Resources Science, Volume. 42, Issue 10, 1870(2020)

Theories and technical methods for the comprehensive regionalization of natural resources in China

Haiyan ZHANG1, Jiangwen FAN1, Lin HUANG1, Yulei TANG2, Ying YUE3, Yu YANG3, and Xiaohuang LIU4、*
Author Affiliations
  • 1Institute of Geographic Sciences and Natural Resources Research, CAS, Beijing 100101, China
  • 2Center for Geophysical Survey, China Geology Survey, Langfang 065000, China
  • 3School of Earth Sciences and Resources, China University of Geosciences, Beijing 100083, China
  • 4Natural Resources Comprehensive Survey Command Center, China Geological Survey, Beijing 100055, China
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    Figures & Tables(6)
    Framework for the comprehensive regionalization of natural resources
    Technical flowchart for the comprehensive regionalization of natural resources
    The new scheme for the comprehensive regionalization of natural resource
    • Table 1. Data type and indicators of the comprehensive regionalization of natural resources

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      Table 1. Data type and indicators of the comprehensive regionalization of natural resources

      要素类别数据类型指标名称
      环境地理数据气候条件温度、降水、湿度、风速、日照时数、蒸发量等
      地形地貌地貌类型、海拔、坡度、坡向等
      基础地理国界线、中国各级行政边界(包括省、市、县、乡等)、数字高程模型数据库(DEM)等
      土壤土壤类型、土壤湿度、土壤养分含量(有机质、氮、磷、钾等)、土壤质地、土壤侵蚀类型及分布等
      水文水温、水位、流量、流向、流速、水质、基流量、断流、暴雨径流等
      植被生长状况归一化植被指数(NDVI)、叶面积指数(LAI)、净初级生产力(NPP)等
      土地利用耕地、林地、草地、水域、居民地和未利用土地
      陆地生态系统农田生态系统、森林生态系统、草地生态系统、水体与湿地生态系统、荒漠生态系统、聚落生态系统和其他生态系统
      遥感影像数据航天遥感影像(高、中、低分辨率)、航空摄影成果、无人机影像等
      自然资源数据土地资源农业地、牧业地、林业地、滩地(沙滩/泥滩)、沙漠(沙地)分布等
      森林资源森林类型及空间分布等
      草地资源草地类型及空间分布等
      水资源河川径流量、地下水储量、流域产水模数等
      湿地资源湖泊、沼泽、河流、滨海湿地等
      矿产资源矿产类型及空间分布等
      海域海岛资源岛屿分布、海岸线长度等
      相关区划数据主要参考区划生态地理区划、自然地理区划、生态区划、植被区划、气候区划、干湿区划、土壤区划等
      其他辅助区划综合农业区划、草地资源区划、林业区划、水资源区划、全国生态功能区划、 人文地理区划等
    • Table 2. Commonly used regionalization methods

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      Table 2. Commonly used regionalization methods

      区划方法主要内涵优点不足
      德尔菲法利用函询形式进行的集体匿名思想交流独立思考判断,集思广益,探索性解决问题专家间缺少交流,存在主观影响
      专家经验法利用专家丰富的实践经验进行判断最大限度发挥专家个人能力,操作简单便捷主观性强,要求具体操作人员熟悉情况
      古地理法通过对丰富的历史研究资料的深入分析,查明其年龄和发展历史追本溯源,揭示本质应用缺乏成熟经验,古地理资料缺乏时应用困难
      判别分析法在对对象分类确定的条件下,根据特征值来判别类型可操作性强,不受尺度大小影响划分界限有一定的主观性
      主成分法通过矩阵转换计算特征值和特征向量得到主成分,从而减少相关指标数量,适用于区划指标繁杂,相关性高的情况消除指标间干扰,简化信息,且能客观评定各指标权重对样本容量要求高,计算过程复杂,极易造成信息损失
      加权叠置法将所有相关数据层面进行叠加产生一个新的数据层面的操作方便快捷直观实现区划不同图层间尺度精度难以统一
      3S技术分析法将统计数据、矢量数据和栅格数据等不同数据形式进行空间叠加计算能做指标的时空动态分析、处理速度快、数据管理便捷电脑软硬件和人员专业技术要求高
      聚类分析法按照相似性或差异性的指标,对要素或样本进行聚类简单、直观、适用性强易受异常值和特殊变量的影响
      层次分析法通过对比确定各层次指标权重,逐层求和,适用于区划指标复杂,结构清晰层次性强、灵活、简洁无法摆脱定性判断的主观性和随机性
      地理空间分析法分析各自然要素间的相互关系后进行分区,适用于要素联系紧密,相关度高的区域关注要素间联系,区划系统性强各区划的界线经常会相互矛盾,难以协调
      深度学习利用多层非线性信息的处理方法来进行无监督学习或者有监督学习自适应提取、人工干预少、适用范围广、挖掘精度深度高多类型数据冲突难以处理,对硬件设施要求高
      人工智能利用计算机科学技术研究,开发用于模拟、延伸和扩展人的智能的理论、方法、技术及应用系统高效的自学习、自适应和自创造,运算高速、算法优技术体系不够成熟,大量决策需人工参与
      大数据挖掘通过对大数据聚类、关联分析、分类、预测等,揭示背后隐含的信息、知识、规律有效挖掘隐藏信息,获取、处理大数据的新技术丰富数据多源多格式、大量、价值密度低,统一处理难
    • Table 3. Basic information of the regions delineated by the comprehensive regionalization of natural resources

