实验六 矢量数据的空间分析
矢量数据的空间分析
三、网络分析
4. 网络分析的基本功能
1）应用方面——一般网络分析的基本功能 2）原理方面——ArcGIS中网络分析的基本功能
三、网络分析
1）一般网络分析的基本功能
从实际应用的方面来说，网络分析的基本功能是基 于几何网络的特征和属性，利用距离、权重和规划条件 来进行分析得到结果并且应用在实际中，它主要包括： 路径分析 地址匹配 资源分配
图7.12 图层合并操作
二、叠置分析
6）修正更新（Update）
修正更新是指首先对输入的图层和修正图层进行几何相交 的计算，然后输入的图层被修正图层（一般为多边形）覆盖的 那一部分的属性将被修正图层而代替。而且如果两个图层均是 多边形要素的话，那么两者将进行合并，并且重叠部分将被修 正图层所代替，而输入图层的那一部分将被擦去。
1）shape file文件 2）coverage文件 3）GeoDatabase里面的要素
注：对coverage文件操作需要安装ArcGIS Workstaion才行。
A A B
二、叠置分析
3.叠置分析方法
1）图层擦除（Erase）
图层擦除是指输入图层根据擦除图层的范围大小，将 擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到 剩余的输入图层的结果。从数学的空间逻辑运算的角度来 说，即
三、网络分析
3. ArcGIS网络分析数据的预处理
1）网络数据的符号化 2）几何网络要素的添加和删除 3）网络连通性的变更 4）网络可运行性的编辑
三、网络分析
1）网络数据的符号化
网络的线状要素的属性存在着可运行和不可运行 情形，称之为可运行性。可运行的要素允许资源流动通 过，不可运行的要素则不允许。这项信息被储存在该要 素类别属性表格中的Enable字段，值为１代表可运行的， 值为０代表不可运行的。使用属性来符号化要素可以很 快的定义出哪些图征是可运行的，哪些是不可运行的。
矢量数据的空间分析实验报告
矢量数据的空间分析实验报告一、引言空间分析是地理信息系统（GIS）中的重要组成部分，通过对矢量数据进行空间分析，可以揭示地理现象之间的关联性、空间分布规律以及空间相互作用等。
本实验旨在通过对矢量数据进行空间分析，掌握常用的空间分析方法和技巧，并应用于实际案例中。
二、实验目的1. 掌握矢量数据的基本概念和属性；2. 熟悉常用的空间分析方法和技巧；3. 进行实际案例分析，探索地理现象的空间分布规律。
三、实验步骤1. 数据收集与准备本次实验使用的数据为某城市的人口数据和道路数据。
人口数据包括各街道办事处的人口数量，道路数据包括各道路的长度和道路类型。
2. 数据预处理首先，将人口数据和道路数据导入GIS软件中，并进行数据预处理。
对于人口数据，进行属性字段的整理和清洗，确保数据的一致性和完整性。
对于道路数据，进行拓扑关系的建立，确保道路之间的连接关系。
3. 空间分析方法选择根据实验目的，选择适当的空间分析方法。
本实验选择以下几种方法进行分析：- 缓冲区分析：用于确定某一地理要素周围一定距离范围内的其他要素；- 空间插值分析：用于根据已知的点数据推算未知区域的值；- 空间关联分析：用于分析地理现象之间的关联性。
4. 实验案例分析（1）缓冲区分析根据人口数据，选择一个街道办事处为中心，进行缓冲区分析。
设定缓冲区半径为500米，分析该街道办事处周围500米范围内的人口数量。
（2）空间插值分析根据人口数据，对整个城市范围内的人口数量进行空间插值分析。
使用克里金插值法，推算未知区域的人口数量，并生成人口密度等级图。
（3）空间关联分析根据人口数据和道路数据，进行空间关联分析。
分析道路长度与人口数量之间的关联性，探索道路对人口分布的影响程度。
四、实验结果与分析1. 缓冲区分析结果根据缓冲区分析，得出街道办事处周围500米范围内的人口数量为1000人。
这一结果可以用来评估该街道办事处的人口密集程度，为城市规划提供参考。
2. 空间插值分析结果经过克里金插值分析，得到了整个城市范围内的人口密度等级图。
第五章 矢量数据的空间分析方法
第五章 矢量数据空间分析方法
5.2 矢量数据的包含分析 在包含分析的具体算法中，点与点，点与线的包含分 析一般均可以分别通过先计算点到点，点到线之间的距离， 然后利用最小距离阈值判断包含的结果。 点与面之间的包含分析，或者称为Point-Polygon分析， 具有较为典型的意义。
5.2 矢量数据的包含分析
5.4 矢量数据的叠置分析
通过点与多边形叠置，可以计算出每个多边形类型里 有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在 多边形内部的点的属性信息。 例如将油井与行政区划叠置可以得到除油井本身的属 性如井位、井深、出油量等外，还可以得到行政区划的目 标标识，行政区名称，行政区首长姓名等。
5.4 矢量数据的叠置分析
8/37
5.1 矢量数据
