矢量数据空间分析
空间分析-矢量数据分析
Clip （裁剪）生成的输出图层，仅含有落在 裁剪专题图区域范围内的输入地图的要素。
Append （合并）把两幅邻接地图拼合成 一幅地图，合并不能去除地图之间的共 享边界
Select生成的新图层 (b)含有从输入图 层(a)选择的地图要素
Eliminate 能将小于指 定大小的多边形消除 ，上图破碎多边形A 被除去
距离量测
点与点之间、点与其对应的线之间 的直线距离的量算。（欧氏距离） 可直接用于数据分析
如测试鹿的重置地点是否靠近原始林 与皆伐区的边缘
可用于数据分析的输入
重力模型（移民和商业研究模型）
模式分析
定量分析的方法描述和分析要素的
空间分布特征 可以揭示分布模式包括随机的，分 散的或群集的
最近邻域分析
最小制图单元
由政府机构或组织指定的最小面积单元。例 如国家林地采用5acre作为最小制图单元，小 于5acre的破碎多边形可以被合并消除
上部边界显示一系列破碎多边形，这些破碎多边形 是由叠加操作的两幅地图的海岸线形成的，如果这 两个图层的海岸线完全配准，则不会出现破碎多边 形。
点和线如果落在指定模 糊容差之内，就被捕捉 到一起，沿着上部边界 （A）的许多破碎多边 形通过模糊容差的应用 而被消除，模糊容差也 可捕捉不是破碎多边形 的弧段（B）
模 式 分 析
利用每一个点及其最邻近点之间的 距离，来确定分布模式是随机的， 规则的或群集的方式
邻域统计是观测到的平均距离与假 设的随机分布的期望值的比率 比率小于1则点模式为集群的，大于 1则为分散的
鹿场的点分布模式图 分析表明比率为0.58
空间自相关性
模 式 分 析
不仅包含位置信息还包含有属性信息
构建点、线和多边形的空间特征
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。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》
一、缓冲区分析
Inside and outside
only outside
only inside
Outside and include inside
图7.7 四种不同的面状要素的缓冲区
一、缓冲区分析
除此之外，缓冲区还可以利用距离制图的方 法来获得，但是距离制图方法是基于栅格数据 形式来进行缓冲区的建立，它的过程和结果都 是栅格数据，与矢量的缓冲区建立的方法有着 本质的区别
P {x d(x, A) r}
（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，其中r为邻域半 径或缓冲区建立的条件）
一、缓冲区分析
点状要素缓冲区
线状要素缓冲区
图7.1 缓冲区示意图
面状要素缓冲区
一、缓冲区分析
2. 缓冲区的建立
点状要素：直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大 小为半径绘圆，所包容的区域即为所要求区 域。
图7.11 均匀插值操作
二、叠置分析
5）图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持 来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用 的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应 该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学 角度来表示就是：
{x x AUB}
第七章 矢量数据的空间分析
主要内容
• 缓冲区分析 • 叠置分析 • 网络分析
一、缓冲区分析
1. 缓冲区的基础
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，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：
矢量数据的空间分析方法
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。
R
点缓冲区直接生成
40
（2）圆弧步进拟合法： 将圆心角等分为若干等分，用等长的弦来代替
圆弧，用直线代替曲线，用已知半径为R(缓冲距)的 圆弧上n个等间距的离散点来逼近缓冲圆。
圆弧步进拟合法
41
• 特殊情况下点状目标缓冲区
