服务要求
一、项目概况
按照国务院第三次全国土壤普查统一安排部署,从2022年到2025年,对全省耕地、园地、林地、草地等土壤,开展土壤性状、类型、立地条件、利用状况调查,摸清土壤质量家底,为守住耕地红线、保护生态环境、优化农业生产布局、推进农业高质量发展奠定坚实基础。
在此基础上,针对土壤发生、发育、演变及其空间分布规律,表征土壤资源的数量和质量相关问题,为我国土壤资源可持续利用、保护、管理和相关决策提供科学依据。制作第三次土壤普查项目土壤类型图。
土壤类型制图遵循科学性原则。一方面,应在研究土壤及其与成土环境因素之间发生学关系的基础上确定土壤类型分布,相应获得的土壤类型分布也要反映这种发生学关系。另一方面,应反映土壤科学的发展认识成果。近40年,土壤发生从主要关注自然环境因素到更加强调自然因素和人为活动的共同作用对土壤发育和演变的影响,土壤分类从定性走向定量化,土壤制图也从依赖专家经验和手工勾绘走向定量模型和数字化。
土壤类型制图也遵循实用性原则。一方面,制图比例尺的设置要满足不同层次或尺度的应用,但同时考虑成本效益,不盲目追求过大的比例尺。另一方面,制图要面向实际的生产、管理和应用,包括农田管理、种植结构调整、农业生态区划和政策制定等。在此背景下开展辛集市第三次土壤普查项目(以下简称三普)土壤类型边界踏勘与土壤制图工作。
二、服务内容
我国第二次土壤普查时采用传统调查制图技术,依据土壤发生学理论依赖大量的调查样本和调查者个人经验知识手工勾绘土壤边界编制土壤图需要的人力多、成本高、耗时长数字土壤调查制图技术是新兴的现代土壤制图方法仍然依据土壤发生学理论利用遥感和地理信息系统等现代地理信息技术对成土环境进行定量表征结合土壤调查采样和数据分析建立土壤类型及与成土环境之间关系的定量模型,融合土壤调查分类专家的知识在计算机辅助下进行土壤推测制图生成土壤类型分布图。具体工作内容如下:
(一)二普土壤图室内校核
1.资料收集与处理
收集国土三调数据、土壤二普土壤图、土壤三普土壤剖面点数据、土壤二普土壤剖面点数据、土壤三普土壤表层点/属性图以及相关的环境变量。
环境变量的选取原则:基于土壤发生学理论考虑制图区域的土壤景观特点和成土环境条件
选取与土壤类型形成与演变相关或协同的环境因素变量成土环境要素数据主要包括气候、母岩母质、地形及成因地貌类型、土地利用现状及变更、土地整理与复垦、土壤改良、植被、水文地质、遥感影像等省级土壤普查办组织开展相关数据资料的协调调度土壤类型制图专业队伍开展数据资料的规范化、标准化整理制备省级土壤普查办组织市县收集水文地质、近40年土地利用变化类型(例如水改旱、旱改水、水改园等)及变化年限、土壤改良、土地平整以及通过覆土、填埋方式建成的新增耕地的空间分布数据资料收集到的环境变量分辨率修改,范围获取等方式进行处理。
2.室内校核
以全国土壤普查办下发的经坐标系转换和分类校准后的土壤二普县级土壤图为基础由土壤制图、土壤调查分类和地理信息技术专家配合室内对土壤二普土壤图的图斑土壤类型错误和土壤边界偏差两个方面进行检查校准。检查图斑土壤类型名称与成土环境因素(母质、海拔、坡度、地形部位、土地利用等)的一致性,发现并纠正明显错误的土壤类型名称:根据地形地貌、母质、植被、土地利用等在景观上的明显变异点确定土壤边界。
3.土壤类型改变区提取
将国土二调地类、国土三调地类、土壤二普土壤类型、水土流失与治理(如有)、高标准农田建设等图层进行空间叠加分析,也可结合多期遥感影像,使用GIS软件识别提取土壤类型可能改变的地块。例如对于水田改旱作的地块提取,即提取土壤二普土壤类型图上土壤类型为水稻土、国土三调地类图上土地利用方式为旱地、园地、林地、草地的地块。对于土地利用变更和新增耕地等地块提取,将集中连片的相邻图斑归并处理(注意剔除由于图层之间比例尺差异造成的非改变区图斑),提取土壤类型可能改变的斑块。
(二)野外校核
为了对土壤类型可能改变的地块图斑进行土壤类型的野外判别确定,将室内粗校检查中不确定、有疑问的图斑类型和土壤边界进行野外核查,通过野外确认方式从县域全局上理解把握土壤类型与成土环境关系,同时通过打土钻或专家经验的方式快速拾取能代表土壤类型变异全局的检查点,采取土壤调查分类、土壤制图专家和熟悉当地土壤的专家相结合的方式,对土壤三普土壤类型图进行野外校核,设计至少3条贯穿全域的代表性路线依托这些路线开展校核。
(三)土壤推测制图
在土壤类型没有改变的区域若剖面调查样点和检查点数量少分布局限建模样点不足时可以从土壤二普土壤图上拾取土壤类型典型点(虚点,非实际调查观测点)作为补充性样本点。生成土壤类型典型虚点的方法包括以下两种:
①熟悉县域土壤景观的调查专家结合土壤二普土壤图和高分遥感影像等直接在影像图上标出某土种的典型位置点位作为该土种的典型虚点。