(2)线状数据的拓扑关系 线状数据的拓扑关系 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。开始点称为始 节点，结束点称为终节点。 节点，结束点称为终节点。 弧段-节点清单 列出了弧段-节点的关系 节点清单” “弧段 节点清单”列出了弧段 节点的关系 弧段-坐标清单 显示组成每条弧段的x、 坐标 坐标清单” “弧段 坐标清单”显示组成每条弧段的 、y坐标
第五章 矢量数据空间分析方法
5.4 矢量数据的叠置分析
其基本的处理方法是：根据两组多边形边界的交点来建立具有 多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。 其中，前者叫做地图内容的合成叠置，如左图。后者称为地图 内容的统计叠置，如右图。
5.4 矢量数据的叠置分析
合成叠置的目的，是通过 区域多重属性的模拟，寻找和 确定同时具有几种地理属性的 分布区域。 或者按照确定的地理目标， 对叠置后产生的具有不同属性 多边形进行重新分类或分级， 因此叠置的结果为新的多边形 数据文件。
矢量数据的空间分析
地理信息系统中的矢量数据应用
01
地图制作与编辑
02
空间查询与分析
03
地理信息可视化
矢量数据是地理信息系统的基础， 用于地图的制作、编辑和更新。
基于矢量数据，进行空间查询、 距离和面积计算、缓冲区分析等 操作。
通过矢量数据，实现地图的动态 显示和交互，提高地理信息的可 视化效果。
遥感影像中的矢量数据提取与分析
空间分析的基本方法与技术
空间数据查询
通过SQL查询语言等工具，对空间数据 进行筛选、检索和查询，获取所需的空
间信息。
空间统计分析
利用统计学方法对空间数据进行统计 分析，如全局和局部的空间自相关分
析、空间回归分析等。
地图代数
利用地图代数方法对空间数据进行处 理和分析，如地图叠加、地图代数运 算等。
三维分析
空间数据聚合与分类
空间数据聚合
将多个空间对象组合成一个或多个更大的对象，以进行更高层次的分析。例如， 将多个点聚合为线或面。
空间数据分类
根据空间对象的属性或关系将其分组。例如，根据对象的密度或形状对点进行分 类。
空间数据插值与预测
空间数据插值
通过已知点或对象的数据估算未知点的值。例如，使用已知点的温度数据估算未知点的 温度。
04
矢量数据的空间分析案例
城市规划中的矢量数据分析
城市道路网络分析
通过矢量数据分析城市道 路的走向、连通性以及交 通流量，为城市规划提供 依据。
居民区分布研究
利用矢量数据对居民区的 分布、规模和人口密度进 行分析，有助于合理规划 城市居住用地。
公共设施布局优化
通过对公共设施（如学校、 医院等）的矢量数据分析， 优化其布局，提高服务效 率。
矢量数据空间分析
矢量数据的空间分析班级：4 姓名：王金磊学号：10110102练习一：市区选择房分析实验背景：如何找到环境好、购物方便、小孩上学方便的居住区地段是购房者最关心的问题，因此购房者就需要从总体上对商品房的信息进行研究分析，选择最适宜的购房地段。
实验目的：学会利用缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。
实验要求：○1离主要交通要道200米之外，避免噪声污染（ST：交通要道）○2在商业中心的服务范围之内（YUZHI：中心规模）○3距离名牌中学750米之内，上学便捷○4距离名胜古迹500米之内最后分别将满足上述条件的其中一个条件的取值为1，不满足的取值为0，即如果满足距主要市区交通要道200m之内，取值为1，反之为0；其他亦是如此，最后将其累加得到分级。
即满足3个条件的累加得到3，满足2个条件的得到2，最后将全部分成4级。
操作步骤：1.首先打开ArcMap，打开数据文件夹，将5个文件全部加入2.主干道噪声缓冲区的建立○1选择交通网络图层（network.shp），打开图层的属性表，在左上角点击【表选项】，在菜单中选择【按属性选择】，在弹出的【按属性选择】对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式中，中间点“=”，再单击获得唯一值将TYPE的全部属性值加入到上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击【应用】按钮，就将市区的主要道路选择出来了。
市区的主要道路选择出来如下○2打开ArcToolbox——分析工具——领域分析——缓冲区分析，打开对话框。
输入要素：network输出要素类：D:\学习\地信\GIS\Arc GIS操作数据保存\矢量数据的缓冲区分析\network_Buffer.shp线性单位选择200，单位为米侧类型为：FULL末端类型为：ROUND融合类型为：ALL主干道的噪声污染缓冲区的建立如下3.商业中心影响范围的建立○1建立大型商业中心的影响范围。
第五章-矢量数据的空间分析方法培训讲学
• 矢量数据模型的基本单元是点及点的坐标。
• 线要素由点构成，包括两个端点和端点之间标 记线形态的一组点，可以是平滑曲线或折线。
2 1
折点 节点线对象源自• 面要素通过线要素定义，通过边界把面要素区 域分为内部区域和外部区域。