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      Table 3. Basic information of the regions delineated by the comprehensive regionalization of natural resources

      自然资源大区面积概况包括行政范围主要资源类型及占比
      代码名称面积/万km2占比/%1990年2018年
      东北林耕自然资源大区104.1210.98黑龙江、辽宁、吉林3省及内蒙古东部地区森林(44.71%)、耕地(29.61%)、草地(12.81%)、水体与湿地(3.94%)森林(43.41%)、耕地(34.32%)、草地(7.59%)、水体与湿地(9.18%)
      华北草耕自然资源大区118.4712.50河北、山东、北京、天津以及内蒙古东部、河南、安徽、江苏省北部地区草地(41.10%)、耕地(35.07%)、森林(8.86%)、水体与湿地(3.34%)草地(38.50%)、耕地(33.40%)、森林(10.3%)、水体与湿地(4.40%)
      华东林耕自然资源大区114.2012.05湖北、湖南、江西、浙江和河南、安徽、江苏南部、福建、广西、广东北部、重庆东部森林(51.62%)、耕地(34.00%)、草地(6.28%)、水体与湿地(5.38%)森林(52.52%)、耕地(31.46%)、草地(5.81%)、水体与湿地(4.85%)
      西南林耕自然资源大区102.3810.80云南、贵州以及陕西南部、甘肃南部、重庆西部、广西西部森林(47.93%)、耕地(30.97%)、草地(18.88%)、水体与湿地(0.88%)森林(48.39%)、耕地(30.12%)、草地(18.52%)、水体与湿地(1.11%)
      华南森林自然资源大区28.132.97台湾、海南、广东南部、广西东南部以及福建东南部森林(59.41%)、耕地(27.27%)、草地(3.87%)、水体与湿地(5.24%)森林(58.48%)、耕地(24.98%)草地(4.71%)、水体与湿地(4.52%)
      西北荒漠自然资源大区220.3423.24新疆、甘肃、宁夏、以及内蒙古西部、陕西北部和山西南部和河南西北角荒漠(52.42%)、草地(27.278%)、耕地(10.58%)、水体与湿地(1.79%)荒漠(54.63%)、草地(26.05%)、耕地(11.99%)、水体与湿地(1.26%)
      青藏草地自然资源大区260.3927.47西藏、青海、四川西部、以及新疆南部、云南西北部草地(58.13%)、荒漠(28.89%)、森林(10.21%)、水体与湿地(8.87%)草地(48.97%)、荒漠(30.61%)、森林(12.82%)、水体与湿地(6.41%)
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    Haiyan ZHANG, Jiangwen FAN, Lin HUANG, Yulei TANG, Ying YUE, Yu YANG, Xiaohuang LIU. Theories and technical methods for the comprehensive regionalization of natural resources in China[J]. Resources Science, 2020, 42(10): 1870

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    Paper Information

    Received: Sep. 10, 2020

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    Published Online: Apr. 23, 2021

    The Author Email: LIU Xiaohuang (liuxh19972004@163.com)

    DOI:10.18402/resci.2020.10.05

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