土壤侵蚀核心技术专项规程.doc

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
包含全国土壤侵蚀工作软硬件环境，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和分析系统组成。
1.1 人机交互图像判读系统
1.1.1 人机交互图像判读系统硬件配置
数据采集和土壤侵蚀专题分析以数字栅格图像作为关键信息源，以人机交互数字作业方法为主，对系统配置要求较高。为满足运作需要，关键依靠高性能586微机组成图像判读系统，其基础配置为：
主频： 166MHZ以上
内存： 32-64MB
硬盘： 2.5GMB以上
驱动器： 光驱、3”软盘驱动器
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
为确保数据安全及存放需要，配置8mm磁带机，型号为Exbayte8505。
1.1.2 人机交互判读系统软件配置
关键使用操作系统为Windows 95，采取INTERGRAPH MGE 、Corel DrawDraw模块为判读解译关键软件。其关键特点为：
a 含有图形栅格和矢量相结合功效。
a 含有多个数据格式交换功效，能方便地实现和ARC/INFO数据交换。
a 多种工具易于操作。
1.1.3 扫描和图像处理软件
采取Windows 95操作平台下Photoshop、Image plus作为图像扫描处理软件。
1.2 数据集成系统和网络
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、分析和数据共享设备及其软件设计包含下述方面。

1.2.1 数据集成系统
¾¾ 硬件配置
a 工作站
内存： 32-64MB
硬盘： 5-14GB
缓存： 4MB
显示器：21”分辨率1280×1024
a Exabyte 8mm磁带机： 8700、8505、8205，统计长度5GB

¾¾ 软件平台
a 操作系统：Soloris 2.5+5.4 Openwindows汉字
Soloris 4.1.3+1.0 Openwindows西文
a GIS软件平台：ARC/INFO 7.0汉字版3套、Imagine8.10 2套
a 外部设备
笔式绘图仪：mutom xp-500 sernies
HP 350C A0幅面彩色喷墨绘图仪：分辨率为单色600×600（dpi）和彩色300×300（dpi）24 bit-Color，内存36MB，打印速度1张/3min
HP 660C彩色喷墨绘图打印机
EPSON STYLUS PHOTO700: A0幅面，分辨率1440 dpi ，6色
Panasonic KX-6500激光打印机
1.2.2 网络
各关键技术系统之间网络连接，关键采取以下方案：
人机交互式系统采取Windows 95或Win NT下局域网，星形拓扑方案连结，采取Microsoft网络协议进行组内资源共享。图像处理系统内部采取Ethernet-NDIS数据网。
各处理系统和判读系统、集成系统采取Ethernet-NDIS网进行数据传输和资源共享。
图像处理系统和其它子系统采取磁带机进行数据交换和传输。
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：中等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
数据备份和数据交换设备：Exabyte 8mm磁带机或光盘刻录机
结果输出设备：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步骤

采取人机交互目视判读分析方法，依据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、沟谷面积百分比或沟谷密度等情况，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。作业百分比尺1∶10万。具体工作步骤图1所表示。

2.1 遥感信息源处理、资料制备和野外作业
2.1.1 遥感图像选择
采取以1995-1996年度为主（1∶10万）TM假彩色合成数字影像，由项目技术主持单位依据项目协议和实施方案统一提供分省数据文件。该图像已经依据省级行政区域完成份景之间镶嵌，并进行了统一投影处理，叠加了以县为基础单元行政界限。使用全国1∶10万百分比尺地形图部分版本较老，全国各省、市、县界在成图后有较大变动，已对照新版1∶25万地形图进行行政界线订正和修改。
图像处理几何精校正采取最小二乘法计算。校正方程依据控制点选择情况采取2次到3次多项式进行。象元重采样采取最近邻点法或双线性插值法。校正后每个象元分辨率为30米。生成省级图像文件和行政界线数据，其投影方法为等面积割圆锥投影。采取全国统一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。
因为中国含有地域广阔、自然环境复杂多样特点，在TM图像季相确定时，既要注意所在调查区域内TM信息瞬时覆盖时本身质量（如含云量度 <10%等技术指标），又必需顾及不一样区域时效性季相差异选择。依据现势性要求，已经有陆地卫星TM图像关键为1995-1996年获取，对部分边远地域和数据获取困难地域时段限制合适放宽。依据瞬时状态下最大程度使图像上尽可能丰富地反应地表信息标准，在中国东北地域选择5月下旬至6月中旬或8月下旬至9月中旬图像；在华北地域选择3月下旬或9月上旬图像；在华中、华东和西南北部地域应选择3月上旬或10月下旬图像；在华南大部分和西南南部地域选择冬季图像；在西北地域则可选择初夏或初秋季节图像。假如碰到不可抗拒客观原因（如天气条件等），可合适选择提前或滞后一两个覆盖周期图像。