➢单独的面要素：只有一个特征点，既是边界 的起点又是边界的终点。
➢相连的面要素：两个相互邻接的面。
101
102
3 12 1 11
2
13 4
5 102 14
区域-多边形清单
区域号 101 101 102 102 102
多边形号 11 12 12 13 14
区域-弧段清单
区域号 101 101 102 102 102
圈号 1 1 1 1 2
弧段号 1 2 3 4 5
5.2 矢量数据的包含分析
GIS的空间查询如鼠标点击查询、图形查询、开窗 查询等涉及包含分析。
• 判断组成该线的所有节点是否都包含在某个面之内。 • 可转化为计算多个点与面之间的包含关系问题。
点
线
面
点
✓
✓
✓
线
—
✓
✓
面
—
—
面和面之间的包含关系（面完全被另一个面包含）
• 判断组成一个面的所有节点是否都包含在另外一 个面的区域范围之内。
• 可转化为判断多个点与面之间的包含问题。
点
线
面
点
✓
✓
✓
线
– 两侧交点个数均为奇数——点位于多边形内 – 两侧交点个数均为偶数——点位于多边形外。
d=0
d>D
d<D
点
线
面
点
✓
✓
6_1矢量数据的空间分析_buffer
6
空间缓冲区分析
6.1.5 缓冲区计算的基本问题 双线问题。 双线问题有很多另外的名称，如 图形加粗，加宽线，中心线扩张等，它们指 的都是相同的操作。
式中 Fi为主体对邻近对象的实际影响度； f0 为主体自身的综合规模指数； di为邻近对象离开主体的实际距离； d0 为主体对邻近对象的最大影响距离。
距 离
2013/10/14
第六章
主要内容：
矢量数据的空间分析
6.1.1 概念
6.1空间缓冲区分析
6.1 缓冲区分析
概念；类型；分析模型；实例；ArcGIS操作
缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立其周 围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐 射范围或者影响程度，是解决临近度问题的空间分析工具之一。 它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。 例如：湖泊和河流周围的保护区的定界；汽车服务区的选择；民宅
空间缓冲区分析
1 角分线法
• 双线问题最简单的方法是角分线 法（简单平行线法）。算法是在 轴线首尾点处，作轴线的垂线并 按缓冲区半径R截出左右边线的 起止点；在轴线的其它转折点上 ，用与该线所关联的前后两邻边 距轴线的距离为R的两平行线的 交点来生成缓冲区对应顶点。
ri
空间缓冲区分析
角分线法的缺点小而增大，结果在 尖角处双线之间的 宽度遭到破坏。
）
2）only outside（仅仅只有外缓冲区） 3）only inside（仅仅只有内缓冲区） 4）outside and include inside （外缓冲区和原有图形之和） 如右图7.6为建立缓冲区之前的原始 面状要素：
原始面状要素 线状要素的缓冲区
空间缓冲区分析
地理信息系统应用技术——矢量数据空间分析(教案).docx
第八章矢量数据空间分析教学目标掌握缓冲区分析的基础方法，掌握迭加分析、多层立体叠置、属性分析、D3M 分析方法，掌握网络分析方法。
内容纲要空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。
MAPGIS空间分析了系统提供了一系列数据操作功能，如空间迭加、属性分析、数据检索、三维模型分析等功能。
借助于这些功能，能够从原始数据小图式检索或条件检索出某些实体数据，还可以进行空间迭加分析，以及对各类实体的属性数据进行统计。
并可重复使用各种分析工具，最终得出希望的结果。
在MAPGIS系统中矢量空间分析可分为三种类型：迭加分析、缓冲区分析和多层立体叠置。
第一节缓冲区分析一、基本概念缓冲区分析是根据空间数据库屮的点、线、而实体自动地在其周围建立一定宽度的多边形区域。
缓冲区是一些新的多边形，不包含原來的点、线、面要素。
缓冲区的大小由所指定的缓冲区半径控制。
二、缓冲区的建立对点状要素直接以该点为圆心，以要求的缓冲区距离大小为半径绘圆，所包含的区域即为所要求区域；线状要素和面状耍素则相对复杂，缓冲区的建立是以线状要素或面状要素的边线为参考线作其平行线，并考虑端点处的建立原则，最终建立缓冲区。
在MAPGIS屮建立缓冲区的步骤为：输入文件一►器个缓冲区一►选择对象一►保存结果...... 干勺工 ..... ........... .1.输入文件2.输入缓冲区半径3.选择对象4.若在上述步骤中未选择保存，在关闭缓冲区窗口吋，系统会再次提示是否需要保存所生成的文件，这吋述可再次决定是否需要保存。
第二节迭加分析一、迭加分析基础迭加分析是依靠把分散在不同层上的空间属性信息按相同的空间位置加到一起，合为新的一层。
该层的屈性由被叠加层各门的屈性组合而成，这种组合可以是简单的逻辑合并的结果，也可以是复朵的函数运算的结果。
