应用计算机硬件和软件，存贮、检索、分析、处理土壤信息的一种技术工具。它包括人、计算机硬件和软件、信息载体及数据资料等方面，能按人们的需要采集、存贮、加工、转换并显示反映土壤属性及空间关系的数据，进而为研究和科学管理与利用土壤资源提供可靠的科学依据。

随着20世纪40年代和50年代航摄测量技术和计算机科学的发展，逐渐利用计算机汇总来源众多的数据信息，并借助计算机的硬件、软件及其辅助设备，处理分析这些信息资料，这就产生了最早的地理信息系统（geographic information system，即GIS）的基本框架。60年代以来，随着GIS研究的深入和应用的拓宽，GIS已渗透到众多的学科研究领域。70年代中期，国际土壤学界将现代空间信息处理技术引入土壤学科，纷纷研究土壤信息系统（Soil in-formation system，即SIS）。国际土壤学会（ISSS）于1974年专门成立了土壤信息系统工作组，从事该研究的组织工作，目前已经开发运用的土壤信息系统有日本的DLIS（1974年），加拿大的CanSIS（1972年），美国的RAMIS（1976年），墨西哥的MGIS（1978年），英国的LUCC（1982年）和LRIS（1984年），荷兰的ISRI（1986年）等，1986年国际土壤学会已开始着手建立1∶100万世界土壤和地域数据库（World Soil and Terrain Digifal Data Base），简称为SOTER计划，其基本目标是改善为决策者和政策制订者传递精确、及时和有用的土壤和土地资源信息能力，并将这些数据与全球地理信息管理系统中的其他资源数据（地形、植被、坡度、水文、土地利用、气候、人口密度等）相叠加和连接。到1989年为止，SOTER已召开过四次研讨会，取得了重大进展。1990年，国际土壤学会把土壤信息工作组与土地评价工作组合并，成立土地评价信息系统工作组，更加强调了它的实际应用。土壤信息系统的应用已涉及到土壤学许多研究领域，包括土壤调查制图、土壤分类、土壤肥力、土地资源和环境质量评价等方面，为土壤学家更深入和广泛地认识土壤，以及促进土壤学科的发展起着越来越重要的作用。

土壤信息系统通常由以下几部分构成（见图）。

土壤信息系统的一般构成示意框图

数据信息的输入与校验

数据输入指通过各种数字化设备数字化各种反映土壤信息的资料图件，或者通过通讯或读磁盘的方式录入其他系统已存在的数据，以及采用适当的方式通过键盘录入各种调查数据、统计数据等。数据校验是通过统计分析和逻辑判断等方法分析检查数据中存在的错误，并通过适当的编辑方式加以修正的过程。在向土壤信息系统输入土壤有关信息时，首先要解决的问题是数据的标准化及其土壤描述语言的规范化，较为科学的方法是建立土壤野外调查程序，统一剖面描述方法及其统一的代码系统，然后按一定的格式输入土壤信息。

数据存贮与管理

利用计算机的存贮设备建立土壤信息数据库及数据库管理系统，数据库是土壤信息系统的关键组成之一，它保证了系统数据的有效存贮、、提取、检索、更新与共享。数据存贮、管理的有效性取决于所采用的数据编码方式和文件结构的设计。数据存贮包括空间地物如区域土壤类型的地理分布、土壤属性数据以及它们之间的相互关系等有关信息的存贮。数据管理包括各种数据形式的选择和转换、数据压缩编码、数据的联接、查询、提取等。

数据综合分析与处理

这是土壤信息系统功能的主要体现，为取得研究土壤有用的信息及相关关系，对原始数据进行综合分析、处理。包括比例尺变换、数据的逻辑提取和计算、统计分析、空间叠加分析以及各种空间模型的构筑等。

数据输出与表示

指系统内的原始数据或已经过系统分析、转换、重新组织的结果信息，以用户可以理解的方式提供给用户。一般可通过调配颜色、尺寸缩放、边框注记和其他附加信息产生、表格格式安排、图形的分割、拼接和复合等处理，以地图、表格、数据的形式表示于某种介质上。通常可采用显示器、胶片拷贝、点阵打印机、多笔绘图仪等作为输出设备，也包括将数据记录于磁盘磁带介质上或通过通讯线路传输到用户的其他计算机系统其中地图、表格是最常用的输出形式。

土壤信息系统可以形象地比喻为土壤调查研究的“高级工具箱”，其基本功能可概括为以下几方面：

土壤信息检索及土壤因素分析

利用土壤信息系统来改善土壤性状的描述，更为有效地检索和处理土壤调查资料，并寻找土壤各因子之间的内在联系，为土壤发生、分类及土壤特性研究提供依据。例如，美国农业部土壤保持局从世界范围内搜集的15000多个土壤剖面资料，利用土壤信息系统找出与土壤发生有联系的诊断层和诊断特性，并在此基础上制定了《美国土壤系统分类》。