– 对点状目标，还可以生成三角形、矩形、圆形等 特殊形态的点缓冲区；
– 对于相邻多个点目标的缓冲区分析，根据实际应 用需要进行缓冲区的合并，消除重叠区域。缓冲 带的边界可以融合也可以保留。
1(2,9)
2(4,4)
3(2,2)
4(6,2)
(0,0)
点要素
点的清单
ID
x,y
1
2,9
2
4,4
3
2,2
4
6,2
12
• 线要素的数据结构：
11 12
2
13
1
3 4
14 5 15 6 16
线要素
表示弧段-节点 之间的关系。
显示了组 成弧段的x, y坐标。
13
• 面要素的数据结构：
多边形/弧段清单表示多 边形和弧段之间的关系。
B
Pr
Br2
Br 1 2 dr
角平分线法造成的缓冲区失真
如何进行矢量数据处理与分析
如何进行矢量数据处理与分析矢量数据处理与分析是地理信息系统（GIS）领域中的重要环节，它涵盖了从数据准备、空间分析到结果展示的整个过程。
在这篇文章中，我们将探讨如何有效进行矢量数据处理与分析的方法和技巧。
一、数据清洗与预处理在进行矢量数据处理与分析之前，首先需要对所使用的数据进行清洗和预处理。
数据清洗主要包括删除重复数据、修复损坏的几何体、填充空缺值等操作。
同时，还需要对数据进行投影转换，确保数据的一致性和统一性。
二、空间查询与筛选空间查询与筛选是矢量数据处理与分析的基本操作之一。
通过定义特定的查询条件，可以从矢量数据中提取出符合条件的要素。
例如，可以进行空间范围查询，筛选出位于某个特定区域内的要素，或者进行属性字段查询，筛选出符合特定属性条件的要素。
三、空间拓扑分析空间拓扑分析是矢量数据处理与分析的重要环节，它用于解决要素之间的空间关系问题。
拓扑关系包括相交、相离、包含、覆盖等，通过空间拓扑分析可以计算要素之间的空间关系，并进行相关的统计分析和相交缓冲分析等。
四、空间插值与表面分析空间插值和表面分析用于推断未知区域的属性值或者表面特征。
通过基于已知数据点的属性值和位置信息，可以利用插值方法估计未知点的属性值。
表面分析则是基于已知点的高程值或其他属性值来构建地形或地貌表面，并进行相关的分析操作。
五、空间统计与聚类分析空间统计与聚类分析是研究矢量数据空间分布特征的重要工具。
通过利用统计方法和空间分析技术，可以探索矢量数据的自相关性、聚集性等属性。
例如，可以通过空间统计工具对不同区域的要素密度进行分析，或者利用聚类分析方法对研究区域进行空间分类。
六、网络分析与路径规划网络分析和路径规划主要用于研究基于网络结构的空间问题。
通过构建网络数据模型，并利用网络分析工具，可以计算网络中的最短路径、最优路径、最小生成树等结果。
路径规划工具在交通运输、地理路线规划等领域具有广泛的应用。
七、空间交互与可视化最后一步是将处理和分析得到的矢量数据结果进行可视化展示。
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析空间分析是GIS系统中最重要的一部分之一。
空间分析通过处理和分析矢量数据中的地理位置，可以帮助用户更好地理解和处理地球表面的空间问题。
ARCGIS是一款著名的GIS软件，其集成了强大的空间分析功能，可以方便地进行矢量数据的空间分析。
空间分析的意义空间分析可以帮助GIS用户更好地理解空间数据的结构和关系。
通过空间分析，我们可以：•可视化数据：通过制作地图可以直观地表达数据在地球上的空间位置关系。
•空间查询：通过查询地图上的要素可以挖掘出数据之间的空间关系。
•空间统计：通过分析数据之间的空间关系，可以生成统计数据并进行更进一步的研究。
ARCGIS中的矢量数据矢量数据是GIS中最常用的一类数据类型，是通过在地图上绘制点、线、面等几何图形来表示地理数据的。
ARCGIS支持常见的矢量数据格式，如shapefile、GDB、SDE、Coverage等。
矢量数据的空间分析ARCGIS支持各种形式的矢量数据的空间分析，包括：1.空间查询：ARCGIS通过自带的属性表和查询工具，可以方便地对矢量数据进行查询。
用户可以使用查询工具查询特定的属性，也可以使用空间查询工具查询矢量数据中与某个要素邻近或相交的要素。
2.空间叠加：空间叠加是将两个或多个矢量数据集合并成为一个新的矢量数据集的过程。
ARCGIS中常用的空间叠加工具有Union、Intersect、Identity、Erase等。
3.空间分析：ARCGIS中的空间分析工具可以通过空间分析来挖掘矢量数据之间的空间关系。
常用的空间分析工具有缓冲区分析、裁剪、合并、分割等。