（对彖）与层（对象）的迭加，再结合逻辑运算來获取对象与对象的相互关系。
依据迭加分析对彖的不同，又可以分为区对区迭加分析、线对区迭加分析、点对区迭加分析、区对点迭加分析和点对线迭加分析。
第五章 矢量数据的空间分析方法
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3
左/右多边形清单显 示弧段的左多边形和 右多边形的关系。
14
简单对象的组合 一些空间要素，如陆地表面数据、重叠的空间
要素、路网等适合用简单几何对象的组合来表示。 • 陆地表面数据：
➢可用TIN表示； ➢TIN模型把地表近似描述成一组互不重叠的三
弧段号 1 2 3 4 5
5.2 矢量数据的包含分析
GIS的空间查询如鼠标点击查询、图形查询、开窗 查询等涉及包含分析。
包含分析是一些空间分析功能的重要组成部分。 • 如确定某个矿井属于哪个行政区，先对矿井、行
政区等相关图层进行叠置运算，再通过点在多边 形的包含分析确定具体关系。 • 缓冲区分析中，缓冲区域确定后通常需要通过包 含分析确定缓冲内所包含地物要素的情况。
20
鼠标点击
GPS轨迹匹配
用于确定空间要素（点、线、面）之间在空间位 置上的联系。
点
线
面
点
✓
✓
✓
线
—
✓
✓
面
—
—
✓
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点和点之间的包含关系
计算两点之间的距离，如距离(d )为零或者小于某 个阈值D，则两点之间有包含关系。
d=0
d d<D
d d>D
点
线
点
✓
线
—
面
—
—
面
24
点和线之间的包含关系（点落在线上）
计算点到线之间的距离，如距离(d )为零或者小于 某个阈值D，则两点之间有包含关系。
实验六 矢量数据的空间分析
实验六矢量数据的空间分析实验背景：空间分析是综合分析数据技术的统称，是地理信息系统的核心部分。
从数据模型上看，空间分析分为矢量数据的空间分析和栅格数据的空间分析。
GIS不仅能满足使用者对地图的浏览与查看，而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等有关地理要素位置和属性的问题，这些都需要用到矢量数据的分析功能。
在ArcGIS中矢量数据的空间分析主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。
本次实验以大型商场选址为例介绍缓冲区和叠加分析的综合运用。
实验目的：熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠加分析操作，综合利用各项矢量数据的空间分析工具解决实际问题。
实验技术1、缓冲区分析技术缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。
它是一种因变量，由所研究的要素的形态而发生改变。
从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，r为邻域半径或缓冲区建立的条件）缓冲区建立的形态多种多样，这是根据缓冲区建立的条件来确定的，常用的对于点状要素有圆形，也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素有内侧和外侧缓冲区，虽然这些形体各异，但是可以适合不同的应用要求，建立的原理都是一样的。
点状要素，线状要素和面状要素的缓冲区示意图如图12、叠置分析技术叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，同一地带，还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。
矢量数据空间分析
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2. 缓冲区分析
2.1 概述
所谓缓冲区就是地理空间目标的一种影响范围或服务范围。 从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间 对象或集合，确定它们的邻域，邻域大小由邻域半径R决定。
Bi x : d xi , Oi R
缓冲区计算的基本问题是双线问题。双线问题有很多另外 的名称，如图形加粗，加宽线，中心线扩张等，它们指的 都是相同的操作。
2018/11/22
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
2. 缓冲区分析
2.1 概述
双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。 算法是在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径 R截出左右边线的起止点；在轴线的其它转折点上，用 与该线所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行 线的交点来生成缓冲区对应顶点 角分线法的缺点是难以 最大限度保证双线的等 宽性，尤其是在凸侧角 点在进一步变锐时，将 远离轴线顶点