2.1.2 土地利用图
采取1998年完成全国1∶10百分比尺土地利用图。由项目技术主持单位依据项目协议和实施方案统一提供分省数据文件。
2.1.3 地形图制备
全国范围选择最新版本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，同时购置最新版本1∶25万地形图生成DEM模型及中国行政界线图，供修订行政界线时参考。地形图有项目主持单位统一购置使用，DEM模型数据由项目技术主持单位依据项目协议和实施方案统一购置或建成。
2.1.4 其它资料搜集
各流域或各省负担单位负责搜集对本区域土壤侵蚀遥感快速调查相关键参考意义图件和文字资料。为了提升影像信息可解译性，广泛搜集整理现有基础研究结果及多种百分比尺地质图、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；站点水文、气象观察资料：包含水文站点水文泥沙资料，试验站土壤侵蚀观察资料，淤地坝泥沙淤积资料；及其它相关研究汇报。
2.1.5 野外作业
各流域或各省负担单位经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，同时拍摄大量野外实况照片，用于土壤侵蚀强度判读分析。
2.2 基础遥感信息源深加工处理
对资料组所提供地形图资料和TM数据资料进行检验后，首先对地形图资料进行国界、省界和县界标描，然后对照新版地形图进行行政界线订正和修改。质量检验合格后，对照TM图像进行控制点选择和行政界线及控制点数字化录入，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，最终实现省界、县界和图像套合，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∶10万百分比尺地图上0.6毫米左右。
2.3 图像判读
以省（区）级区域镶嵌完成影像文件，首先依据系统性能进行分块切割提议根据地形图标准分幅切块。在Corel Draw或Intergraph MGE软件环境下，依据影像特征，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软件环境下图形编辑使用。
2.4 矢量专题层面生成和面积量算
将人机交互解译完成判读结果生成矢量专题层面。其方法是从Corel Draw或Intergraph MGE中导出ARC/INFO能够接收*.DXF格式文件，利用ARC/INFO中DXFARC命令，转成下一工序所需Coverage。
为确保土壤侵蚀各类面积量测数据正确性，并实现全国全部图件能顺利拼接，全部图件均需纳入统一坐标系统。实际作业中分为两步进行：首先将Corel Draw经过DXF格式转成Coverage恢复成原图像原有投影系统，然后再转成全国统一等面积割圆锥投影坐标系统。
随即利用ARC/INFOARCEDIT模块进行图形编辑，分专题内容逐图斑和线段赋给属性代码，完成相邻图幅接边，统一行政区划图、土壤侵蚀图、流域界线图诸图图廓边界，分别建立拓扑关系，叠加组合成分省分流域土壤侵蚀图形，供面积量算和汇总使用。
面积量算包含图幅总面积精度检验、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、全国面积数据汇总和按县统计分省数据库建立。
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基础数据，不仅覆盖范围广、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）上数据传输，故在数据库集成时，对数据库系统结构、数据编码及规范、数据组织和管理、硬件及软件环境选定、系统界面及模型设计等均要进行充足考虑。
图形数据及属性数据包含土壤侵蚀数据、行政界线、流域界线数据等，这些数据为按省分幅1∶10万百分比尺数据，按数据库设计要求可裁切成标准地形图分幅其它百分比尺数据。基于设计系统将在工作站和微机组成局域网条件下进行，集成环境以工作站为硬件平台，以ARC/INFO和ARCVIEW作为关键软件平台，对图形数据、属性数据、图像数据整理、编辑裁切、编码，按不一样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宏命令语言（AML）和ARCVIEW编程语言（AVENUE））进行模型设计和界面开发。同时，利用高级微机开发软件及应用软件丰富特点，设计集成数据库多媒体演示系统。对多种土壤侵蚀类型及强度面积形成属性数据库利用微机平台进行组织和管理，设计并实现含有简单条件、组合条件等进行查询、检索及显示、制表等功效数据库和管理系统。使集成后数据库满足整个系统设计及网上运行要求。