空间分析工具的使用过程中常见的一些问题包括：1.坐标系的问题：要确保使用的地图和要素在同一坐标系下，否则可能导致分析结果异常。
2.精度要求的问题：ARCGIS中的空间分析工具需要在数据间设定空间容差值。
对待空间分析结果的精度和精细度有一定要求的应当谨慎考虑容差的设定。
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
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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
矢量数据的空间分析在当今数字化的时代，地理信息系统（GIS）、测绘、城市规划等众多领域都离不开对数据的深入分析和处理。
其中，矢量数据作为一种常见且重要的数据类型，其空间分析在解决实际问题和获取有价值信息方面发挥着至关重要的作用。
那什么是矢量数据呢？简单来说，矢量数据是通过点、线、面等几何对象来表示地理实体或现象的位置、形状和属性。
比如，一条河流可以用一条线来表示，一个湖泊可以用一个面来表示，而一个城市的地标建筑可以用一个点来表示。
这些几何对象不仅包含了空间位置信息，还可能附带诸如名称、类型、面积等属性信息。
矢量数据的空间分析，就是基于这些数据进行的一系列操作和计算，以揭示隐藏在数据中的模式、关系和趋势。
空间查询是矢量数据空间分析的基础操作之一。
通过设定特定的条件，我们可以快速从大量的矢量数据中筛选出符合要求的数据。
比如说，我们想要找出某个区域内所有面积大于一定值的湖泊，或者找出距离某条公路特定范围内的居民点。
这种查询能够帮助我们迅速聚焦到感兴趣的对象上，为后续的深入分析提供基础。
缓冲区分析也是一项常用的技术。
想象一下，围绕一条道路或者一个工厂划定一个一定宽度的区域，这个区域就是缓冲区。
缓冲区分析可以帮助我们评估道路建设对周边环境的影响，或者工厂可能产生的污染范围。
在城市规划中，通过为公园、学校等设施创建缓冲区，可以评估其服务覆盖范围，从而优化设施的布局。
叠加分析则能够将多个矢量图层进行组合和比较。
比如，将土地利用图层和土壤类型图层叠加，我们可以了解不同土壤类型在各种土地利用方式下的分布情况。
这对于农业规划、环境保护等工作具有重要的指导意义。
网络分析在交通规划和物流配送等领域有着广泛的应用。
通过构建道路网络模型，我们可以计算最短路径、最优路径，确定交通流量的分布，从而优化交通线路和提高物流效率。
比如，在城市交通规划中，通过网络分析可以确定新的公交线路，以更好地满足居民的出行需求。
除了以上这些常见的分析方法，矢量数据的空间分析还包括了空间统计分析、邻近分析等多种手段。
描述三种空间分析方法及其特点与作用
描述三种空间分析方法及其特点与作用一、矢量空间分析矢量空间分析主要通过空间数据和空间模型的联合分析来挖掘空间目标的潜在信息，而这些空间目标的基本信息，无非是其空间位置、分布、形态、距离、方位、拓扑关系等，其中距离、方位、拓扑关系组成了空间目标的空间关系。
它是地理实体之间的空间特性，可以作为数据组织、查询、分析和推理的基础。
通过将地理空间目标划分为点、线、面不同的类型，可以获得这些不同类型目标的形态结构。
将空间目标的空间数据和属性数据结合起来，可以进行许多特定任务的空间计算与分析。
1.图元合并图元合并即矢量空间聚合，是根据空间邻接关系、分类属性字段，进行数据类型的合并或转换以实现空间地域的兼并(数据的综合)。
空间聚合的结果往往将较复杂的类别转换为较简单的类别，当从地点、地区到大区域的制图综合变换时常需要使用这种分析处理方法。
2.空间查询空间查询是将输入图层与查询图层的要素或是交互输入的查询范围进行空间拓扑判别(包含、相离、相交、外包矩形相交)，从输入图层中提取出满足拓扑判别条件的图元。
3.叠加分析叠加分析至少要使用到同一区域，具有相同坐标系统的两个图层。
所谓叠加分析，就是将包含感兴趣的空间要素对象的多个数据层进行叠加，产生一个新要素图层。
该图层综合了原来多层实体要素所具有的属性特征。
叠加分析的目标是分析在空间位置上有一定关联的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系。
多层数据的叠加分析，不仅仅产生了新的空间对象的空间特征和专题属性之间的相互关系，能够发现多层数据间的相互差异、联系和变换等特征。