点
2018/11/22
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线
面
缓冲区示意图
2018/11/22
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2. 缓冲区分析
2.1 概述
另外还有一些特殊形态的缓冲区。如点对象有三角形，矩 形和圈形等；对于线对象有双侧对称，双侧不对称或单侧 缓冲区；对于面对象有内侧和外侧缓冲区。这些适合不同 应用要求的缓冲区，尽管形态特殊，但基本原理是一致的。
2018/11/22
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2. 缓冲区分析
2.1 概述
凸角圆弧法：在轴线首尾点处， 作轴线的垂线并按双线和缓冲区 半径截出左右边线起止点；在轴 线其它转折点处，首先判断该点 的凸凹性，在凸侧用圆弧弥合， 在凹侧则用前后两邻边平行线的 交点生成对应顶点。这样外角以 圆弧连接，内角直接连接，线段 端点以半圆封闭。
空间分析_4_矢量数据的空间分析
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 统计分析 量算分析 邻近性分析 空间数据的某项属性的统计
统计该项属性值的要素数量、最大（小）值、总和、平均 值、标准差等 对属性表中的字段标题右击，用Statistics进行统计
空间叠加分析
叠加分析（Overlay）
它是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素的操作， 其结果是将原来的要素分割成新的要素，新要素综合了原来 的两层或多层要素所具有的属性。 叠加不仅产生了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系 起来产生新的属性关系 叠加分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析， 进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。 多边形叠加
Ei f
1 r
r di D
步骤：
按较小的距离间隔建立多个缓冲区覆盖整个区域 检查各缓冲区是否具有距离，计算平均距离 根据距离及噪声衰减模式计算各缓冲区的噪声强度 根据噪声强度对缓冲区分类 制作噪声等图
7
邻近性分析2
——泰森多边形与距离分析
泰森（Thiessen）多边形
缓冲区端点的形状
圆形：round 直角形：flat
缓冲区的融合
融合的意义 融合的字段
6
实习一 缓冲区分析
实习目的
掌握缓冲区分析的基本方法。
问题
某房地产商准备开发一住宅区，需要对城市噪声进行分析，拟计 算各地的噪声强度、找出受噪声影响较小的区域。
已知：
城市路网数据（streets） 噪声强度按指数据衰减 噪声的影响距离为3000m 设道路所在地的噪声强度为100
16
一、空间网络
空间网络的基本组成 链（Link）：指网络中的管线，如街道、河流、水 管等 障碍（Barrier）：是指禁止网络中链上流动的点 拐角点（Turn）：指网络链上状态属性有阻力的点， 如对拐弯方向或时间有限制的点 中心（Center）：指接受或分配资源的点，如水库、 商业中心、电站等。 站点（Stop）：在网络中资源增减的点，如库房、 汽车站等 空间网络的状态属性 阻力：电阻…… 需求：电压……
实习：矢量数据的空间分析
打开ArcToolbox，选择Analyst Tools|Overlay |Union 命令，打开图层合并操作对话框。 依次添加4个缓冲区图层。 设定输出输出文件的路径和名称。 在JoinAttributes文本框选择ALL。
分级
打开生成的union文件图层的属性列表。 在属性表中选择Option|Add Field，添加一个短整型 字段class。 在Editor工具中，选择Editor|Start Editing。 在属性列表中的class字段上单击右键，选择 Calculate Values。 在打开的Field Calculator对话框中，输入运算公式： [famous]+[market]+[school]+[voice]
求取同时满足四个条件的区域，操作如下：
打开ArcToolbox，选择Analysis tools|Overlay |Erase 命令，打开图层擦除操作对话框。
在input features文本框中选择三个区域的交集数据。
在Erase Features文本框中选择主干道噪音缓冲区数Map下加载以上4个要素数据，然后：
第一步 主干道噪音缓冲区的建立
在交通网络图层（Network.shp）上右键选择Open Attribute Table， 打开属性表；
