5.4 自然资源统计与分析

5.4.1 气候资源

气候资源是一种宝贵的自然资源，是人类赖以生存和发展的基本条件，它包括能够为人类经济活动所利用的光能、热量、水分、风能等。气候资源具有以下几个特点：

（1）无限性和有限性并存。

（2）利弊相生性。

（3）多样性。

由于气候资源具有明显的空间属性，GIS在气候资源的综合评价、统计与分析方面有着显著的优势，目前GIS中的空间插值已被广泛应用于温度、降水、气压、湿度、风能资源等空间变量的估计、预测，及其时空变化规律等的研究中。空间插值一般包括插值方法的选择、空间数据的探索分析、内插方法的验证和评价几个过程。随着3S技术的发展，特别是GIS技术集数据库、地图制图、空间分析功能于一体，能够实现海量数据的管理和分析，为气候资源的研究提供了强有力的支持。

案例：某地政府为发展当地特色农业，拟开展优质苹果种植区划，即在分析选择影响苹果品质的气候因子的基础上，确定优质苹果气候资源评价指标模型，划分区内各地苹果种植的适宜性等级。其空间分析过程如下：

1．前期分析。通过文献阅读和经验判断的方法，结合地区实际确定苹果种植区划指标：年均气温、年降水、夏季平均最低气温、夏季日照百分率等要素。

2．数据准备。根据前期分析结果，需要准备该地区的行政区划地数据、地区内各气象监测站点的逐日观测数据，包括气温、降水、日照等数据。

3．制定分析方法。采用综合评估选址的思路，以多因素加权叠加模型为方法进行气候区划。

4．因子空间化。利用空间插值技术，将气象站点的点状数据转为面状数据。

5．指标量化和标准化。根据前期分析确定指标量化模型，建立优质苹果气候隶属度函数，对空间化后的各指标进行量化和标准化处理，得到各单因子评估的栅格数据。

6．综合评估。根据单因子评价栅格图层，结合因子权重进行加权叠加，得到多因子综合评价分值数据。

7．级别划分。根据综合得分进行适宜性程度的级别划分，制作苹果种植气候区划图，撰写分析报告。

5.4.2 土地资源

土地资源的分类有多种方法，在中国较普遍的是采用地形分类和土地利用类型分类两大体系：

（1）按地形类型，土地资源可分为高原、山地、丘陵、平原、盆地。

（2）按土地利用类型，土地资源可分为已利用土地，包括耕地、林地、草地、工矿、交通、居民点用地等；宜开发利用土地，包括宜垦荒地、宜林荒地、宜牧荒地、沼泽滩涂水域等；暂时难利用土地，包括戈壁、沙漠、高寒山地等。

空间分析在土地资源管理中的应用，主要体现在以下两个方面：

1.土地资源调查与动态变化分析。土地资源调查包括土地详查和变更调查。土地详查的目的是为了全面查清某一区域内的土地利用状况，掌握真实的土地基础数据，建立和完善土地调查、统计和登记制度，实现土地资源信息的社会化服务，满足经济社会发展及国土资源管理的需要。变更调查是在土地详查的基础上，定期或不定期对发生变化的区域进行变更，获取土地增量数据库，更新相应的数据库、图表和登记册等。在土地调查的基础上，通过统计分析、量算分析、叠加分析等空间分析手段，可以了解土地资源的权属状况、土地资源的数量和结构、空间分布特征、土地利用中存在的主要问题、土地利用的动态变化等。

2. 土地利用规划。它包括土地利用总体规划和土地利用专项规划，前者用于一个区域的土地利用总体安排和布局，后者是为了落实总体规划而制定的子规划，包括基本农田保护规划、土地整治规划、城镇工矿用地规划等。在规划编制阶段，为了落实城镇工矿用地、农村居民点用地等的规划位置和范围，需要进行建设用地适宜性分析；为了划定基本农田保护区，需要根据划定条件（如地形、土壤、交通、水资源、集中连片程度等）进行选址分析；为了确定生态保护用地安排，需要协调生态用地与建设用地、耕地之间的关系；为了确定土地整治规划中土地平整工程、道路工程、水利工程等的布局，也需要进行适宜性分析和选址分析。所有这些空间位置的规划，都需要依据一定的条件，通过空间分析方法开展适宜性综合评估来确定。在规划实施阶段，为了确定项目选址是否符合土地利用规划（拟用地）、已建项目是否违法用地（已用地）等，都需要将用地范围与规划数据进行空间叠加分析和统计分析，从而确定该用地是否合规合法。