②对土壤二普土壤图上每个土种的所有图斑区域进行关键成土因素变量(如高程、坡度、母质等)的数据频率分布分析得到每个关键环境协同变量的典型数值区间映射到地理空间得到每个环境协同变量的典型区域分布范围图层空间求交得到该土种的典型环境条件分布区或多个斑块提取斑块中心点位置作为该土种的典型虚点。
基于土壤样点和成土环境变量数据建立土壤类型与环境条件的定量模型进行土壤类型空间推测识别各土种在县域内的空间分布及土种之间的边界。建立随机森林模型确定模型参数生成栅格格式的县域土种空间分布图和不确定性分布图。
采用3×3平滑窗口对土种分布栅格图层进行平滑滤波处理去除那些与周围土壤类型不同、面积微小的、无意义的独立像元或多个聚合像元,突出土壤类型变异规化图面。用GIS软件的矢栅转换工具Raster to Polygon将平滑之后的栅格图层转为多边形矢量图层得到土种类型图斑图。根据最小上图图斑面积把小于最小图斑面积的图斑合并到相邻图斑或多个小图斑合并为一个较大图斑再用平滑工具Simplify Polygon、Smooth Polygon、Simplify Line等对多边形图斑边界线进行简化与平滑,同时消除矢量化产生的细碎图斑(与邻近面积大的图斑合并)生成基于土壤推测制图的土种分布图和不确定性分布图。
(四)土壤三普土壤图制图与报告编制
通过上述土壤图野外路线校核工作获得了土壤类型改变区代表性图斑的土壤类型变化情况,经过归纳整理形成县域内土地利用变更等原因导致土壤类型变化的知识规则。根据这些知识规则对土壤类型改变区进行图斑类型和边界更新。
通过上述土壤类型推测制图,得到土种分布图及其不确定性分布图。依据推测制图精度和不确定性,选出土壤推测制图结果中不确定性较小(即推测较为可信)的图斑在GIS软件中空间叠加在经室内校核的土壤二普土壤图上。若与土壤二普土壤图图斑的土壤类型或边界不一致,结合专家研判对土壤二普土壤图上相应图斑进行修改和替换,完成土壤类型未改变区的制图更新。
将土壤类型改变区更新图斑与土壤类型未改变区更新图斑在GIS软件工具中进行合并和融合生成土壤三普土壤类型图。
根据《第三次全国土壤普查县级成果编制及验收导引》及《第十三次全国土壤普查土壤类型图编制技术规范(修订版)》进行图件成果制作和制图技术报告编写。
(五)新编土壤类型图野外验证
土壤类型图编制完成后,需设计野外验证调查路线(不同于前述土壤类型图野外校核路线)及随机验证图斑(至少30个)及验证点,评估正确率和边界偏差。
序号 |
工作项目 |
工作内容 |
一 |
资料收集与处理 |
收集所需的资料并进行处理 |
结合规范文件,从相应网站获取资料(土壤三普剖面样点、土壤三普表层样点以及其他来源(如有土壤二普、近年科研项目等)土壤样点数据,环境因素数据主要包括气候要素图层、母质类型矢量图层、数字高程模型及派生的地形指数栅格图层(分辨率≤30m)、土地利用矢量图层、遥感各波段及衍生指数的栅格 图层(分辨率≤30m)、土地平整数据(若有)、地下水数据(若有)。) |
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对收集到的资料进行处理 |
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二 |
二普土壤图室内校核 |
对二普土壤图土壤类型名称及图斑边界进行校核 |
根据二普土壤图和对应的土壤命名更新表检查土壤类型标注是否存在错误,结合影像资料、成土母质、土地利用类型等资料进行土壤类型的判断,判断结果交由土壤学专家进行检验。 |
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相关领域技术专家配合,室内对二普土壤图中图斑土壤边界偏差进行检查校准,同时标记存疑的土壤边界。 |
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三 |
土壤类型可能改变区提取 |
选择土壤类型可能发生改变的图斑 |
将国土二调地类、国土三调地类、土壤二普土壤类型、水土流失与治理(如有)、高标准农田建设等图层进行空间叠加分析,也可结合多期遥感影像,使用 GIS 软件识别提取土壤类型可能改变的地块。 |
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四 |
野外校核 |
依托路线开展校核,沿路线设置系列检查点,通过打钻、自然断面或专家经验等方法现场判别土种类型, 拍摄土钻、自然断面和景观照片等,记录检查点的经纬度坐标、景观部位和土壤利用情况等信息。 |