单击Option按钮，选择Select by Attribute，打开Attributes of Network对话框。
应用class字段的属性值进行符号化分级显示。
第一等级：数值为3 第二等级：数值为2 第三等级：数值为1 第四等级：数值为0 第五等级：数值为-1 得到整个地区居住适宜性的分级图。颜色越深， 表示越适宜居住。
矢量数据的空间分析2
实验六矢量数据的空间分析—ArcToolbox常用工具使用一、缓冲区分析—使用Buffer命令方法一：打开菜单Tools下的Customize选择Command标签，在弹出的Command对话框中在左边的Categorie框中选择Tools，在出现右边的Command框中选择Buffer wizard，拖动其放置到工具栏上的空处，出现图标。
At a specified distance 是以一个给定的距离建立缓冲区（普通缓冲区）Based on a distance from an attribute 是以分析对象的属性值作为权值建立缓冲区（属性权值缓冲区）；An multiple buffer rings 是建立一个给定环个数和间距的分级缓冲区（分级缓冲区）。
方法二：打开Toolbox，找到Buffer命令，并单击Buffer，单开缓冲区分析对话框。
二、叠置分析（1）图层擦除（Erase）在Erase操作对话框中选输入图层（Input Feature）,擦出图层（Erase Features）,输出图层（Output Feature class）和聚类容差。
图层擦除指根据参照图层的范围大小，擦出参考图层所覆盖的输入图层内的要素（2）识别叠加（Identity）输入图层进行识别叠加，是在图形交叠的区域，识别图层的属性将赋给图层在该区域的地图要素。
即保留输入图层及在输入图层上的交叠区。
（3）交集操作（Intersect）交集操作是通过叠置处理得到两个图层的交际部分，并且原图层的所有属性将同时显示在心图层上。
（4）对称区别（Symmetrical difference）在矢量的叠置分析中获取两图层叠置后去掉其公共部分，新生成图层属性是两者属性的综合（5）图层合并（Union）可以完成不同层要素的空间合并，把两个图层的区域范围联合起来保持来自输入地图和叠置地图的所有地图要素。
（6）MergeMerge操作可以完成同层要素的空间合并，无论要素是相邻还是分离，都可以合并成一新要素来代替原来的要素。
矢量数据空间分析
– 如果在，求线段与多边形的第一个交点，形成第一段被 多边形包含的线段。依次类推，3-4、5-6……之间的线 段位于多边形之内。
– 如果不在，则是2-3、4-5、 ……点间的线段位于多边 形内。 注意特殊情况，线段与多边形边界的重合。
Bi x : d xi , Oi R
点
2019/12/10
线
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面
缓冲区示意图
2019/12/10
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
2. 缓冲区分析
2.1 概述
另外还有一些特殊形态的缓冲区。如点对象有三角形，矩 形和圈形等；对于线对象有双侧对称，双侧不对称或单侧 缓冲区；对于面对象有内侧和外侧缓冲区。这些适合不同 应用要求的缓冲区，尽管形态特殊，但基本原理是一致的。
由Pt点作铅垂线，现在要测试Pt是否在多边形以内还是以外。 如果该铅垂线与某图斑总共有奇数个交点，则Pt位于该图斑内； 如果总共有偶数个交点，则Pt位于该图斑外。
2019/12/10
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
Point-polygon包含关系的作用 – 空间查询检索 – 图斑的自动填充 – 地图内容从面向点的制图综合 – 面状数据从矢量向栅格数据的转换 – 区域内容的自动记数 例如：设定某一个森林砍伐区内，某种树的棵数，
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
（3）不同缓冲区宽度时的处理
4 2 1
5 6
3
7
(a)
河流识别码
1 2 3 4 5 6
7
属性类型
3 2 2 1 1 1
1
缓冲区宽度
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实验六矢量数据的空间分析实验背景：空间分析是综合分析数据技术的统称，是地理信息系统的核心部分。
从数据模型上看，空间分析分为矢量数据的空间分析和栅格数据的空间分析。
GIS不仅能满足使用者对地图的浏览与查看，而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等有关地理要素位置和属性的问题，这些都需要用到矢量数据的分析功能。
在ArcGIS中矢量数据的空间分析主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。