点与多边形的叠加，就是研究某一矢量数据层中的点要素位于另外一个矢量数据层中的哪个多边形内，这样就可以根据点与多边形的空间关系，确定给点要素添加哪些属性特征。
线与多边形叠加，就是研究矢量数据层中的线要素与其他数据层中的多边形要素之间的关系，进而判定线要素与多边形的相离、相交、包含等空间关系。
多边形的叠加，就是要研究两个或多个多边形矢量数据层的叠加操作，生成一个新的多边形数据层。
如何进行矢量数据的空间分析与处理
如何进行矢量数据的空间分析与处理随着地理信息系统（GIS）技术的发展，矢量数据的空间分析与处理变得越来越重要。
矢量数据是指通过坐标点、线、面等几何要素来描述现实世界的数据，其优势在于能够准确地绘制地理特征和进行空间分析。
本文将讨论如何进行矢量数据的空间分析与处理，以期为研究人员和GIS从业者提供一些有用的指导。
一、数据准备与预处理在进行空间分析之前，首先需要进行数据准备和预处理。
这一阶段主要涉及数据获取、数据格式转换和数据清洗等工作。
数据获取是指获取原始数据的过程。
通常可以从地理信息系统数据源、遥感影像、地理数据库等渠道获取矢量数据。
在选择数据源的时候应当考虑数据的准确性、分辨率以及数据提供方的可靠性。
数据格式转换是指将原始数据转换为所需的数据格式。
常见的矢量文件格式包括Shapefile、GeoJSON、KML等。
根据具体需求，选择合适的格式，并利用相应的软件进行转换。
数据清洗是指对数据进行处理以去除无效、重复或错误的信息。
通过数据清洗可以提高数据的质量和准确性，确保在后续分析过程中得到可靠的结果。
常见的数据清洗操作包括去除重复点、修复不连续线段、填充缺失值等。
二、空间分析方法空间分析是指利用GIS技术对矢量数据进行空间关系分析、空间模式分析、空间统计分析等操作，以揭示地理空间现象和规律。
下面介绍几种常见的空间分析方法。
1. 空间关系分析空间关系分析主要研究地理实体之间的位置关系。
常见的空间关系包括相邻关系、包含关系、交叉关系等。
通过计算这些关系可以揭示不同地理实体之间的空间关联程度，从而为城市规划、环境保护等决策提供科学依据。
2. 空间模式分析空间模式分析是指研究地理实体的分布规律和聚集趋势。
通过利用空间统计方法，可以识别出存在的聚集点、聚集区域或者离散点。
常见的空间模式分析方法包括点密度分析、聚类分析、核密度估计等。
3. 空间统计分析空间统计分析是指利用统计学方法对空间数据进行分析。
通过空间统计分析，可以揭示出空间数据的分布特征、变异趋势等统计规律。
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。
第七章 矢量数据空间分析
198 第七章 矢量数据的空间分析矢量数据不同于栅格数据，一般不存在模式化的分析处理方法。
在ArcGIS 中，矢量数据的空间分析主要集中于缓冲区分析、叠置分析和网络分析等方面。
7.1 缓冲区分析缓冲区(Buffer)是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成具有一定范围多边形实体，从而实现数据在二维空间扩展的信息分析方法。
7.1.1 基本概念从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的邻域。
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，其中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，主要依据缓冲区建立的条件来确定。
常用的点缓冲区有圆形、三角形、矩形和环形等；线缓冲区有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区等形状；面缓冲区有内侧和外侧缓冲区。
不同形态额缓冲区可满足不同的应用要求。
点状要素，线状要素和面状要素的缓冲区示意图如图7.1。
7.1.2 缓冲区的建立缓冲区的建立相对简单。
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{(,)}P x d x A r =≤点状要素的缓冲线状要素的缓冲区面状要素的缓冲区图7.1 点、线和面状要素的缓冲区半径绘圆，所包容的区域即为所要求区域，因为是在一维区域里，所以对于点状要素较为简单；线状要素和面状要素则相对复杂，它们此时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，最终即可建立缓冲区，但在实际中处理起来要复杂的多。
