土壤资源调查与制图：实验指导书

土壤资源调查与评价实验指导书
海南大学农学院土壤教研室
2008年12月
目录
实验一地形图的判读 (3)
实验二航片基本要素的认识与量测 (9)
实验三野外成土因素的研究 (13)
实验四野外踏查路线的选择和典型样块的设置 (14)
实验五航片上景观要素与土壤判读 (15)
实验六野外校核 (17)
实验七航片判读成果图件的转绘 (18)
实验八土壤图的清绘 (20)
实验九土壤调查成果应用设计 (21)
实验十编写土壤调查与制图的技术规程 (22)
附录 (23)
实验一地形图的判读
I、目的要求：
地形图是用等高线和各种符号把地面上地理要素按比例尺缩小于图上的一种地图。

地形图是土壤调查与制图的最基本的资料，其判读又是土壤调查的基本技能。

善于判读和应用地形图，掌握调查区地理情况，对预判土壤形成、布设土壤剖面点、拟定调查路线、勾绘土壤界线和整理调查资料等均有重要帮助。

故要求首先熟悉使用地形图的基本知识与方法。

其次能在地形图上认识地形和各种地形景观，初步掌握判读地形图的基本技能。

II、物品准备：
1：10000，1：25000或1:50000地形图、罗盘、三角尺、分规、坐标纸、铅笔、橡皮。

III、内容与方法：
（一）判读地形图的基本要素：图名、图号、比例尺、方位、等高线、图式、出版单位和日期等。

（二）细部判读
1、测定距离：制订调查计划，常需得知两点间距离。

即直尺在图上量得两点间距离，再根据该图比例尺即可求得实地距离。

2、判定高度：确定某点的高度是判读地形和描述土壤形成条件所必需的。

其方法：若所求之点K恰在等高线上，则其标高既为该点的高度；若所求之点K不在等高线上，则要按比例求出。

如图1所示：设K位于X和Y两等高线之间，X至Y的图上距离为d，KY为d1，等高距为h，求K、Y间的高差l。

∵△XYX1∽△KYK1
∴求出l值后，与已知Y等高线标高相加即得K高程。

3、判定坡度：地面坡度大小影响土壤利用改良方式与侵蚀的发展，也是判读地图形和描述成土条件的重要内容之一。

判定方法有二：
（1）坡度尺法：先用圆规的两脚定出两点间的距，再使圆规的一脚置于图上坡度尺的底线上，移动圆规使另一脚恰逢曲线为止，读出相应的坡度数即可。

（2）计算法：如图1所示：若求X、Y两点间坡度d，可由两点的高差（即等高距）与水平距离d的正切求之：
tga= ， a=arctg ，比降
4、判读地貌类型：地形图上等高线均为连续闭合的曲线，同一等高线上任何一点的高度相等。

等高线排列特点与疏密变化，反映了不同的地貌。

土壤调查中常要通过分析等高线的排列来判读地貌类型，作为研究土壤分布规律的一个重要方面。

(1)等高线的种类
a、首曲线（基本等高线）：按相应比例尺规定的基本等高距所测绘的等高线，用以显示地貌的基本形态。

等高距：相邻两等高线之间的高程差，因比例尺而异。

见下表。

比例尺1/万1/2.5万1/5万1/10万1/20万
等高距（米） 2.5 5.0 10
b、计曲线（加粗等高线）：从高程起算面起算的等高线，每隔四条首曲线加粗描绘。

c、间曲线（半等距离等高线）：按二分之一等高距测绘的等高线。

用以显示首曲线不能显示的地貌。

d、助曲线（辅助等高线）：按四分之一等高距测绘的等高线，用以显示间曲线还不能显示的重要微地貌。

间曲线和助曲线只在局部范围内使用，可以不闭合。

e、示坡线：指示斜坡的方向线，其一端垂直于等高线，方向朝下。

一般是对独立山顶、鞍部及斜坡方向不易判别的地方和凹地的最高、最低的一条等高线上绘出示坡线。

(2)地貌的基本形态及其等高线表示形式：
a、山顶：每一山体的最高部位。

等高线排列是内部高度大于外部，按其外表形态可分为尖顶—其最高一条等高线园形最小，顶部等高线较密；园顶—顶部等高线稀疏，最高一条等高线较浑园；平顶—顶部等高线呈较宽阔的空白，山顶以下等高线骤然突密。