本次实验以大型商场选址为例介绍缓冲区和叠加分析的综合运用。
实验目的：熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠加分析操作，综合利用各项矢量数据的空间分析工具解决实际问题。
实验技术1、缓冲区分析技术缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。
它是一种因变量，由所研究的要素的形态而发生改变。
从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，r为邻域半径或缓冲区建立的条件）缓冲区建立的形态多种多样，这是根据缓冲区建立的条件来确定的，常用的对于点状要素有圆形，也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素有内侧和外侧缓冲区，虽然这些形体各异，但是可以适合不同的应用要求，建立的原理都是一样的。
点状要素，线状要素和面状要素的缓冲区示意图如图12、叠置分析技术叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，同一地带，还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。
从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。
根据操作要素的不同，叠置分析可以分成点与多边形叠加、线与多边形叠加、多边形与多边形叠加；根据操作形式的不同，叠置分析可以分为图层擦除、识别叠加、交集操作、均匀差值、图层合并和修正更新。
实验操作1、缓冲区的建立在ArcGIS中建立缓冲区的方法是基于生成多边形（buffer wizard）来实现的，它是根据给定的缓冲区的距离，对点状、线状和面状要素的周围形成缓冲区多边形图层，完全是基于矢量结构，从操作对象、利用矢量操作方法建立缓冲区的过程到最后缓冲区的结果全部是矢量的数据。
下面以实验任务数据文件夹中的数据为例来介绍在ArcGIS中建立缓冲区。
对一个区域内的点的影响覆盖范围（以1000米为例）做分析：（1）对点文件school.shp进行分析操作，首先打开菜单自定义--工具--自定义，选择“命令”标签；（2）在弹出的对话框中（如图2）在左边的“类别”框中选择“工具”，在出现右边的“命令”框中选择“缓冲向导”，拖动其放置到工具栏上的空处，出现图标图2 buffer wizard添加对话框将地图单位改成“米”，方法是加载数据后，在左边的图层控制栏中右键点击“图层”，在弹出的菜单中选择“属性”菜单项，在弹出的对话框中选择“常规选项卡”，在该选项卡中定义单位“米”利用选择工具选择要进行分析的点状要素，然后点击图标，出现Bufferwizard对话框，如图3，选择要进行缓冲区分析的shape文件（如School.shp），其中有选择要素和未选择要素时在Use only the selected feature复选框前打勾（仅对已选择主题中的元素进行分析），单击下一步（4）这时打开的是缓冲区分析形式对话框（图4），其中有三种方式选择来进行建立不同种类的缓冲区，其中含义同学们通过阅读其提示自己理解：图4 缓冲区分析建立类型选择对话（5）选择普通缓冲区，单击下一步，给定100米（或其他距离）作为缓冲范围，在下面选择合适的单位（图5）图5 缓冲区距离选择对话框（6）最后一步单击下一步（图6），选择缓冲区融合方式和结果存放地址（7）单击完成，进行缓冲区建立，图7。
不同的缓冲区建立方法形式得到的缓冲区也有一定的区别，在实际应用中要根据不同的需要和应用方向来选择合适的建立的形式和方法图7 缓冲区建立结果注意，按照缺省的选择，为一个图层中的地物对象建立缓冲区后，缓冲区为一个新的图层。
在图层控制栏里，将自动增加这个图层2、叠置分析这里介绍ARCMAP提供的几种叠置分析方法，供同学们在完成任务时选用实验步骤图层擦除（Erase）：图层擦除是指输入图层根据擦除图层的范围大小，将擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去处，最后得到剩余的输入图层的结果。
从数学的空间逻辑运算的角度来说，即：图8 擦除图层的几种表现具体操作如下：（1）打开Arcmap主界面，点击（即ArcToolBox按钮）打开ArcToolBox 工具箱，在ArcToolBox中选择“分析工具”，打开后选择“叠加分析”中的“擦除”选项，双击打开“擦除”对话框（图9）图9（2）在Erase操作对话框中填入输入图层（Input Features），擦除参照(Erase Feature)，输出图层（Output Feature Class）和分类容许量及单位。
（图10）图10（3）单击OK，进行操作，得到结果（图11）图11 擦除示例交集操作（Intersect）交集操作是得到两个图层的交集部分，并且原图层的所有属性将同时在得到的新的图层上显示出来。