3. 土壤侵蚀分类系统
3.1 土壤侵蚀分类基础标准
a. 科学性和实用性相结合；
b. 成因分析和形态量计相结合；
c. 主导原因和综合性标准相结合；
d. 逻辑性和可操作性相结合。
土壤侵蚀分类依据中国行业标准SL 190-96《土壤侵蚀分类分级标准》总体要求；既考虑侵蚀发生成因联络，又重视侵蚀发育阶段和形态特点；既突出主导原因作用，又考虑综合作用影响；既确保分级分类指标清楚直观、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原因相互作用和相互制约结果。土壤侵蚀制图内容包含侵蚀营力、方法、形态及下垫面条件等原因，所以，应有统一分类系统。侵蚀类型将采取多级划分法。一级类型关键依据外营力类型和性质，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侵蚀方法为依据划分；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猛烈
12沟蚀
121微度122轻度 123中度
124强度125极强度126猛烈
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猛烈
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：指以地表水为关键侵蚀营力土壤侵蚀类型。在降水、地表径流、地下径流作用下，土壤、土体或其它地面组成物质被破坏、搬运和沉积过程。依据水力作用于地表物质形成不一样侵蚀形态，水力侵蚀包含溅蚀、面蚀、细沟侵蚀、浅沟侵蚀和切沟侵蚀等不一样表现方法。
（2）风力侵蚀：指以风为关键侵蚀营力土壤侵蚀类型。包含在气流冲击作用下，土粒、沙粒或岩石碎屑脱离地表，被搬运和堆积过程。因为风速和地表组成物质大小及质量不一样，风力对土、沙、石粒吹移搬运出现扬失、跃移和滚动三种运动形式。
（3）冻融侵蚀：在高寒区因为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，这些因为地表温度改变而冻融交替所产生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侵蚀过程。依据其形态分为坍毁、崩岗、滑坡、泻溜等。
（5）人为侵蚀：大家在利用自然资源和经济开发中造成新土壤侵蚀现象，关键是指如开矿、采石、修路、建房及其它工程建设等产生大量弃土、尾砂、矿渣等带来泥沙流失。
3.3 土壤侵蚀分级标准
3.3.1 土壤侵蚀强度
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土壤侵蚀量。 以土壤侵蚀模数表示。
土壤侵蚀强度分级标准上以土壤许可流失量和全国最大流失量两极值，内插分级，全国统一划分为六级。
考虑到全国范围部分地域临时还难以获取足够土壤侵蚀模数E，全国土壤侵蚀强度分级关键经过沟壑密度、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，这些间接指标均能够经过陆地卫星影像、地形图等已经有资料判读分析而获取。对于有土壤侵蚀模数区域，仍然采取侵蚀模数划分土壤侵蚀强度。