（图3）
b、山脊：指从山顶至山脚的凸起部分，其最高部位的连线叫分水线即分水岭。

等高线向分水岭降低的方向凸出，往往与山脊线正交。

山脊两侧等高线呈燕翅形或平行状（图4）
c、山谷：指两山脊之间沿一定方向倾斜延伸的低洼部分，等高线的排列向山上凸出。

按其横断面形状可分为狭谷、V形谷，U形谷、槽形谷。

狭谷谷底很窄，谷坡陡峭，其下面等高线较密，紧靠河流两侧谷坡的等高线十分密集（图5-a）。

V形谷谷底狭窄，谷坡较陡，坡度较均匀，其等高线图形在谷底线上呈较尖锐的形状闭合。

谷底下部等高线间水平距离较小。

谷坡等高线比较密集均匀（图5-b）。

U形谷谷底较宽，谷坡较陡。

其等高线图形在谷底呈园弧形闭合；谷底下部等高线间水平距离较大，谷底到谷坡等高线由稀变密（图5-c）。

槽形谷谷底宽阔平坦，谷底到谷坡转折明显，谷坡较陡。

其等高线在谷底呈平缓状闭合，近于平行；谷底等高线间水平距离较大，谷坡等高线较密（图5-d）。

d、鞍部：又称山口。

是相连两个山顶之间的低洼部分。

其等高线图形是通过两旁的山头和两侧谷地的等高线显示的（图6）。

e、洼地—四周高中心低的地势。

等高线标高是外圈高于内圈（图7）。

f`、山坡—指山的斜坡部分。

按其纵断面可分为直坡、凹坡、凸坡和凸凹坡。

直坡其坡度大小比较一致，等高线间距基本相等；凹坡是上陡下缓，其等高线是上密下稀；凸坡是上缓下陡，其等高线是上稀下密；凸凹坡是坡面有起伏；其等高线呈疏密相间排列（图8）。

g、阶地—由阶面和阶坎组成，一般分布于河流两侧。

地形图上等高线呈疏密相间排列，密集处为阶坎，稀疏处为阶面（图9）。

h、断崖—坡度大以至直立，等高线排列非常密集或合成一条（图10）。

i、洪积扇—其上部等高线弯曲平缓，逐渐向谷口凸出，与谷地上游等高线弯曲方向相反。

越向扇边缓，等高线越稀（图11）。

二、粗读地形图
粗读地形图就是对图上等高线表现形式、水系分布、居民点和道路网等的概貌作个了解，这对实地土壤调查及勾绘土壤界线等工作都有很大帮助。

1、看居民点和道路网：因为二者是判读地形图、地物方位的基础，故应首先掌握主要居民点、铁路、公路的起止及走向。

2、地形：根据等高线排列的疏密及表现形式，了解山地、丘陵、岗地、谷地和平原的分布及其海拔高度；山地、丘陵、岗地的坡向、坡度及平原、谷地的比降大小；不同地形的主要利用方式（林地、水旱地、果茶园、荒地等）。

3、看水系：沟谷、河流、沼泽、池塘、水库、渠道等的分布；河流的流向及流域范围。

三、地形图的应用
1、地形图一般应用。

利用地形图可以求地面距离及方位角，求地面点高程及高差，求地面坡度及坡向。

2、绘制地形纵断面图。

在土壤调查过程中常常要绘制调查区代表性地段的纵断面图，以了解地形总特征，同时以此作为绘制地形、母质、土壤、植被及农业利用等因子的综合断面图和土壤分布图的基础。

因此，掌握绘制纵断面图是十分必要的。

方法：在地形图上选择一条经过各种地形的代表性地段画一直线，将直线上各点的高程及水平距离依次标注在具有纵横轴的坐标上，连接各点即为该地段的纵断面图（水平比例尺一般按原地形图，垂直比例尺一般要比水平比例尺大5—15倍，如图12）。

