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本期向大家分享SWAT模型的土壤数据库的制备方法 。在开始之前，要注意的是：我的土壤数据是HWSD世界土壤数据，需要进行土壤重新分类。最终要完成的任务有3项，分别是：
（1）重分类后的土壤类型数据（栅格数据文件）
（2）土壤类型索引表（txt文件）
（3）usersoil数据库（替换原来SWAT自带的参数库"SWAT2012"中的"usersoil"表内容），数据最多保留两位小数。
三者关系如下：索引表 起到桥梁的作用，SWAT模型通过索引表 来连接栅格数据 与usersoil土壤数据库
目录
[1 研究区土壤数据提取](#1 研究区土壤数据提取)
[2 研究区土壤数据重分类](#2 研究区土壤数据重分类)
[2.1 提取研究区土壤数据库](#2.1 提取研究区土壤数据库)
[2.2 研究区土壤数据重分类](#2.2 研究区土壤数据重分类)
[3 研究区土壤索引表制作](#3 研究区土壤索引表制作)
[4 usersoil数据库制备](#4 usersoil数据库制备)
[4.1 HWSD复制至usersoil](#4.1 HWSD复制至usersoil)
[4.2 SPAW计算](#4.2 SPAW计算)
[4.3 USLE方程中可蚀性因子计算](#4.3 USLE方程中可蚀性因子计算)
[4.4 水文分组](#4.4 水文分组)
[4.5 usersoil数据库制备完成](#4.5 usersoil数据库制备完成)
1 研究区土壤数据提取
将"HWSD"栅格文件加载至ArcMap，通过第一期内容得到的澜沧江DEM数据 进行掩膜提取，得到澜沧江土壤数据。
①加载HWSD栅格土壤数据。
② 在ArcToolbox中找到**"数据管理工具"------"投影和变换"------"定义投影"** ，对HWSD栅格土壤数据定义一个GCS_WGS1984的地理坐标系。
③在ArcToolbox中找到**"Spatial Analyst 工具"------"提取分析"------"按掩膜提取"** ，通过澜沧江DEM数据lcrdem_prj 对HWSD栅格数据按掩膜提取，得到澜沧江土壤数据lcr_soil。
④在ArcToolbox中找到**"数据管理工具"------"投影和变换"------"栅格"------"投影栅格"**，对澜沧江土壤数据进行投影，直接选择与澜沧江DEM数据相同的投影坐标系。
⑤将投影后的澜沧江土壤数据lcrlu_soprj添加至ArcMap。
2 研究区土壤数据重分类
2.1 提取研究区土壤数据库
打开HWSD世界土壤数据库，即HWSD.mdb 。我们需要用到其中的表是HWSD_DATA ，将其导出为Excel格式，将澜沧江土壤数据的属性表导出，用Excel的VLOOKUP函数提取研究区澜沧江的土壤数据库。
①导出HWSD_DATA表。
②将澜沧江土壤数据lcrlu_soprj 的属性表导出为txt格式。
③在导出的HWSD_DATA 表中新建Sheet2 工作簿，将从ArcGIS中澜沧江土壤数据导出的txt文件导入Sheet2中。
④用VLOOKUP函数结合COLUMN函数 ，一对多匹配，获取对应VALUE列 的所有土壤数据，即澜沧江的土壤数据。VALUE列 的数据对应HWSD_DATA 表的U_GLOBAL列的数据，以此来进行VLOOKUP匹配。蓝框标黄 是从ArcGIS中导出的txt文件内容 ，红框 是函数内容，具体的VLOOKUP函数和COLUMN函数使用步骤在网上有很多教程，这里不做赘述。
2.2 研究区土壤数据重分类
①新建一个Sheet3 工作簿，将Sheet2中的所有内容按保留值格式粘贴到Sheet3，避免后续操作导致公式改变。 在Sheet3 的COUNT列后面插入新的一列，将SU_SYM74的前两个值Ao和Lf复制到新的一列，利用Excel的LEFT函数 将SU_YM90的所有值的前两个字母延续复制到新的一列。所有前两个字母相同的土壤，我们将其归为一类，然后看同类中谁的COUNT最大，这意味着该土壤在流域中占比在同类中最大，用该土壤代表同类的所有土壤，以这样的思路来进行土壤重分类。
②新建一列，用来存储新的VALUE值（命名为NEW_VALUE）即COUNT最大的土壤的VALUE列的值。比如，筛选AC类的土壤，这其中12537最大，那么就在NEW_VALUE列填入11788。同理将所有类共23类土壤重复上述操作，得到完整的NEW_VALUE列。
③新建Excel文件，将原来Excel表格的VALUE列和NEW_VALUE列放进里面，保存为CSV格式。
④打开ArcMap，右键澜沧江土壤数据lcrlu_soprj ，点击**"连接和关联"------"连接"**。
⑤基于澜沧江土壤数据lcrlu_soprj 的VALUE字段，和Re.csv文件中的VALUE字段匹配进行连接。
⑥打开澜沧江土壤数据lcrlu_soprj的属性表，发现已经连接成功。
⑦在ArcToolbox中找到**"Spatial Analyst 工具"------"重分类"------"重分类"** ，输入栅格选择上述连接过的澜沧江土壤数据lcrlu_soprj ，重分类字段选择NEW_VALUE ，点击唯一，命名输出栅格。
⑧将重分类后的澜沧江土壤数据relcr_soil 添加至ArcMap，重分类后的土壤类型减少至23种，至此土壤重分类完成，完成了第一项任务。