3.3.2 土壤侵蚀模数
表示单位面积和单位时段内土壤侵蚀量，其单位名称和代号为吨每平方公里年[t/( km2·a)]，或采取单位时段内土壤侵蚀厚度，其单位名称为毫米每十二个月(mm/a)。
可按当地土壤容重建立土壤侵蚀模数和土壤侵蚀厚度之间换算关系。
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。
3.3.3 土壤许可流失量
在长时期内能保持土壤肥力和维持土地生产力基础稳定最大土壤流失量（表2）。
表2 各侵蚀类型区土壤许可流失量
类型区
土壤许可流失量[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
1000
200
200
500
500
因为全国地域广阔，自然条件复杂，各地域成土速率不一样，在各侵蚀类型区采取了不一样土壤许可流失量。
3.3.4 土壤侵蚀强度分级标准
侵蚀强度分级目标是说明地面遭受侵蚀程度，它或用侵蚀土壤剖面保留完整程度，或用一定时段内单位面积上被侵蚀走物质数量表示。考虑到部分地域临时还难以获取侵蚀模数E，所以特确定土壤侵蚀强度分级参考指标（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猛烈侵蚀
<200，500，1000
200，500，1000—2500
2500—5000
5000--8000
8000—15000
>15000
<0.15, 0.37, 0.74
0.15, 0.37, 0.74~1.9
1.9~3.7
3.7~5.9
5.9~11.1
>11.1
注 本表流失厚度系按土壤容重1.35 g/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
猛烈
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
<10
2轻 度
1-2
10-15
3中 度
2-3
15-20
4强 度
3-5
20-30
5极强度
5-7
30-40
6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
<200
2轻 度
固定沙丘, 半固定沙丘, 沙地
70-50
200-2500
3中 度
半固定沙丘, 沙地
50-30
2500-5000
4强 度
半固定沙丘, 流动沙丘, 沙地
30-10
5000-8000
5极强度
流动沙丘, 沙地
<10
8000-15000
6剧 烈
大片流动沙丘
<10
>15000
4. 图像判读、矢量图生成和图斑面积量算
4.1 土壤侵蚀类型及强度判读
交互判读关键内容是土壤侵蚀类型及强度，分类按本规程要求土壤侵蚀类型及强度分类系统。人机交互判读作业关键包含下述步骤：
（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Intergraph MGE或Corel Draw软件对栅格数据和矢量数据综合处理能力、数据分层管理功效，设置TM图像层、土地利用层、地形或坡度层等，作为土壤侵蚀分析关键数据基础。影像文件作为判读分析关键信息源，依据影像特征，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。经过建立新数据层面，以人机交互方法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。
判读完成后保留并输出*.DXF矢量格式文件供后续图形编辑工作使用。
（3）判读人员依据影像判读标志，如色调（颜色）、形状、位置、大小、阴影、纹理及其它间接标志和教授经验，邀请对该区域土壤侵蚀分布规律熟悉水保教授参与，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，沿影像特征边缘正确绘出地类界（界线应严格封闭），并赋地类属性，逐块完成全部类型判读和进行正确定位。具体包含：
a. 首先分析判定土壤侵蚀类型，并勾绘侵蚀类型界；
b. 依据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）判读结果质量评定
人机交互判读结果好坏，决定着此次土壤侵蚀遥感快速调查最终结果质量，所以一直把好质量关是提升结果精度关键步骤。质量检验关键内容包含：①图斑定性和定位是否正确；②作业方法是否符合相关要求；③矢量图内弧段是否封闭、图斑是否漏号、是否建立图形拓扑关系、和图幅接边误差等等。质量检验样本采取随机抽样方法，各级检验图斑数不得少于图幅总图斑数5%，按精度要求不合格者应立即返工。
（5） 判读精度：判对率 >95%，定位偏差 <0.5mm，相当于屏幕解译线划描迹精度为一个象元点；
（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Corel Draw或MGE中导出图像目视解译结果，选择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文件相关分层信息。再分别键入命令DXFARC将文件各层内容生成：
土壤侵蚀图斑Coverage；
属性代码注记Coverage。
启用Arcedit模块编辑各图图形，配准起控制作用图廓TIC点。
（3）正轴等面积双标准纬线圆锥投影（Albers）设计：
圆锥投影是假设一个圆锥面和地球体相切或相割，并依据特定条件将经纬
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和圆轴重合，所以其纬线表象为一组同心圆弧，经线表象为交于一点直线束，其交角和经差成正比。
等面积双标准纬线圆锥投影设计参数以下：
中央经线选择东经105°
坐标原点在东经0°和北纬0°交点；
南标准纬线为北纬25°；
北标准纬线为北纬47°；
采取克拉索夫斯基椭球体：
a=6378245.0000
b=6356863.0188
扁率倒数=298.3
投影百分比尺1∶1（即为实际大地坐标）
单位：米
依据基础信息源深加工处理部门提供坐标，生成TIC点坐标和图像数学基础一致空Coverage。用Transfor命令后跟Projective参数将Coverage恢复成图像所固有投影坐标系统。
（4）开启〔ARC〕用Project命令将全部图件全部转成全国统一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后面所需跟参数，由进行基础信息源深加工处理部门提供。有以下两点请注意：
A．若用于投影转换机器实施Spheroid子命令选择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（Clarke 1866）替换，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，必需进行投影转换，其目标在于给Coverage留下投影相关统计。此时可写成批处理文件，其后若跟一个PRO.SML参数，很轻易就能自动完成。
PRO.SML文件写法以下：
a INPUT
PROJECTION ALBERS
UNITS METER
PARAMETER
25 0 0
47 0 0
105 0 0
0 0 0
0
0
a OUTPUT
PROJECTION ALBERS
UNITS METERS
SPHEROID KRASOVSKY
PARAMETER
25 0 0
47 0 0
105 0 0
0 0 0
0
0
END
（5）土壤侵蚀图经查错修改确定无误后，和行政区划图统一图廓边，最终须用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 作业片间接边处理
包含同一完成单位省内不一样图幅或不一样工作区域间接边和不一样完成单位间省际接边。具体接边内容包含属性接边和图形接边两个方面，属性接边指不一样侵蚀类型和强度分级协调接边，即图幅间和省际定性一致，后者指具体图斑界线接边，即要求图幅间和省际定位正确。
（1）作业片间接边处理在工作站上选择有经验作业人员进行。
（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。相邻图幅接边方法和命令以下：
:display 4
:mapextent Lcov Rcov
:editcoverage Lcov
:drawenvironment arc
:backcoverage Rcov 2
:backenvironment arc
:draw
在ARCEDIT中对相邻两个省级文件同一专题层面图形实施接边处理。尤其注意在接边过程中移动了线段，必需确保两图叠加后不会出现“双眼皮”现象。
4.4 图斑面积量算
4.4.1 面积测算作业必备资料
有行政单位名称、各县市控制面积和符合国家标准编码数据库文件。
土壤侵蚀图、行政区划图。
4.4.2 对面积测算作业所需图件要求
A．全部图件须完成投影转换，并纳入指定坐标系统。
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需和国家标准编码库文件相符。
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．提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。
4.4.3 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百分比分级平差，并将平差后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，结构全国数据总库。