3、地形图野外应用
（1）折图。

在野外，为了便于携带、保护和使用图件，必须掌握折图方法。

先将图廓外的边框反折（先折下边框，再折左右两侧边框）、然后将图幅对半纵向反折，再分别将所反折的部分对半纵向正折，最后对半横折（让图例在外）即可。

（2）定向。

先将地形图的正北方向大致指向实地的北方，再用罗盘仪的长边平行靠在地形图南北向的图廓线上，水平转动地形图，使罗盘仪指针对准正北方向为止。

此时图上方位与实地方位完全一致。

（3）定位。

野外作业时，通常需要了解调查者在图上的位置，这就要求调查者能熟练掌握在地形图上定位。

常用的方法有：
①交会法：在定向后的地形图上找三个明显地物点A、B、C及图上相应点a、b、c，把罗盘对准通过图上a和实地A的方向线并划下，即可得到通过a点的一方向线。

同法可得到通过b点、c 点的方向线，其三条方向线的交点即为调查者在图上的位置。

若三线不交于一点而呈小三角形时，取三角形的重心即可。

②角度法：若调查者附近有两明显地物点，用罗盘分别测得其方位角，再在地形图上找到相应的地物点，据所测方位角可得到通过地物点的两条方向线，其交点就是调查者所在位置。

③仪器测量法：作大比例尺土壤调查制图时，常利用经纬仪或平板仪定点，此法最精确。

IV、作业及习题
1、土壤调查工作怎样选择地形图？
2、等高线的种类？就1/1万地形图的基本等高线和计曲线的等高距各为多少？
3、在1/1万地形图上，找出①直线坡、②凸坡、③凹坡、④山脊线、⑤集水线、⑥鞍部，并依次用数字符号标在地形图上。

4、应从那几方面判读地形图以了解调查区的概貌？
5、根据1/1万1地形图，试分析该地区地形特点。

6、在1/1万地形图上选一典型地段作一地形纵断面图，并求出所画断面曲线上的最大坡度，一般坡度和相对高程差。

实验二航片基本要素的认识与量测
I、目的要求
1、了解单张航片的基本要素，掌握航片比例尺的量算。

2、学会勾划作业面积。

3、学会建立并观察象对立体模型。

4、掌握航片误差量测方法。

II、物质准备：
①接触晒印象对及相应地形图；②反光立体镜；③视差杆；④放大镜；⑤三角尺；⑥刺针和刀片；⑦绘图铅笔；⑧透明纸和透明胶带纸；⑨酒精及棉花；⑩大坐标纸。

III、实验内容与方法
一、航片上有关标志的识别
1、象片编号：一般在航片的上方，它表示该片摄影的日期及其编号，如7664—10337，即为76年6月4日摄影，10377为该片编号。

2、框标：目前有两种表示形式，一种是在每张象片四边的中部有一黑色箭头，另一种是在象片的四角各有一个“╳”字，二者的用途就是利用其连线的交点定出该象片的象主点。

3、水准气泡：说明该象片摄影时的倾斜情况，每圈为一度。

4、时表：表示摄影的时间，据此可判明该象片成象时的太阳光方向。

5、校正线（压平线）：象片四边的“井”字形直线，它的弯曲度说明摄影时感光片未压平而产生的影象变形数值。

二、量算航片比例尺
航片是中心投影成象，由于地面起伏，航高等不一致，造成航片比例尺的差异，为知道某一航片的实际比例尺。

拟采用下列方法：
1、按公式直接计算
（1）地面平坦：
（2）地形起伏：
式中m为航片比例尺分母，f为航摄相机焦距（米），Ho为起算带平均航高（米），h为相对高程（米）。

本实验所用航片的f=0.1，Ho=1000m。

2、借助于地形图量算
首先在同一航片上按下列条件选取a、b、c三地物点；①点间距离必须大于50mm，②三点不在一直线上，③三点位置在航片和地形图上均能准确判定。

同时由地形图找到相应的地物点A、B、C，再分别量测ab与AB、bc与BC、ca与CA的长度（各量两次取中数，其数值填入表一），最后按上式分别带入计算并平均即为航片比例尺。