主要有：1.角平分线法首先对边线作平行线，然后在线状要素的首尾点处，作其垂线并按缓冲区半径r截出左右边线的起止点。
在其它的折点处，用与该点相关联的两段相邻线段平行线的交点来确定（如图7.2）。
该方法的缺点是在折点处，无法保证双线的等宽性，而且当折点处的夹角越大，d的距离就越大，误差也就越大，所以要有相应的补充判别方案来进行校正处理。
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
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
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
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
线
面
缓冲区示意图
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
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
河南大学环境与规划学院 zhaoy@
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。
Arcmap(四)-矢量数据的空间分析2
多边形的叠加分析（二）1、标识分析，计算输入要素和标识要素的几何交集。
与标识要素重叠的输入要素或输入要素的一部分将获得这些标识要素的属性。
（1）导入两个矢量图层，省级行政区.shp和新建圆.shp（2）点击工具栏中的arctoolbox，点击分析工具-叠加分析-标识（3）输入要素中选择省级行政区.shp，更新要素中选择新建圆.shp，输出要素类是将标识的结果保存到标识.shp文件中，其他保持默认（4）将省级行政区.shp和新建圆.shp前面取消勾选，可以查看标识的结果（蓝色显示区域）1）标识前：省级行政区属性表新建圆属性表：2）标识后：省级行政区属性表2、相交，计算输入要素的几何交集。
所有图层和/或要素类中相叠置的要素或要素的各部分将被写入到输出要素类。
（1）点击工具栏中的arctoolbox，点击分析工具-叠加分析-相交（2）输入要素中选择省级行政区.shp，和新建圆.shp，输出要素类是将相交的结果保存到指定相交.shp文件中，其他保持默认（3）相交操作完毕，结果显示：1）相交前：2）相交后：3、空间连接，根据空间关系将一个要素类的属性连接到另一个要素类的属性。
目标要素和来自连接要素的被连接属性写入到输出要素类。
（1）点击工具栏中的arctoolbox，点击分析工具-叠加分析-空间连接（2）目标要素中选择省会城市.shp，更新要素中选择省级行政区.shp，输出要素类是将空间连接的结果保存到指定空间连接.shp文件中，字段映射选择省级行政区.NAME，其他字段点击字段映射旁边的X删除（本次实验只将省级行政区的NAME连接到点要素的省会城市属性表中），其他保持默认（3）空间连接操作完毕，结果显示：1）空间连接前：省会城市属性表：2）空间连接后：4、联合，计算输入要素的几何并集。
将所有要素及其属性都写入输出要素类。
（1）点击工具栏中的arctoolbox，点击分析工具-叠加分析-联合（2）输入要素中选择省级行政区.shp，和新建圆.shp，输出要素类是将联合的结果保存到指定联合.shp文件中，其他保持默认（3）联合操作完毕，结果显示：1）联合前：2）联合后：看到上述内容，若对您有帮助，请点击关注，谢谢！。
如何进行矢量数据的空间分析与处理
如何进行矢量数据的空间分析与处理矢量数据的空间分析与处理在地理信息系统（GIS）中扮演着至关重要的角色，它不仅可以帮助我们理解地理现象，还可以帮助我们做出更有针对性的决策。
本文将探讨如何进行矢量数据的空间分析与处理，为读者提供一些实用的技巧和指导。
首先，我们需要明确矢量数据的概念。
矢量数据是以点、线、面等几何实体来描述地理现象的数据形式，它与栅格数据（以像素为基本单元）相对。
矢量数据的空间分析与处理主要包括空间查询、空间关系分析、空间统计以及空间处理等方面。
在进行矢量数据的空间查询时，我们可以利用GIS软件提供的各种查询工具来查找满足特定条件的空间对象。
例如，我们可以查询某一区域内的所有建筑物或道路网络，或者查找符合某种属性条件的空间对象。