5．数据库集成

系统设计要求建立在网络上运行分布式系统，故采取用户/服务器（Client/Server）方法进行数据库集成。
需要集成图形数据、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、矢量图生成等很多过程生成中间数据和结果数据，在数据库集成时，数据库集成标准和规范、数据入库编码、多种类型数据组织、存贮和管理、硬件及软件工作平台确实定、界面功效设计及运行等全部应进行统筹考虑。
5.1 数据库集成标准
按系统总体设计要求，数据库集成应遵照以下标准：
A．规范化标准，包含数据分类编码规范化、空间数据数学基础规范化，数据存贮格式及系统环境规范化。
B．完备性标准，数据应达成整体系统对数据完备要求。
C．可操作性标准，系统功效界面简单明了，易于操作。
D．可扩展性标准，数据库及系统功效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效界面设计运行效率高低和速度快慢依靠于硬件及软件类型是否理想。为了达成整体系统设计要求，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，而且需要对部分中间数据和结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工作站为关键工作平台，外加联网高级586微机作为硬件集成环境。
软件环境：本底数据库集成软件环境可包含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/INFO 7.0和ARCVIEW 2.1作为系统集成GIS关键软件环境。
B．微机软件环境，以Windows 95或Windows NT为操作环境，以MS Virsual
C++4.2、MS Virsual basic 4.0、MS Virsual Foxpro、Power builder等软件作为微机平台开发编程环境，和多种多媒体开发和设计软件作为多媒体系统开发软件环境。
5.3 数据类型
依据总体设计，最终需集成图形数据在第一阶段关键有土壤侵蚀数据和行政界线数据，和以上数据套合后复合数据等。
专题数据包含基础层面、专题分析层面、综合分析层面等3个层面，包含由数据获取到结果生成整个分析过程中所产生全部数据。基础专题层面包含行政和流域界线、土地利用。专题分析层面包含数字高程模型、坡度、高程带等专题。这些是在前者基础上实施初步分析阶段性数据结果。综合分析层面是土壤侵蚀强度。
图形数据库集成关键是实现对空间数据管理，在计算机中以Coverage作为基础图幅单元进行组织，以ARC/INFOLibrary功效，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，在集成数据库系统中按要求进行Tile分割。
地理信息系统数据库最关键特点是它含有空间属性。任何一个地物特征全部和一定空间位置、空间延展性和相互间空间相互联络，这是空间数据库区分于其它类型数据库（如商业数据库）关键标志，也同时决定了空间数据库组织一全部采取层概念，每个层表示一个地物特征空间分布，土地利用层表示耕地、林地、草地等空间分布等等。层和层之间经过统一坐标及投影系统建立空间联络。空间数据库由以下数据层面组成（图2）。