三、勾划作业面积
（1）拼接三张同航向相邻的航片，取左、右两重跌部分的两条中线为作业面积的左、右界线。

（2）拼接三张相邻航带（即纵向）的航片，取上、下重复部分的两中线为作业面积的上下界点。

上述四条中线所围成的长方形即是作业面积。

四、象对立体观察
1、建立光学立体模型
（1）取一象对，找出其象主点01、O2，并以红笔标圈。

（2）将该象对的两象片的象主点相互转刺，分别得O′2和O′1，其连线O1O′2和O′1O2均为象基线。

（3）左象片在左、右象片在右，使两象片的主点相距约为20—22cm，同时让O1O′2和O′1O2共线，用镇纸将该象对固定。

（4）把立体镜横跨于该象对上面，使立体镜上两块透镜的中心连线在象基线的正上方且相互平行，通过立体镜，左眼看左象片，右眼看右象片，并可稍稍移动右象片、直至两条象基线完全重合。

由此所看到的立体形象为正立体效应。

实际操作时，为方便起见，往往不先标定象基线，而是用立体镜观察象对中最明显的地物点，同时用两手的中指指在左右象片的同名地物点上，然后慢慢移动象片，使两手指完全重合，此时即可看到立体模型。

2、观察象对立体模型
（1）正立体效应观察：取山地、丘陵、平原等各种类型的象对进行立体观察（见图13）（各组之间相互调换）
（2）反立体效应观察：将左右象片互调即可看到原地形恰恰相反的立体模型称之反立体效应。

（3）零立体效应观察：把正方体或反立体效应下的象对，依同名地物点同向转90°，这样立体镜下就判别不出地形起伏，而是一片平川，这种现象称之零立体效应（见图14）。

五、投影误差量测
1、相对高程量测
（1）建立好象对立立体模型并固定象对。

（2）利用视差杆求视差较△P：（视差杆的构造见讲义）；首先在左象片上选取两明显地物点A、B，同时在右象片上找其对应点A′、B′，点的中心位置刺孔并圈以（直径5mm）的红色小园；第二，将视差杆放在该象对上，在立体镜下观察并转动视差螺旋，使两侧标分别紧贴A和A′。

此时在视差杆的分划尺和测微轮上读出视差P A，依同法可测得视差P B，则A与B两点的视差较就是△P= P B－P A，其量测数值填入表二。

（3）按下列公式求相对高程差
h：相对高程差，H0：航高（已知），△P：视差较，b：象基线长度，即O1O′2和O′1O2和的平均长度（各量两次取中数填入表三）。

2、因地形起伏引起的象点位移值量测
先在一象片上不同部位各选取一点（一般取三点即可），并量取各点到象主点的距离r（每点至少量两次，其数值填入表四）；再按下列公式计算位移值dr：象点位移值，h：待测点的相对高程差（可由相应地形图推算），H0：航高（已知），r：象主点至位移象点的距离。

3、因飞行倾斜引起的象点位移值量测：象点绝对位移量，α：飞行倾斜角，可由航片水准气泡查知，r：取用表四中的r值，f：航摄象机焦距（已知）。

上述数字填入表五并计算之。

IV、作业与习题IV、作业与习题
1、计算航片比例尺（表一）
2、简述建立光学立体模型的操作过程
7、根据5、6两题计算，说明：使用航片时为什么要勾划作业面积。

实验三野外成土因素的研究
I、简述
土壤是地形、母质、气候、植被等成土因素与人类的生产活动综合作用下形成的历史自然体。

在野外研究成土因素，对研究土壤有着极其重要的意义，是土壤调查制图的必须要求。

本实验旨在通过对儋州校区周围的路线调查，弄清成土因素对土壤发生、发育及演变的影响。

II、物品准备：笔记本、铁锹、土钻、速测箱、罗盘等。

III、作业：整理野外实习记录。

实验四野外踏查路线的选择和典型样块的设置
I、目的、原则和方法：
野外踏查目的是为室内判读建立标志，因此，它是航片土壤调查的一个重要步骤。

能否获得正确的调查资料，绘制出合格的土壤图，在很大程度上取决于野外踏查所选择的路线和所建立的典型样块，因此，要有预见性和科学性。

踏查路线的选择原则：在调查区内，选取穿越不同的地貌类型，母质类型，植被或农业利用方式类型，以及水系流域类型的路线作为踏查路线。

典型样块的选取原则：具有代表性和典型性。

典型样块的设置方法，确定剖面点位，分别在地形图上和航片上定位；挖掘观测，填写土壤剖面记载表（包括景观描述和土壤性态描述），同时填写航片“景观—土壤—影象特征”三者相关性表。

