精細數字土壤普查模型與方法是指利用現代空間分析技術、人工智能和機器學習的方法，基于模糊推理理論獲取空間上詳細、數學上的土壤空間變化信息的方法。本書對精細數字土壤普查的理論和技術及其應用進行了系統研討，內容包括數字土壤普查的現狀、基于模糊邏輯的精細數字土壤的表達模型、定量描述土壤環境要素空間變化的分析技術、獲取土壤與環境關系知識的人上智能和機器學習方法、模糊推理的計算手段以及應用實例。在所附的CD中，為讀者提供了軟件系統和實際數據，便于讀者實踐。
本書主要讀者對象為從事自然資源(如土壤資源、動物生境等)調查、自然災害(如滑坡)預測和其他地理信息技術應用的科研人員及大專院校相關專業的師生。
本書對土壤詳查的理論和技術進行了系統的闡述，并詳細介紹了該技術在美國和中國的應用實例。書后附帶有精細土壤普查的軟件系統及詳細說明，為這一技術的應用提供了方便，這也是少有的無私轉讓技術的方法。 這本書是朱阿興教授近年來的一部力作，也是朱阿興教授的部中文專著。書中內容是朱阿興教授及其團隊多年來的研究結晶，也是當前國內外專門論述土壤詳查技術的本專著。該書的問世將對我國土壤普查技術的發展起到有力的推動作用，也將為解決環境污染、災害評估等其他領域相關問題提供借鑒。
序
前言
第1章 緒論
1.1 精細數字土壤資源普查的相關概念及必要性
1.1.1 相關概念
1.1.2 必要性
1.1.3 可能性
1.2 土壤普查及其發展現狀
1.2.1 傳統的土壤普查
1.2.2 新興的土壤普查方法與數字土壤制圖
1.3 土壤資源調查存在的問題
1.3.1 傳統土壤普查方法與制圖中存在的問題
1.3.2 新興的土壤普查方法與數字土壤制圖中存在的問題
1.4 精細土壤普查技術的概述和特點
1.5 本章小結
參考文獻
第2章 精細土壤普查的理論基礎和基本思路
2.1 土壤與地理環境間的關系
2.1.1 土壤發育與環境因素的關系
2.1.2 影響土壤形成的環境因素
2.1.3 土壤與環境因素間的協同性
2.2 精細土壤普查的基本思想
2.2.1 基本假定
2.2.2 精細土壤普查的理論框架
2.3 詳細土壤空間變化的表達模型
2.3.1 土壤的空間變化特征
2.3.2 模糊邏輯的基本概念
2.3.3 柵格模型的基本概念
2.3.4 土壤空間變化的相似度模型
2.3.5 相似度模型與類別多邊形模型
2.4 精細土壤普查的基本步驟
2.5 本章小結
參考文獻
第3章 土壤環境要素信息的獲取
3.1 環境要素的選取原則
3.1.1 選取與土壤空間差異相關的環境要素
3.1.2 選擇可獲取的環境要素
3.2 地形要素信息的提取
3.2.1 地形屬性的提取
3.2.2 地貌部位信息的定量描述
3.3 植被要素空間分布信息的提取
3.3.1 植被類型的定性信息
3.3.2 植被屬性的定量信息
3.4 其他環境要素信息的提取
3.4.1 母質條件
3.4.2 人為因素
3.4.3 時間要素
3.4.4 氣候要素
3.5 本章小結
參考文獻
第4章 土壤與環境關系知識的獲取
4.1 土壤與環境關系知識的內容及其隸屬度函數的表達
4.1.1 土壤與環境關系知識的內容
4.1.2 土壤與環境關系知識的隸屬度函數表達
4.2 土壤普查專家知識的獲取方法
4.2.1 土壤普查專家知識獲取方法的基礎——個人構念理論
4.2.2 知識獲取過程
4.3 基于大量野外樣本的知識獲取方法
4.3.1 神經網絡方法
4.3.2 決策樹
4.3.3 其他基于大量樣本的知識獲取方法
4.4 基于案例推理的知識獲取方法
4.4.1 基于案例推理的假設
4.4.2 基于案例推理的土壤與環境知識的獲取和應用
4.5 基于已有土壤圖的知識獲取方法
4.5.1 土壤圖所包含的土壤與環境關系知識
4.5.2 從土壤圖中挖掘知識的過程
4.6 目的性采樣的知識獲取方法
4.6.1 理論依據
4.6.2 目的性采樣的知識獲取步驟
4.7 本章小結
參考文獻
第5章 土壤相似度的計算及其派生信息的生成
5.1 土壤相似度的計算
5.1.1 基于隸屬度曲線的推理過程
5.1.2 基于案例的土壤推理過程
5.1.3 基于神經網絡的推理過程
5.2 土壤相似度派生信息的生成
5.2.1 土壤類型柵格圖及其不確定性圖
5.2.2 類常規的多邊形土壤圖