土壤系列制图

土壤信息系统将土壤调查资料经过数字化和编辑、加工、处理、生成的土壤多要素多边形数据文件，可按指定的比例尺恢复为图形形式，用于土壤系列化制图。例如，荷兰土壤调查局利用土壤信息系统作矢量型区域土壤图以及光栅型的土壤利用图和土壤侵蚀图。

土壤类型数据统计

在建立区域土壤信息数据库的基础上，土壤信息系统可利用多边形数据编码的拓扑关系，方便、有效地提取并计算某一特定的土壤类型的面积，从而可以快速地获取各类土壤的面积数据，并能不断地进行更新。例如，浙江农业大学土化系研制的微机数字转绘和面积量算系统，可实现航片数字转换和面积量算一步完成，可大大地提高航片土壤调查的工作效率。

土壤资源评价及决策分析

土壤信息系统通过各种评价模式，自动实现土壤资源评价过程，目前已获得实际应用。例如，丹麦土壤工作者利用土壤信息系统制订土壤排灌计划，计算潜在的土地排灌需求，并根据不同需求分等定级，又如美国农部土壤保持局利用土壤信息系统和地理信息系统分别作出土壤、河流、坡度和土地利用的专题图，并进行叠置分析、处理，进而实现土地综合评价。

90年代初SOTER开展了拉丁美洲试验区（LASOTER），北美试验区（NASOTER）和西非试验区（WSSOTER）。澳大利亚、捷克、斯洛伐克和匈牙利的土壤学家已经提交了中欧SOTER的建议。SOTER的长远目标是产生一个包含数字化制图单元界线及其属性的世界土壤和土地数字化数据库。在中国，对于土壤信息系统已引起不少学者的兴趣，并致力于这方面的研究。自1980年以来，许多研究者就开始注重地理信息系统的探索性研究，并开展了若干单项专题和样区的试验研究；1981～1985年期间在发展遥感技术和机助制图的基础上，引进现代空间信息处理技术，1986～1990年期间进行了包括土壤因子的黄土高原信息系统，存贮、检索土壤肥力信息的推荐咨询系统，以及京、津、唐地区信息系统等区域专题性资源与环境信息系统的研究，其中也包括该区域的土壤信息的分析、处理。1990年12月中国土壤学会在厦门召开了第一次全国土壤信息科学工作会议，为筹建中国土壤信息科学工作组进行了前期准备工作，并于1991年中国土壤学会第七次全国代表大会正式成立了土壤信息科学工作组，将促进我国土壤信息系统研究工作的发展。土壤信息系统研究发展趋势可概括为以下几个方面：①土壤信息数据的标准化和规范化研究日趋重视。达曼斯基（Dumanski，1978年）指出：土壤信息系统的建立本身将会对土壤信息的搜集和存贮工作提出更为严格的规定和要求，它促使在今后的土壤数据采集和分析工作中要自觉地遵照“指令性”的方式来进行。制定统一的规范和标准是土壤信息系统数据有效存贮、共享、利用和更新的保证，对于许多特性尚不能采用量测手段获取精确数据的复杂的土壤系统，这方面的工作显得尤为重要。②遥感技术与信息系统的结合研究日益加强。传统的土壤调查研究方法存在着实时性差，效率低等缺陷，难以适应土壤科学发展的需求。遥感技术为土壤资源调查、研究提供了先进的手段，它不仅能提供大范围的地面宏观影象，监测着地面信息的时空动态变化，而且还能以像片或计算机兼容磁带（CCT）的形式提供地面信息，借助计算机处理，大大提高了人们研究土壤信息的能力，使信息源的及时性、正确性得到保证。③开发专家系统的研究是发展土壤信息系统的前沿内容。专家系统的开发是提高土壤信息系统实用性、可靠性与先进性的保证。从某种意义上讲，现阶段的大量的地理信息系统、土壤信息系统仅是一个空间数据管理系统，主要对存贮在计算机中的各种数据信息进行查询、检索、统计、分析处理等操作，这些功能大多仍处于数据统计分析的水平上。由于缺乏地学和土壤专业知识的参与，使得存贮在计算机中的大量信息的使用与实际解决问题的能力相脱节，其应用发展受到阻碍。为了充分发挥土壤信息系统的作用，有效的利用信息资源，就有必要结合专业研究成果，引入人工智能技术，使之能根据众多专家知识构成知识处理系统，灵活组织数据库与知识库，以求解决传统数据处理手段难以解决的问题。因此，专家系统的研究将成为土壤信息系统急待开发的领域。90年代以来，国内外对土壤信息系统的潜在能力及其研究正表现出浓厚的兴趣，土壤调查研究面临着如何有效地分析、处理数量浩繁的土壤信息问题。在大量数据分析、处理的繁琐工作中，土壤信息系统可以发挥其特别的功能。因此，土壤信息系统的研究已成为土壤科学前沿研究内容之一，它将对土壤科学的发展及应用领域的拓宽起重要作用。