在数学运算上表现如，（A,B 分别是进行交集的两个图层）。
由于点，线，面三种要素都有可能获得交集所以它们的交集的情形有七种，现举例如下（图12）：图12点，线，面相交的几种类型交集操作在ArcGIS中的实现如下（以多边形为例）：从ArcToolbox中选择“分析工具”，打开后选择“叠加分析”中的“相交”选项，打开其对话框（图13），图13 Intersect 对话框然后逐个输入要进行相交的图层（Input features），按右边的“加号”来将图层添加进来，在中间“要素”组合框内的就是要进行相交操作的图层列表，输入要输出的文件的路径和名称（Output Feature Class），同时在下方的属性字段中选择要进行连接的属性字段（Join Attributes）或全部，输出文件的类型，也可以对环境参数进行相关的设置，单击OK进行交集操作，输出结果如图14。
在此之中要注意的是，同时当输入几个图层是不同维数时（例如线和多边形，点和多边形，点和线），输出的结果的几何类型也就会是输入图层的最低维数据的几何形态。
14 交集操作实现此外，还可以实现其他叠加功能，请同学们根据需要，自由选择。
图15：交集取反实现图15：图层合并实现实验要求：为商场选址，选址条件如下：（1）离城市交通线路50m以内，以保证商场交通的通达性。
（2）保证在居民区50m范围内，便于居民步行到达商场。
（3）据停车场100m范围内，便予顾客停车。
（4）距已存在的商场500m范围之外，减少竞争压力。
实验内容：主要交通线影响范围的建立；居民居住地影响范围的建立；停车场影响范围的建立；已存在商场影响范围的建立；进行叠加分析，求出满足条件区域；对整个城市商场的区位条件进行评价。
操作步骤：启动ArcMap，单击【文件】→【打开】打开city.mxd地图文档，位于“（。
\GIS实验\实验六\Ex1\data）”文件目录下。
添加缓冲区工作向导，在ArcMap窗口中，单击【自定义】→【自定义模式】，打开【自定义】对话框，切换到命令选项卡；在命令选项卡中，选择【类别】列表框中的【工具】，然后在【命令】列表框中选择【缓冲区】，按住鼠标左键不放将其拖动到已经存在的工具栏中。
操作如图4.1所示。
添加后缓冲区向导按钮出现在工具栏中，如图4.2所示。
图4.1 添加缓冲区向导图4.2 缓冲区工作向导添加后操作界面1.城市区主要交通线路影响范围的建立单击缓冲区向导按钮，打开【缓冲区向导】对话框，设置如下参数：（1）【图层中的要素】：mainstreet；单击【下一步】按钮。
如图4.3所示。
（2）确定缓冲区距离；50；确定缓冲区距离单位：米；单击【下一步】按钮。
如图4.4所示图4.3 图4.4（3）选择【缓冲区输出类型】中的【融合缓冲区之间的障碍？】：是。
（4）确定输出位置：。
\GiS实验\实验六\result\缓冲_mainstreet。
如图4.5所示。
单击【完成】按钮，结果如图4.6所示。
图4.5 缓冲区输出设置图4.6城市主要交通线路影响范围缓冲区2.居民居住地影响范围的建立单击缓冲区向导按钮，打开【缓冲区向导】对话框，设置如下参数：（1）【图层中的要素】：residential；单击【下一步】按钮。
（2）确定缓冲区距离；100；确定缓冲区距离单位：米；单击【下一步】按钮。
（3）选择【缓冲区输出类型】中的【融合缓冲区之间的障碍？】：是。
（4）确定输出位置：。
\GiS实验\实验六\result\缓冲_ residential。
单击【完成】按钮，结果如图4.7所示。
图4.7 居民居住地影响范围缓冲区3.停车场影响范围的建立单击缓冲区向导按钮，打开【缓冲区向导】对话框，设置如下参数：（1）【图层中的要素】：stops；单击【下一步】按钮。
（2）确定缓冲区距离；100；确定缓冲区距离单位：米；单击【下一步】按钮。
（3）选择【缓冲区输出类型】中的【融合缓冲区之间的障碍？】：是。
（4）确定输出位置：。
\GiS实验\实验六\result\缓冲_ stops。
单击【完成】按钮，结果如图4.8所示。
图4.8 停车场影响范围缓冲区4.其他商场影响范围的建立单击缓冲区向导按钮，打开【缓冲区向导】对话框，设置如下参数：（1）【图层中的要素】：othermarkets；单击【下一步】按钮。
（2）确定缓冲区距离；500；确定缓冲区距离单位：米；单击【下一步】按钮。
（3）选择【缓冲区输出类型】中的【融合缓冲区之间的障碍？】：是。
（4）确定输出位置：。
\GiS实验\实验六\result\缓冲_ othermarkets。
单击【完成】按钮，结果如图4.9所示。
图4.9 已存在商场影响范围缓冲区5.进行叠加分析，求出同时满足六个要求的区域（1）求取stops、mainstreets和residential三个图层的交集区域，操作步骤如下：1）单击【地理处理】→【ArcToolbox】,调出地理处理工具。
如图4.10所示。
图4.10 地理处理工具2）在ArcToolbox中，双击【分析工具】→【叠加分析】→【相交】，操作如图4.11，打开【相交】对话框，如图4.12所示。