5.4.3 矿产资源

矿产资源属于非可再生资源，其储量是有限的。它是进行社会生产发展的重要物质基础，开发利用矿产资源是现代化建设的必然要求，特别是在经济快速发展阶段，矿产资源的勘查和开发工作尤为重要。

空间分析技术很早就用于了矿产资源的研究中。事实上，空间分析中最具特色也最为重要的一个工具——地统计分析工具，其最初的来源即是为了地质找矿。在矿产资源的调查与评价、深部盲矿体找矿预测、矿产资源开发的环境影响评价、三维矿产资源潜力分析中，空间分析方法里的数据处理、叠加分析、缓冲区分析、查询分析、插值分析、距离分析等常常得到很好的应用。

例如，在矿产资源的调查与评价中，GIS空间分析技术可以完成多源数据的综合，可以将处于同一空间区域内的各类数据图层在已知成矿规律或成矿模型的指导下，通过GIS系统中的查询、检索功能，将有利于成矿的控矿因素、成矿条件、成矿信息标志检索出来，进行空间叠加和综合，确定有利信息组合区域并开展评价。其具体过程如下：

（1）建立基础数据库。

（2）针对特定的预测目标和区域成矿特点，研究预测区的成矿规律，定性地确定影响成矿的主要因子。

（3）进行专题提取和生成操作，确定评价因子。利用GIS 的空间分析方法，如缓冲区分析、叠加分析、统计分析等生成新的专题信息。利用GIS的空间查询功能检索出满足条件的空间信息进行专题提取。

（4）建立评价数据库。将提取评价因子生成的专题图层进行属性分类、编码等，作为模型分析的主要信息源。

（5）建立矿产资源评价模型。利用层次分析等方法确定各因子图层的权重，建立基于层级权重叠加的靶区预测模型。

（6）定位预测。对成矿有利的靶区，并进行靶区的优选。

（7）对优选靶区进行资源量估算。

5.4.4 森林资源

森林作为陆地生态系统的主体和重要的可再生资源，在人类发展历史中发挥着不可替代的基础保障和支持作用。实施林业可持续发展是社会可持续发展的重要方面，及时、准确地获取森林资源现状及其变化信息对森林资源的保护及可持续利用具有重要意义。

通过GIS可以高效地将森林资源的空间数据和属性数据融合在一起，可以及时更新、长期储存森林资源的空间数据和属性数据；可以加快大批量森林资源数据的处理速度、存取速度和分析能力；可以给森林资源分析增添更强的功能，如任意挑选、合并、分解森林地域，迅速分析数据的空间特征以及快速地查询某林地的特定属性；利用GIS强大的空间分析能力，通过空间叠加和空间统计可以完成森林资源变化的动态分析。

例如，某地林业部门为合理利用森林资源，需要分析当地某片林场2000-2010年这10年内林业种类的变化情况，了解各类林地的面积增减状况，掌握森林结构和林分结构的变化。本案例可分为以下几个步骤进行。

（1）数据采集和处理。

（2）叠加分析。

（3）统计分析。

（4）结果分析。

5.4.5 水资源

水资源是指可资利用或有可能被利用的水源。水资源具有循环性、有限性及时空分布的不均一性等特点。水资源在自然界中的时间和空间分布不均匀，加剧了全球部分地区、部分时段中水资源的严重短缺。加强水资源的调查、水质监测和水资源的有效利用具有深远的现实意义。

GIS的空间分析能力及其对海量数据的处理、管理能力，决定了GIS在水资源问题的诸多领域，如水循环过程研究、水资源调查、水资源数量与质量状况评价、水资源短缺风险评估、水质监测与水资源污染防治、水资源综合利用、地表水与地下水调度、水源涵养、水资源时空调配与调水工程、海绵城市建设等方面，都可以发挥重要作用。

例如，南方某县为商品粮基地，在区域发展中，随着用水需求的增长，水资源成为了制约当地经济特别是农业可持续发展的重要因素。当地政府为合理配置水资源，需要对区域内水资源的脆弱性进行评价。其实施过程如下：

1．前期分析。根据水资源脆弱性的内涵，可从自然脆弱性和人为脆弱性两方面选取指标建立水资源系统脆弱性评价指标体系。

2．数据获取。根据前期分析结果，需要获取该地区各气象监测站点的观测数据、DEM数据、土壤类型数据、植被覆盖率数据等。

3．数据处理与空间化。

4．数据的量化和标准化处理。

5．计算水资源脆弱度。

6．成果制作。