5.4 属性数据库集成
属性数据关键有两个起源：（1）在图形数据库集成时，每个层面数据和每个图幅数据全部伴随一个属性数据文件，由这些属性数据文件集成属性数据；（2）多专题数据经过ARC/INFO中IDENTITY命令叠加形成组合图，其所伴生属性数据，形成全国土壤侵蚀面积量算属性数据库。
属性库同图形库一起伴随生成，是图形库不可缺乏一部分，以Coverage为单位，按图形库组织和管理进行存贮。用ARC/INFO功效对这些属性数据进行基础操作和管理，尽管INFO数据管理及开发环境不是很好，但ARC/INFO所含有ODBC功效能够使系统方便同其它数据管理系统连接，以达成系统设计要求。
全国面积汇总生成属性数据库，数据量大，整体设计要求对此库管理和查询功效更高。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、轻易达成设计要求特点，故属性库B管理及系统界面设计在微机平台上进行。
以图形数据库界面设计功效为基础，外加属性数据显示和查询功效，达成图形数据和属性数据结合，实现图形数据和属性同时定位和条件组合查询、显示功效。
5.5 集成数据库基础功效及其实现
以图形数据库、属性数据库、图像数据库为基础，设计出对其进行管理功效系统界面；系统以Client/server为运行模式，以ARC/INFO 7.0为关键管理环境，实现对三个库管理和访问，以ARC/INFO宏语言（AML）和ARCVIEWAVENUE作为功效实现和界面设计编程环境。

6．结果及提交方法
★ 全国土壤侵蚀类型图
★ 全国土壤侵蚀强度图
★ 全国耕地坡度分级图
★ 全国分省分流域土壤侵蚀类型、强度面积汇总数据
第一阶段土壤侵蚀遥感调查作业百分比尺1:10万；成图百分比尺因流域和省面积差异而不一样，全国为1:250万，流域或省为1:100万或1:50万（1至2个全开印张）。

7．时间安排
全国土壤侵蚀遥感快速调查采取95-96年度为主遥感信息源，调查百分比尺为1:10万，第一阶段工作于1999年10月前完成，实现对全国土壤侵蚀快速调查，以定性判读为主，初步查清中国土壤侵蚀类型、强度及面积分布。具体时间安排以下：
（1）1999年2月-1999年3月为项目正式开启，技术规程（第一阶段）制订，队伍组织。
（2）1999年3月-1999年6月，全方面开展全国土壤侵蚀类型及强度外业调查、全数字人机交互判读和数据集成。
（3）1999年7月-1999年8月为数据集成和结果汇总阶段。

8．单位分工和管理机制
8.1单位分工
水利部水土保持监测中心为主持单位，负责项目实施，协调部门之间工作；组织项目方案和技术规程论证、同意方案并主持实施；负责野外调查及野外装备；负责每省出1-2名熟悉本区域水土保持现实状况教授参与作业咨询；负责相关资料购置；组织各省技术队伍，监督各省按时完成所负担工作；帮助技术主持单位对整个项目进度和质量进行检验，组织项目第一阶段结果验收等。水利部系统各单位负责完成本流域或本省范围内土壤侵蚀类型及强度图遥感判读分析，图形编辑和ARC/INFO环境下整流域和整省数字文件最终形成。
中国科学院遥感应用研究所为技术负责单位，全方面负责技术主持，制订实施方案、技术规程（第一阶段）制订和修改完善；提供以95-96年度为主1:10万TM影像及土地利用数据库；负责各省结果全国汇总、省际图形接边检验处理等工作；负责中国科学院资环局内部队伍工作组织协调，建立全国土壤侵蚀遥感调查图形数据库和属性数据库。
8.2管理机制
(1)成立项目领导小组，争取得到水利部直接领导和支持，以水利部主管领导为组长，水利部相关职能部门责任人和教授为主体，邀请参与单位项目负责教授参与，负责项目组织、监督经费使用；
(2)实施项目标评定制度，由技术主持单位组织成立项目技术总体组，定时对项目标进展情况、工作质量水平进行检验，对发觉技术问题提出调整方法和意见；
(3)项目主持单位成立项目办公室，负责相关资料购置、日常事务工作和沟通信息等；
(4)由项目技术负责单位提出最终实施方案和工作规程，并在实施过程中负责技术指导和技术把关。