通过空间查询，我们可以快速获取所需的地理信息，为后续的分析与处理提供基础数据。
空间关系分析是矢量数据处理中的重要环节，它可以帮助我们揭示不同空间对象之间的相互关系。
例如，我们可以通过空间缓冲区分析来确定某一地理实体周围一定范围内的其他对象，从而评估其影响范围。
另外，我们还可以利用空间叠加分析来查找两个或多个空间数据集之间的交集、差集、融合等关系，以便更深入地了解地理现象的空间分布。
在空间统计方面，我们可以利用GIS软件提供的统计工具来对矢量数据进行分析。
例如，我们可以对某一区域内的房屋分布进行空间聚类分析，寻找隐藏在数据中的空间模式和规律。
此外，我们还可以利用空间插值方法来研究地理现象的空间分布趋势，如温度分布、人口密度分布等。
最后，空间处理是指对矢量数据进行编辑和转换，以满足特定需求的操作。
例如，我们可以对空间数据进行投影变换，将地理数据从一个坐标系统转换到另一个坐标系统。
此外，我们还可以对空间数据进行拓扑处理，修复数据中的错误、重叠或断裂等问题，以提高数据的准确性和一致性。
总结起来，矢量数据的空间分析与处理是GIS应用中不可或缺的步骤。
通过空间查询、空间关系分析、空间统计和空间处理等手段，我们可以深入了解地理现象的特征和规律，并从中获取有价值的信息和洞见。
矢量数据的空间分析实验报告
实验四、矢量数据的空间分析实验目的：通过了解空间分析是综合分析空间数据技术的统称,是地理信息系统的核心部分,在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
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两种。
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。
相对于栅格数据的空间分析来说,矢量数据的空间分析一般不存在模式化的处理方法,而表现为分析方法的多样性和复杂性,它主要基于点线、面三种基本形式。
在ArcG1S中,矢量数据的空间分析方法主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。
实验内容：首先学习统计分析和缓冲区分析以及叠加分析的方法，然后通过实例进行操作练习。
实验过程：1.统计分析：⑴频数：频数(requency)是指在表格或者图层的属性表中,某个属性值或者属性值组合出现的次数,频数工具的主要作用是读取表格中的一组字段,计算字段的每个唯一值出现的频数,并创建一个包含唯一字段及其频数的新表。
以某城市的土地利用类型表格数据(图10.14)为例说明频数工具的用法,表格共有三个字段:“土地类型”字段存储的是城市土地的利用类型,“面积”字段存储的是每种土地利用类型的面积,“所在区域”字段存储的是该土地利用类型所在的城市区域。
如果要计算每种土地利用类型的地块数量,可使用频数工具。
图十四频数图示⑵汇总统计数据：汇总统计(summary statistics)数据就是对输入表格中的字段进行汇总计算,输出结果为表格,表格由包含统计运算结果的字段组成。
在输出表格中,使用“统计类型字段名称”命名约定来为每种统计类型创建字段。
当输出表为dBASE表时,字段名称会被截断为10个字符。
图十五汇总统计数据图示2.缓冲区分析：缓冲区(buffer analysis)是为了识别某一地理实体对周围地物的影响而在其周围建立的一定宽度多边形区域。
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一、实验内容
利用实验数据进行缓冲区分析及叠加分析。
二、实验过程
4.1、缓冲区分析。
（1）打开数据。
打开SuperMap iDesktop 8C，打开数据源，加载实验数据中的“叠加分析.udb和陕西.udb”，并将陕西数据源下的银行、市界_R和省界_R数据集依次添加到同一图层上，并依据“点线面，由小及大”的原则叠放，如下图所示；
（2）建立缓冲区-单重缓冲区-多重缓冲区。
1)单重缓冲区-点数据。
选择分析->矢量分析->缓冲区->缓冲区，如下图所
示；
在弹出的面板中选择缓冲数据“陕西数据源-银行数据集”，缓冲半径设置为字段型，设置为缓冲区距离，设置一下结果数据，具体如下图所示，点击确定；
得到结果，如下图所示，生成的缓冲区半径都是不一样的；
2)线数据。
将陕西数据源中的水系数据集加载到同一个图层中，点击分析->