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野外校核路 线确定 |
根据室内校核结果不确定的图斑,涉及 3 条贯穿全域的代表性路线,依托这些路线开展野外校核。 |
二普土壤图 野外校核 |
根据路线开展野外校核。 |
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五 |
土壤类型推测制图 |
在土壤类型未改变的区域,基于土壤样点和成土环境变量数据,建立土壤类型与环境条件的定量模型, 进行土壤类型空间推测,识别各土种在县域内的空间分布及土种之间的边界 |
拾取土壤类 型典型虚点 |
针对土壤类型没有改变的区域,二普土壤图上拾取土壤类型典型点(虚点,非实际调查观测点)作为补充性样本点。 |
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准备环境协 同变量 |
结合地方土壤分布与成土因素的发生关系,挖掘利用有效的地域性的环境协同变量。 |
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土壤类型建模制图 |
采用随机森林模型,生成栅格格式的县域土种空间分布图和不确定性分布图,通过矢量栅格转换,得到土种矢量图斑图,根据最小上图面积,把小于最小上图面积的图斑合并到相邻图斑或多个小图斑合并为一个较大图斑,对图斑边界进行简化和平滑处理。提取推测可信度高(即不确定性较小)的图斑,叠加在土壤二普土壤图上,若与土壤二普图斑的土壤类型或边界不一致,结合土壤景观分析研判,确定是否替换更新原土壤类型或边界。 |
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六
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土壤三普土壤图制图与 报告编制
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通过土壤图野外路线校核工作,获得土壤类型改变区代表性图斑的土壤类型变化情况,经过归纳整理, 形成县域内土地利用变更等原因导致土壤类型变化的知识规则,根据这些知识规则对土壤类型改变区进行图斑类型和边界更新。 |
结合虚拟制图结果和野外踏勘结果,根据专家判断对土壤二普土壤图上相应图斑进行修改和替换,完成土壤类型未改变区的制图更新。 |
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将土壤类型改变区更新图斑与土壤类型未改变区更新图斑在 GIS 软件工具中进行合并和融合,生成土壤三普土壤类型图。 |
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编写土壤类型图技术报告 |
七 |
新编土壤类型图野外验证 |
土壤类型图编制完成后,需设计野外验证调查路线(不同于前述土壤类型图野外校核路线)及随机验证 图斑(至少 30 个)及验证点,评估正确率和边界偏差 |
设计 3 条不同于之前野外校核路线。从每条路线穿过的土壤图斑中随机选取 10 个图斑,3 条路线一共选出 30 个图斑。 |
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外业单位配合专家对土壤图进行野外精度验证。 |
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八 |
成果验收 |
会议评审或通讯评审方式,邀请土壤地理与土壤制图领域的专家(至少包括1名县级土壤专家),从土壤 类型正确性、土壤边界表达、县域土壤分布规律特点体现程度等多个方面,对县级土壤图编制质量进行打分评价。 |
组织专家进行成果质量评审 |
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修改项目报告 |
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修改项目图件 |
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完善提交数据文件 |
1、投标报价:
2、服务期限:
自合同签订之日起至 2024 年 10 月 31 日前完成成果上报。
3、项目实施地点:辛集市农业农村局指定地点
4、付款方式:
签订合同后,支付合同价款的 40%,项目完成履约验收合格后支付剩余 60%合同价款。
5、项目验收要求
项目交付后由采购人根据合同、招标文件、投标文件组织评审专家验收。