5.2.3 土壤屬性圖
5.3 本章小結
參考文獻
第6章 土壤詳查的實例
6.1 精細土壤普查方法在美國的應用實例
6.1.1 研究區概況
6.1.2 專家知識
6.1.3 環境要素數據庫
6.1.4 推理制圖
6.1.5 精度檢驗
6.2 精細土壤普查方法在中國的應用實例
6.2.1 研究區概況
6.2.2 環境要素數據庫的建立
6.2.3 土壤與環境關系知識的獲取
6.2.4 推理制圖
6.2.5 土壤類型柵格圖精度評價
6.2.6 土壤屬性制圖及其評價
6.3 精細土壤普查的整體評估
6.4 本章小結
參考文獻
第7章 研究方向及展望
7.1 研究方向與發展趨勢
7.1.1 土壤與環境關系知識獲取方法的完善
7.1.2 反映土壤空間差異的環境要素和信息獲取技術的完善
7.1.3 土壤的空間相關性和土壤與環境相關性的綜合
7.1.4 精細土壤普查所獲信息的應用
7.2 精細土壤普查在我國的應用前景
7.2.1 必要性
7.2.2 可能性與面臨的主要問題
7.3 本章小結
參考文獻
附錄1：所附CD的內容
附1.1 3dMapper
附1.2 神經網絡軟件和實例數據
附1.3 美國威斯康星州Raffelson流域的實例數據
附1.4 精細土壤普查軟件
附錄2：SoLIMSolutions軟件使用手冊
附2.1 快速入門
附2.1.1 軟件概覽
附2.1.2 新建工程
附2.1.3 推理制圖
附2.1.4 查看結果
附2.2 使用指南
附2.2.1 工程管理
附2.2.2 環境要素數據庫管理
附2.2.3 知識庫管理
附2.2.4 土壤推理
附2.2.5 結果驗證
附2.2.6 產品生成
附2.2.7 地形分析
附2.2.8 其他工具
附2.3 其他資料
附2.3.1 文件后綴說明
附2.3.2 所附CD中有關SoLIMSolutions的內容及其說明
附錄3：美國威斯康星州La Crosse縣Raffelson流域精細土壤普查所需數據
附3.1 與土壤專家訪談得到的專家知識
附3.1.1 由土壤專家確定的流域內主要土系
附3.1.2 與土壤空間分布相關的環境要素
附3.1.3 土系與環境之間的對應關系(按地質條件歸類)
附3.1.4 隸屬度曲線
附3.2 環境要素層
附3.3 結果精度檢驗數據
附3.3.1 對土壤類型(土系)分布的檢驗數據
附3.3.2 土壤屬性(質地)分布的檢驗數據
附3.4 所附CD中有關Raffelson流域數據的組織
第2章 精細土壤普查的理論基礎和基本思路
在第1章中已介紹了傳統土壤普查方法，概括了近幾十年隨著信息技術發展所出現的新興的土壤普查方法以及其所面臨的主要問題，提出了發展基于專家知識和模糊理論的精細土壤普查技術的基本思想。本章主要對這套方法的理論基礎及基本思路進行介紹。
2.1 土壤與地理環境間的關系
2.1.1 土壤發育與環境因素的關系
土壤是成土母質在一定水熱條件和生物的作用下，經過一系列的物理、化學和生物化學過程形成的。隨著時間的發展，母質與土壤其他環境要素之間發生了頻繁的物質能量的交換和轉化，形成了土壤腐殖質和黏土礦物，發育了層次分明的土壤剖面，出現了具有肥力特性的土壤。土壤是一個獨立的歷史自然體。它不僅具有自身的發生發展過程，而且是一個能從物質組成、形態、結構和功能上進行剖析的物質實體。同時，土壤又是地理環境統一體中的一個組成要素，處在與巖石圈、大氣圈、水圈和生物圈不斷地相互作用之中。
早在中國古代的先秦時期(公元前221年之前)，人們就對土壤與其他地理環境之間的關系有了比較深入的認識和研究。這集中體現在兩篇重要的土壤學文獻——《尚書·禹貢》和《管子·地員》中。特別是在《管子·地員》篇中，比較詳細地論述了土壤與地形、地下水和植物等地理環境因素之問的關系。在前半部分，闡述了"瀆田"(大平原)中的"悉徙"、"赤壚"、"黃唐"、"赤埴"、"黑埴"等各種土壤類型所分布的空間位置存在地勢高下、地下水甘苦和深淺的變化，而且這些土壤上所宜生的谷物和草木也有所不同。后一部分介紹了18種土壤。對于每種土壤說明其性狀、典型谷類品種以及它們在丘陵山地上可以生產的各種植物，如樹木、果品、纖維、藥物、香料等。可以說在土壤學的發軔時期，人們已經認識到土壤與地理環境因素之間有密切關系。
……