矢量分析->缓冲区->缓冲区，在弹出的面板中，数据类型变为线数据，缓冲类型设置为圆头缓冲，数值型半径设置为5000，将结果数据设置一下，具体如下图所示，点击确定；
调整一下图层顺序，可以看到其结果，如下图所示；
在进行一下分析，将缓冲类型改为平头缓冲，将数值型中的左半径设置为10000，右半径设置为5000，设置一下结果数据，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其缓冲类型与上一个结果的明显不同，左半径明显大于右半径；
3)多重缓冲区。
选择分析->矢量分析->缓冲区->多重缓冲区，在弹出的面板
中，数据集选择之前以水系数据集生成的结果数据，在缓冲半径列表部分
选择->批量添加，在弹出的面板中
设置其起始值为500，结束值为5000，步长为500，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示；
4.2、叠加分析。
（1）加载数据。
将叠加数据源中的源数据集和叠加数据集加载到同一图层。
（2）裁剪。
裁剪是用裁剪数据集（源数据）从被裁剪数据集（叠加数据）中提取部分特征集合的运算。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中选择裁剪，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，紫色部分为裁剪结果；
（2）合并。
合并是求两个数据集并集的运算。
进行合并运算后，两个面数据集在相交处多边形被分割，重建拓扑关系，且两个数据集的几何和属性信息都被输出到结果数据集中。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择合并，
源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
将结果数据添加到同一图层，如下图所示，两个分散的图形合并一个图形了；
（3）擦除。
擦除是用来擦除掉被擦除数据集中多边形相重合部分的操作。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中选择擦除，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其重叠部分被擦除了；
（4）求交。
求交是求两个数据集的交集的操作。
待求交数据集的特征
对象在求交数据集中的多边形相交处被分割（点对象除外）。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，求交运算与裁剪运算得到的结果数据集的空间几何信息是相同的，但是裁剪运算不对属性表做任何处理，而求交运算可以选择需要保留的属性字段。
（5）同一。
同一运算就是源数据集与叠加数据集先求交，然后求交结
果再与源数据集求并的一个运算。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，同一运算结果图层范围与源数据集图层的范围相同，但是包含来自叠加数据集图层的几何形状和属性数据。
（6）对称差。
对称差运算是两个数据集的异或运算。
操作的结果是，对
于每一个面对象，去掉其与另一个数据集中的几何对象相交的部分，而保留剩下的部分。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其中间重叠部分被挖空了，保留了剩余部分；
（7）更新。
更新运算是用更新数据集替换与被更新数据集重合的部分，
是一个先擦除后粘贴的过程。
结果数据集中保留了更新数据集的几何形状和属性信息。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择同一结果数据集，叠加数据选择源数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到被更新图层空间空缺的部分被更新图层“粘贴”上去了；
注意事项：
1.应注意面数据集或记录集中本身应避免包含重叠区域，否则叠加分析结果可能出错。
2. 叠加分析的数据必须为具有相同地理参考的数据，包括输入数据和结果数据。
3. 在叠加分析中最常见的问题是破碎多边形，即在两个输入对象相关或共同边界，相交的地方会出现非常细小的多边形区域。
这时一般需设置一定的容限来消除这种细小多边形。
4. 合并、求交、同一、对称差操作过程中，可以根据需要，选择保留需要的字段。