第十一章矢量数据分析

首先定义轴线坐标 点序为其方向。 对于左边线，重叠 自相交多边形呈顺 时针方向。岛屿自 相交多边形呈逆时 针方向。
重叠 多变形
岛屿 多边形
当存在岛屿多边形 与重叠多边形时， 最终绘制缓冲区边 界线，只要把外围 边线和岛屿轮廓绘 出即可。
垃圾填埋场选址
◦ 基本要求
填埋场500米之内，不能有学校、文物保护区、水源等
◦ 基本操作
以填埋场为圆心，做点缓冲，生成圆心缓冲区 将缓冲区分别与学校等要素层叠加 输出落入缓冲区内的学校、文物保护区、水源等
统计道路拓宽需要拆迁的房屋？
◦ 基本操作
按需拆迁的道路中心线，以规划的道路宽度，生成道路缓冲 区
将道路缓冲区与居民建筑物层叠加 输出需拆迁的房屋 统计房屋的面积、人口、总估价等
◦ 将地图分为两个区域
指定距离之内（即缓冲 区）
指定距离之外
操作对象
◦ 点、线、面
基本原理
◦ 邻近
缓冲是基于邻近（proximity）的概念,把地图分 为两个区域，一个区域位于所选地图要素的指定 区域之内，另一个区域在指定距离之外。在指定 距离之内的称为缓冲区。
例如：交通沿线或河流沿线的地物有其独特的重 要性，公共设施（商场、邮局、银行、医院、车 站、学校等）的服务半径，大型水库建设引起的 搬迁，铁路，公路以及航运河道对其所穿越的区 域经济发展的重要性等，均是一个邻近度问题。
双线问题解决办法
（1）角平分线法（简单 平行线法）
算法是在轴线的首尾点处， 作轴线的垂线并按缓冲区半径截 出左右边线的起止点；在轴线的 其他转折点上，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。
① 角分线法
算法是在轴线的首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径截 出左右边线的起止点；在轴线的其他转折点上，用与该线所关联的前后
作用： 缓冲区分析是GIS的基本空间操作功能之一，一般应 用于求地理实体的影响范围，即邻近度问题。
缓冲区的决定 因素
◦ 几何对象 ◦ 缓冲距离 ◦ 量度单位 ◦ 缓冲模式 ◦ 缓冲边界处理
Rings
Drive Times
Hand Drawn
Administrative Areas
点缓冲
◦ 围绕点的缓冲形成圆形 缓冲
缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具 体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多 边形。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，确定他们的邻域，邻域的大小由邻域 半径R决定。因此对象Oi的缓冲区定义为
数学表达为： Bi x : d (xi , Oi ) R
➢尤其当凸侧角点变
d
β
A R
B
R
锐时，缓冲区端点
将远离轴线顶点。
d R / sin / 2
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②凸角圆弧法
➢确定缓冲区的起止点 ➢判断转折点的凸凹侧 ➢在凹侧用平行线的
交点生成对应顶点 ➢在凸侧用圆弧弥合
A2 A A1
C2
B1
C
B
B2
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缓冲距离
◦ 固定（常规）
按设置常数，如道路拓宽
◦ 变长
按给定字段取值，如按河 流流量生成缓冲区
量度单位
◦ 米/英尺
缓冲模式
◦ 单缓冲（常规）
生成一个缓冲区
◦ 多缓冲
生成多个缓冲区，如上海的影 响力
缓冲边界处理
◦ 边界不融合
保留缓冲叠加部分
◦ 边界融合
不保留缓冲叠加部分
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。
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。 ➢ 确定缓冲区的起止点
➢ 确定其它转折点对应的顶点
➢ 生成缓冲区
A1 AR
A2
Ⅰ1
Ⅰ
Ⅱ Ⅰ2
Ⅲ
R B1
B2 B
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空间缓冲区的建立
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角分线法的缺陷
➢难以最大限度保证 双线的等宽性。
2014-4-4
了解空间分析 从矢量数据结构的特点开始说起
建立缓冲区 地图叠置 源自文库距离量测 要素提取
有地图以来，就开始有各种各样利用地图的空间 分析。在地图上量算地理要素之间的距离方位、 面积，利用地图进行各种研究和决策，都是空间 分析的实例。
空间分析( Spatial Analysis )的历史远长于GIS 的历史。
矢量数据的空间分析主要是基于点、线、面三种基 本形式
在ArcGIS中，矢量数据的空间分析主要包括缓冲区 分析、叠置分析和网络分析。
分析对象
◦ 几何对象：点、线、面 ◦ 空间关系：拓扑、非拓扑
分析手段
◦ 基本：缓冲区、叠置、距离量测 ◦ 高级：模式分析
分析精度
◦ 几何对象的位置和形状
主要目的
空间分析：空间分析是综合分析空间数据技术的 统称。是基于空间数据的分析技术，以地球科学 原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取 有关地理对象的空间位置、空间分布、空间形态、 空间构成、空间演变等信息。
空间分析是构成地理信息系统的核心部分之一， 发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别于其他信 息系统的显著标志。
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缓冲区边线的自相交问题
当轴线的弯曲空 间不允许缓冲区 的边线无压的通 过时，就会产生 若干个自相交多 边形。
自相交多边形
➢重叠多边形
➢不是缓冲区边线 的有效组成部分， 最终不参与缓冲区 的构建。
➢岛屿多边形
➢是缓冲区边线的 有效组成部分。
重叠 多变形
岛屿 多边形
重叠多边形与岛屿多边形的自动判别
Goodchild将空间分析分为2类：产生式分析和查 询式分析。
按照空间数据的形式，分为矢量数据的空间分析 和栅格数据的空间分析。
空间查询 空间统计分析 空间缓冲区分析 空间叠加分析 空间网络分析 数字地面模型分析
查询式分析 产生式分析
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线缓冲
◦ 围绕线的缓冲形成一系 列长条形缓冲带
◦ 两侧或单侧
面缓冲
◦ 围绕面的缓冲形成由多 边形边界向外延伸的缓 冲区
◦ 向外或向内
危险品仓库潜在影响范围的确定
2.2 线缓冲区分析实例
河流两侧森林保护范围的确定
2.2 线缓冲区分析实例
道路拓宽改建中建筑物拆迁范围的确定。
湖泊周围生态保护区范围的确定