II、物品准备：
本区域1/1万航片和地形图，野外袖珍立体镜、土锹、刺针、速测箱、罗盘、玻璃铅笔、土壤剖面记载表、土壤相关性表。

III、内容
本实验区域为儋州校园周围，共四张航片，踏查路线自定。

实验五航片上景观要素与土壤判读
I、目的要求
1、熟悉航片上不同景观要素和土壤类型的影象特征。

2、学会应用综合判读原理，进行室内土判读。

II、物品准备
1:2.7万航片和相应地形图、立体镜、视差杆、胶带纸、透明纸、酒精、棉花、红玻璃铅笔、坐标纸、绘图铅笔、橡皮。

III、说明
地面上任何一地物均有一定的几何外形，并可以相应的影象反映在航片上，但土壤不同于地物，首先它没有固定的几何形状，只是复盖于地表的一层疏松物；其次，往往由于生长着植物而不能使土壤直接显现在航片上；第三，即使是裸露的土地，航片上也只是反映某些表面的图型和影象色调，不可能反映其土体构型。

因此，必须先根据航摄的光学原理和几何学原理，熟悉并判读各种景观要素，至此，再根据土壤发生学原理，对相应的土壤类型作出预判，譬如：通过对地形、裸露岩石、植被、农业利用方式等地理景观要素的判读，可辨别地带性土壤和非地带性土壤（一般山地丘陵为地带性土壤；平原、谷地为草甸土、沼泽土等非地带性土壤），从不同的图案和色调所反映出来的旱地或水田或果园可判别耕种土壤的分布范围，对于裸露的土壤，可根据表层腐殖质含量、水分状况、质地粗细、结构状态、盐渍化程度等的不同在航片上所显示的影象色调的差异，来推断某一土壤性质，从而确定某些基层土壤分类单元。

IV、内容和方法
室内预判，首先要明确航片所在地区的生物气候带，由此推断可能出现的地带性土壤和隐域性土壤，然后把航片按航向编号依次取相邻象对，按下列程序进行立体观察，参照地形图辨认土壤地理因素和利用方式，最后用透明纸勾出各种土壤类型和利用方式的界线。

一、生物气候带的确定
待判读航片所属的生物气候带明确以后，凡受地带性影响的山区和丘陵除母质、侵蚀等因素的特殊影响外，一般都发育成地带性土壤。

如南方第四纪红色粘土丘陵多发育为红壤；南京下蜀黄土岗地则发育为黄棕壤；北方半干旱丘陵往往发育为褐土等等。

二、全貌判读
1、判读居民点和道路：对照地形图把航片上的居民点和道路确定下来。

居民点的房屋在航片上的影象呈方块状，排列有序，道路的影象呈细线状，色调由白到黑，铁路为白色或淡灰色，曲折小；公路和小路曲折多而大。

2、判读地貌类型和水系：航片上山地的影象色调较淡，立体镜下地势陡峭，阴影明显；丘陵，其色调均匀，顶部园浑，平原其色调深浅不一，地势较平，低洼地色调为深灰色，河流呈弯曲的带状，色调可由灰白到浅黑，湖泊其色调近黑色。

三、细部判读
1、母岩及其分化物类型判读：
（1）沉积岩类：
①砂岩，本身的颜色和坚硬因胶结成分不同而异，其色调多为灰白色，在产状倾斜时往往形成陡峻山地或丘岗地形；岩层水平时多呈方山峡谷或丹霞地形。

