HJ /T166-2004),对于土壤普查和典型区域中:污灌区典型区域的采样点需要结合水流方向自纳污口起由密渐疏带状方式分布,对于重污染企业及周边典型区域采用1km同心圆溢冲区方式结合大气污染型土壤单元设置监测点。其它类型采用系统随机点方法,既网格布点方式布点。按照全国土壤污染状况调查点位布设技术规定,点位布设底图采用推荐的1 ∶20万比例尺进行绘制布点专题地图。利用ArcMap 模块进行专题地图制作时需注意以下问题。
(1)地理信息系统中所整合的数据有哪些,关系如何。
(2)地理坐标系统的选择,各个地理图层数据。注意地理坐标系和投影坐标系的选择和统一,否则全盘皆错。
(3)利用Map Info软件制作4km ×4km网格,然后利用Universal Translator模块将网格数据转为ESR I shape格式文件。
(4)建立被调查对象的地理信息数据库和涉及到的图层数据,如城市、乡镇驻地数据图层、水系图层、道路图层、行政区划图层、网格等数据进行坐标系统一。
(5)用ArcMap 制作专题地图, 加入网格数据,加入相关地理数据,利用ArcToolbox模块中buffer工具生成污染源点源1k等距同心圆溢冲区。
(6)按照各类区域布点方法,合理布点,共生成2张A0号1比20万图纸,分别是2006铁岭市典型区域土壤布点专题地图和2007铁岭市普查区域土壤布点专题地图(包括土壤背景点位)。
(7)将布点数据以库的形式导出形成带经纬度等重要信息的Excel数据,分类进行统计制表。
212 导航到达采样点位的技术
点位布设好后,如何到达指定采样点位是需要解决的技术难题。现在国家关于如何到达土壤调查采样点位以及采取什么样的导航方式没有明文规定,实际采样中应用指北针和手持GPS很难准确到达采样点位,尤其是遇到自然环境复杂的地方,如高山、河流、沟壑等地方,道路行走迂徊,找到采样点单凭上述设备有难度,由于卫星图片信息丰富,故考虑利用卫星遥感方式来实现。
(1)软件平台的选择和功能实现。利用Arc2Map中的GPS模块功能来实现, GPS模块具有导航和轨迹记录功能,具体操作为将ArcGis软件装入笔记本电脑中,将各种图层信息加入ArcMap中形成土壤采样点位导航工作空间加以保存,在野外工作时,将手持GPS与笔记本连接(串口连接方式),设置好手持GPS数据输出方式,将土壤采样点位导航工作空间打开在GPS模块中设置好相应的设置,这样就可以导航了。由于能在电脑笔记本上同步动态地显示自身的位置,这样带着笔记本在汽车行驶寻点时,就可清楚地看地自身位置和采样点之间的空间关系,再利用指北针和手持GPS就可精确地找到所寻的采样点。
(2)数据处理。土壤采样点位导航工作空间数据包括本地的河流、水库、道路、行政区划、乡镇驻地、采样点位等基础数据,还包括卫星图片。卫星图片数据采用的是LANDSAT TM 本地影像数据, TM影像通过Erdas 911进行波段成,坐标转换为经纬度坐标。调整各图层显示为最佳效果,保存这个工作空间,整个数据处理过程需注意投影转换。由于卫星图片的地理信息非常丰富,甚至可以看到田间、山间的小路,结合道路图层等信息,可以方便判读汽车的纵深方向和距离,减少了路程迂徊,节约了劳动时间,减轻了采样人员的劳动强度,使采样工作有的放矢,提高了采样的效率。2006年10月底开始土壤正式采样工作。我们用较短的时间就完成了土壤采样工作,共采集土壤样品180个,全部到预期的采样点位,并根据实际情况,有些点位又做了必要的调整。
二、编绘土壤图的过程和方法
陕北地区黄绵土土壤类型图的成图方法采用卫片编绘法。即采用基本图幅资料、卫星遥感图象、部分县级土壤普查成果图件相结合的卫片解译编绘成图的方法。
其基本过程和方法如下.准备工作。首先收集制图区1:20万全套的地形图。在准备工作中, 除了熟悉研究有关文字资料, 了解制图区域特征外, 还对所收集到的土壤普查成果图件做出一定的技术处理, 以便更突出地体现规律并有利于参考使用野外路线调查。通过野外实际调查, 一方面了解土壤类型及其分布规律, 确定土壤界限, 研究土壤与地貌、土壤与植被的相关关系以及不同地域、不同地貌部位的土壤之间的组合关系, 制定出初步的土壤分类系统.另一方 面, 我们在野外用地形图、卫星图象及航空相片与实地情况相对照, 了解不同的地貌单元以及相关土壤类型的影象标志, 在不同的地区、不同.隔的卫片上建立解译标志。解译。先拼贴1:20, 然后用聚脂薄膜透绘经纬网、境界线及大的河流水系等, 再给卫片上加绘经纬网, 把薄膜蒙在卫片上即可进行解译作业。解译时用经纬网做控制逐格进行, 或用自然网格做控制按小流
域进行。4 绘制成图。
土壤普查资料的分析:比例尺不一致,分类命名不统一,精度控制不一
土壤类型图更新:
土壤分类
壤类型图的数字化
保证精度 图纸的扫描必须清晰可辨, 不允许在不清楚的情况下模糊矢量化、人工猜
测等, 各种要素的矢量化不允许有任意的移位和跑线, 控制点、方里网图廓尺寸也要在允许范
围之内, 符合地形图和土壤制图规范的要求。
线条平滑, 图斑准确 图斑矢量化的线条要光滑, 其质量要能满足印刷要求, 图斑编号
要准确无误。对于土壤类型图上出现的关系不合理的情况, 如相邻图斑编号同
一、河流位置不
当、道路与居民地出入口不接等, 应予改正, 必要时到野外进行实地验证。
成图比例尺和坐标系统统一
GIS 数据与TM 影像融合填图
首先是各市县范围内分幅图的拼接, 然后是各市县土壤图的集中拼接, 拼接时必须在精度
范围内进行, 误差过大不能硬性拉扯
专题图编制
土壤类型专题地图是以图解的方式阐明各种土壤类型的空间关系, 具有强烈的取舍和概
括, 因而必须采用某一种符号系统和表示方法, 使土壤景观的类型特性更加明朗。