3 研究区土壤索引表制作
① 打开先前的Excel表格HWSD_DATA，新建Sheet4，后续根据此工作簿制作索引表 ,将Sheet3中的NEW_VALUE复制到Sheet4中的第一列，然后删除重复值，保留唯一值 。在Excel工具栏中选择"数据"------"删除重复值"，这样能够保证每个VALUE都是唯一值。
②重复2.1中④的VLOOKUP函数结合COLUMN函数操作，获取重分类后的土壤数据。
③新建一个Excel表格，命名为"索引表 "，将HWSD_DATA表格Sheet4中的SU_SYM74和SU_YM90 中的土壤名称复制到"索引表"中的第二列 ，列名为"NAME "。在第一列 命名列名为"VALUE "，根据ArcGIS土壤重分类结果，将序号从0开始编号，下拉至22。
④ 在Excel工具栏中选择"文件"，另存为逗号分隔的CSV格式，再将文件名后缀改为txt。
------>修改后缀名为txt------>
⑤ 打开索引表.txt 文件，为列名添加英文双引号（eg：VALUE------>"VALUE"） ， 土壤索引表制作完成，完成了第二项任务。
4 usersoil数据库制备
我们先前获取的重分类到土壤数据归根还是HWSD土壤数据库，SWAT无法直接读取，所以我们要将其换一个格式，制备成SWAT2012.mdb参数数据库中uersoil表的格式，usersoil就是SWAT的土壤数据库。所有的操作我们在Excel中进行，这样方便批量复制数据，HWSD中的部分列可以直接复制到uersoil中的指定列，具体复制到哪些指定列，下面我会给出一个表格来一一对应两者的列名。usersoil其余的空白部分需要我们用SPAW软件来计算。
4.1 HWSD复制至usersoil
①导出usersoil为Excel格式。usersoil表是在下载ArcSWAT时自带的，一个SWAT工程包含3个数据库，分别是：工程库（工程名.mdb）、栅格库(RasterStore.mdb)、参数库(SWAT2012.mdb)。usersoil表在参数库中可以找到，参数库的默认路径是:
电脑下载ArcSWAT的路径\ArcSwat\Databases\SWAT2012.mdb
②HWSD与usersoil列名对照表 。将usersoil里的第一行列名保留，其余内容删除，将与之对应的HWSD中的列的数据复制进去。注意深度的转换 ，在复制到usersoil时要乘10，有机质的值是HWSD中的TOC除以0.58。其中SOL_BD土壤湿容重也可以用SPAW计算。
思路参考：SWAT模型土壤数据库的建立教程（一）---------土壤数据的裁剪，投影以及重分类处理_哔哩哔哩_bilibili
③usersoil的其他列的含义和数值见下表。表中还有一些未提及的列，这些列对应的值都是任意的，沿用SWAT自带的usersoil原本的值即可。
④把目前能填的列都填到usersoil中，如下图。
4.2 SPAW计算
①打开SPAW软件，首先将度量单位 由英制English改为公制Metric。
②输入参数。以土壤Ao的表层为例：
Sand：49 ；Clay：24 ；Organic Matter： 就是有机质含量，T_OC除以0.58，值是1.72 ；Salinity： 就是HWSD中的T_ECE，值是0.1 ；Gravel：10。
每次输入参数都要敲击回车Enter！！得到的结果在SPAW界面右上角：
（1）TextureClass 对应usersoil的TEXTURE土壤结构SandyClayLoam（注意这个参数对后续SWAT计算没什么影响，所以随便填个值也是没问题的，比如用土壤名称Ao代替）；
（2）AvailableWater 对应SOL_AWC1，0.11；
（3）SatHydraulicCond 对应SOL_K1，9.25；
（4）MatricBulkDensity 对应SOL_BD1，1.51。上面提到过，SOL_BD土壤湿容重也可以直接用HWSD中的REF_BULK_DENSITY来代替。
这样就完成了一个土壤表层的参数计算，将计算结果填入usersoil中。由于大部分土壤不仅要计算表层参数，还要计算深层的参数，所以几乎每个土壤要操作SPAW2次，共有23个土壤类型，所以要重复操作SPAW40多次，工作量比较大。
4.3 USLE方程中可蚀性因子计算
将usersoil中的各土壤类型的Clay粘土、Silt粉土、Sand沙土、Rock砾石、OC有机碳含量 分别填入Excel中，自动计算出最后一列的ULSE_K可蚀性因子。表层深层都要输入，所以共需输入40多行数据，但是因为Excel中编辑好了公式，所以计算起来工作量不大。
可蚀性因子计算表格是网上一个大佬做的，需要的话可以评论区留言
4.4 水文分组
将usersoil中的各土壤类型的表层和深层Sand沙土含量 填入Excel中，自动计算出最后一列的水文分组。公式思路：利用含沙量 计算平均颗粒粒径 ，利用平均颗粒粒径计算下渗率 ，选择表层和深层下渗率两者中最小 的一个，由最小下渗率 来判断土壤的水文分组。
思路参考：
4.5 usersoil数据库制备完成
将可USLE方程中可蚀性因子 和水文分组结果填入usersoil，完成usersoil土壤数据库的制备，将其导入自己工程文件夹中的SWAT2012.mdb的usersoil中。
（注意：导入SWAT2012.mdb后小数最多保留两位，否则在后续运行SWAT时可能报错！）
以上是全部内容，欢迎大家评论区留言，批评指正。