②页岩，一般色调较深，多为平缓的低丘或负地形。

③石灰岩，其影象色调因岩性而异，一般浅灰白—暗灰，立体镜下观察，岩溶地貌发育，有芽状、锥状、蜂窝状，并有明显的阴影。

（2）岩浆岩类
①喷出岩，因含基性有色矿石较多，影象多呈深色调，立体镜可见大小不等的环形地形，有的形成以火山口为中心的放射状分布的火山骨架地形。

②侵入岩，以花岗岩为例，立体镜下一般呈穹形凸丘，因含硅质较多而色调偏浅。

（3）变质岩：石英岩类似于硅质砂岩的影象特征，片麻岩类似于花岗岩的影象特征。

（4）第四纪黄土和红色粘土物质，色调多呈浅灰；立体镜下观察，坡度平缓，无阴阳坡。

2、地貌单元判读：
（1）分水岭和坡地：在立体镜下可见到两坡相对的高地，通常阳坡色调浅，阴坡色调灰暗。

（2）侵蚀沟和河谷：侵蚀沟呈分枝状；河谷两壁为陡坎，影象较浅者为V形谷；谷坡平缓谷底宽平，影象较浅者为U形谷。

（3）洪积扇：位于河谷出口处，立体镜下观察呈扇形，有平整凸起表面。

扇顶端部位由于物质粗大，色调较暗，中部物质多砂且水流下渗，色调明亮，边缘部分因有地下水影响，往往色调较暗。

（4）阶地：立体镜下可见阶地陡坎，阶地面一般倾向河流，色调较浅。

（5）河漫滩和河床：河漫滩有砂石堆积或干的色调较浅，无砂石或漫水的色调较暗。

河床有水呈黑色条带状，平涸的河床呈明显的白色条带。

3、植被类型判读
（1）针叶林：锥形黑点，大小较均一，灰黑色调，有明亮感。

（2）阔叶林：密度不等的小圆点，深灰色调。

（3）针、阔叶混交林：锥、园形黑点交错，图斑轮廓模糊，色调明暗相同。

（4）稀疏林：色调深灰至浅灰，间黑色粒点。

（5）灌从：形状不规则的灰或浅灰色图斑，竹林呈现黑白相间较密集的点状。

（6）草甸沼泽：呈“乌云状”或“墨水斑迹状”图型，干草原呈“花斑状”图型。

4、农业利用方式判读
（1）旱地：明亮不规则的多边形图案，田埂线条不明显。

（2）水田：梯田呈环状；垅滂田呈蚯蚓状或剥壳笋状；平原圩区的水田呈整齐的格状或长方形，田埂线都很明显。

（3）菜地：多呈栅状图型，色调因菜的品种和土壤湿度而异。

（4）果园：呈棋盘格状图型，树冠呈整齐的黑点。

5、裸露土体某些理化性状判读：
（1）质地：粘土色调暗，砂土色调浅。

（2）有机质：含量高的土壤色调暗，少者色调浅。

（3）湿度：湿度大的土壤色调暗，湿度小者色调浅。

（4）盐分组成：含CaCO3、NaCl或Na2SO4盐土色调浅，含MgCl2及黑碱土色调暗。

上述各种地理景观及环境因素的判读标志只是一般而言，具体判读时还会遇到各种例外，甚至发生误判。

同时，即使综合上述标志判读土壤，其疑难和误判之处也不可避免。

因此，实际工作中不仅视使用象片摄影时间，时相以晒印的质量作具体分析，而且对调查区作典型调查（建立典型样块），找到可资借鉴的地理景观影象特征之间的相关性，在此基础上进行室内土壤判读，然后再行野外实地校核。

V、作业：
1、判读所给航片的建筑物、道路、水系等。

2、在航片上进行地貌判读，选5种类型的细部按下表所列项目进行填写。

3、蒙上透明纸，在作业面积内进行土壤判读并绘制草图，标以记号，附以图例（注意图斑拼接）。

实验六野外校核
所谓野外校核，是指到野外实地去校正核对室内航片内容的预判情况。

野外校核重点针对那些判读时没有把握的疑难图斑，该补的则补，该改的则改。

同时，也要注意校核一些自己认为判读把握较大的图斑。

野外校核的方法是根据预判情况选择剖面点位，做主要剖面观察和钻孔检查，对已判定性的土壤轮廓，也应尽可能设剖面进行验证，逐段修正预判结果。

土壤界线与类型，经验证，修正后，正式勾绘到航片上去，以便转绘和查对。

此外，如果实地发现新的地物要素，也要补测到航片上去。

物品准备：航片及判读草图、刺针、玻璃铅笔、铁锹、土钻。

本实验的路线选在儋州校区周围。

作业：通过野外校核补测，修正航片和判读草图。