A 20. sz. első évtizedeiben meginduló talajeróziós modellezés eredeti célja egy adott területen bekövetkező erózió becslése volt a befolyásoló tényezők segítségével, ugyanakkor a költséges terepi mérések mellőzésével. Mára ezen elsődleges cél mellett sokkal fontosabbá vált az előrejelzés, illetve a klimatikus, talajtani, domborzati és egyéb adottságok figyelembevételével a területhasznosítás optimalizációja.
A kiindulási körülményeket leíró kvantitatív vagy kvalitatív adatokat nevezzük bemeneti paramétereknek (input), a folyamat végeredményét jellemző adatokat kimeneti paramétereknek (output), míg a kettő közötti összefüggésrendszer megadása maga a modell.
A valóság bonyolultságának és információhiányunknak köszönhetően a legtöbb modell egyszerűsít, azaz a folyamat kimenetele szempontjából kevésbé fontosnak vélt összefüggésektől és bemeneti paraméterektől eltekint, ez azonban nem mehet a folyamat valósághű leírásának a rovására. Az egyszerűsítések miatt viszont nagyon fontos megadni a modell érvényességi körét is. Ezek alapján tehát akkor nevezhetünk „jónak” egy modellt, ha kezelhető mennyiségű (és előteremthető) input paraméterekkel dolgozik, minél szélesebb körben alkalmazható, ugyanakkor outputjaiban jól közelíti a valóságot.
A talajerózió folyamatát szinte kizárólag csak determinisztikus modellek írják le. A bemeneti paraméterek osztályozását alapvetően négyféleképpen tehetjük meg:
1. Az alapján, hogy a paraméter mely környezeti elemet jellemzi, megkülönböztetünk meteorológiai, növényzeti, topográfiai, talaj- és egyéb paramétereket (4.5. ábra).
2. Kvantitatív és kvalitatív paraméterek. Kvantitatív például a lejtőhossz, szélsebesség és a talaj nedvességtartalma, kvalitatív például az őszi búza - kukorica - szója vetésforgó vagy a lejtőre merőleges művelés. Természetesen ezen kvalitatív paraméterek is számszerűsítve fognak a modellbe kerülni.
3. Mérhető és „nem mérhető” paraméterek. A „nem mérhető” paraméterek fogalma itt nem azt jelenti, hogy nem létezik módszer a mérésükre, csupán azt, hogy mérésük a modellezni kívánt területeken a rendelkezésünkre álló lehetőségek keretein belül nem valósítható meg (pl. időhiány, technikai felszereltség hiánya, pénzhiány, vagy egyszerűen a paraméter térbeli és időbeli változékonysága miatt). A leírtakból is látszik, hogy ez a felosztás nem egzakt, vagyis a körülmények változásával változhat egy-egy paraméter besorolása, de szinte minden vizsgálatnál – bármilyen modellt alkalmazunk – számolnunk kell néhány ilyen paraméterrel.
4. Érzékeny és „nem érzékeny” paraméterek. Az eróziót befolyásoló paraméterek között lesznek olyanok, amelyek változása rendkívül érzékenyen érinti az erózió mértékét (pl. beszivárgási ráta, szélsebesség, csapadékintenzitás, erodibilitás), értelemszerűen ezeket nevezzük érzékeny paramétereknek.
A modellezés során a legtöbb problémát az érzékeny, de nem mérhető paraméterek okozzák. Ilyen esetben általában nincs más választásunk, mint korábbi, hasonló körülmények között (hasonló talajtípuson) elvégzett méréseken alapuló irodalmi adatokat használni fel. A legtöbb modell táblázat, egyenlet vagy nomogram formájában tartalmaz ilyen segédleteket (összefoglalóan ezeket hívjuk paraméterkatalógusnak), és pontosan ezek a segédletek jelentik a modellek alkalmazhatóságának a korlátait is, illetve ezek adott területre vonatkozó érvényesítését nevezzük a modell kalibrálásának. Ehhez mindenképpen rengeteg mérési adatra van szükségünk, hogy a mért erózióból meg tudjuk alkotni az adott alkalmazási területre vonatkozó paraméterkatalógust.
A kimeneti paraméterek között első helyen szerepel az eróziós ráta, amelyet a legtöbb modell t/ha-ban ad meg. Emellett a modell típusától és részletességétől függően leggyakrabban a lefolyt vízmennyiség, hordalékkoncentráció (vízeróziós modelleknél), az erodált talaj szemcseösszetétele, esetleg a tápanyagok, szennyeződések mennyisége (anyagforgalmi modelleknél), vagy a terméshozam (termésbecslést is végző modelleknél) szokott szerepelni outputként.
Az input és az output adatok közötti összefüggésrendszer definiálása adja általában a modellek mibenlétét. A rendkívül összetett és messzire vezető felosztásukból itt csak azt emeljük ki, hogy amennyiben a modell nagyszámú mérés alapján felírt tapasztalati képleteken alapszik, és nélkülöz minden – a folyamat hátterét leíró – matematikai összefüggést, akkor tapasztalati, ha a folyamat hátterét leíró egzakt matematikai és fizikai egyenleteken alapszik, akkor fizikai / elméleti modellnek nevezzük.
A modellek érvényességi körében is óriási eltérések tapasztalhatóak. A bevezetőben már érintőlegesen említettek szerint három fő kérdéskört kell tisztázni egy modell alkalmazása előtt:
1.Időtényező: a legjobb felbontású modellek képesek perces pontossággal output adatokat produkálni (általában ezek az „egyeseményes” modellek), vannak amelyek csak havi, évi, vagy még hosszabb időtávra alkalmazhatók.
2.Területméret, méretarány problémaköre: egyes modellek csak néhány ha-os, maximum néhány 10 ha-os területre alkalmazhatók, míg mások akár több ezer km2-re is.
3.Az előzővel szorosan összefügg a modellezhető terület jellege is: általában a kifejezetten parcellákra, mezőgazdasági táblákra kidolgozott modellek csak nagy méretarányban dolgoznak, míg a kisvízgyűjtőktől (max. néhány 10 km2) a nagyobb folyók vízgyűjtője (1000-10.000 km2) felé haladva a modellek felhasználhatósága is eltolódik az egyre kisebb méretarányok (felbontás) felé. A vízgyűjtőkre is alkalmazható modellekkel szemben ma már alapkövetelmény valamilyen GIS-modul megléte.
Általánosságban elmondható, hogy minél nagyobb méretarányban, minél kisebb területre alkalmazható egy modell, annál többféle és pontosabb bemeneti paraméterre van szüksége, tehát alkalmazása annál gondosabb előkészületeket igényel. A nagyobb területekre alkalmazott, kis méretarányú modelleknél viszont a becslések és a generalizálás miatti információvesztés következtében a pontosság fog sérülni, illetve elveszítjük a kontrollmérések lehetőségét.
Összegezve a leírtakat elmondható, hogy talajeróziós modellnek azokat a számítási módszereket, képleteket nevezhetjük, amelyek jól definiált bemeneti paraméterek segítségével outputként számszerű becslést adnak egy terület talajeróziójára vonatkozóan.