第八讲 空间缓冲区分析(续)

空间缓冲区建立应注意的方面:
当对特征规定不同缓冲区宽度时的处理 根据不同属性建立不同的缓冲区宽度
可变距离缓冲区示意图
2 空间缓冲区建立应注意的方面:
当缓冲区发生重叠时的处理
(a) 输入图层
(b) 进行缓冲区操作
(c) 缓冲区操作的结果
拓扑识别，删除缓冲区内弧段
多个特征缓冲区图形的处理
栅格缓冲区分析
• NEAR <in_cover> <near_cover> {LINE | POINT | NODE} {search_radius} {out_cover} {NOLOCATION | LOCATION} • 计算一个点图层的每个点到另一个图层上最近点（线、节点） 的距离
8、Near
9、PointDistance
• 由点图层生成其外围多边形图层，每个 点对应一个新生成的多边形，输入点作 为多边形的标识点，相邻标识点到其 “公共边”的距离相等，每个多边形表 示该标识点的影响范围。
• 荷兰气候学家A· H· Thiessen提出了一种根据离散分布 的气象站的降雨量来计算平均降雨量的方法，即将所 有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直 平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围 成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气 象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度， 并称这个多边形为泰森多边形。
Theissen
• 其中虚线构成的多边形就是泰森多边形。 泰森多边形每个顶点是每个三角形的外 接圆圆心
• 泰森多边形的性质是： 1、每个泰森多边形内仅含有一个离散点数据； 2、泰森多边形内的点到相应离散点的距离最近； 3、位于泰森多边形边上的点到其两边的离散点的 距离相等。
• • • •
泰森多边形的特征： 所有的泰森多边形都是凸多边形 顶点是外接圆的圆心 所有的外接圆内部不包含已知点
线形模型
二次模型
指数模型
5 缓冲区分析实例
5 缓冲区分析实例
源自文库
5 缓冲区分析实例
缓冲区 核电站的5公里缓冲区 我国30公里内缓冲区 海岛国家的n公里外缓冲区 高速公路的50米缓冲区 应用意义 紧急疏散区 沿边地区 领海 噪音的严重污染区
VORONOI多边形分析 泰森多边形分析 • 定义（原理）：
缓冲区建立方法
4 三种分析模型
根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用 以下三种不同的分析模型：
3.1线性模型：用于当主体对邻近对象的影响度（F）随距离 ( r)的增大而呈线形形式衰减时。
3.2幂函数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的 增大而呈现二次形式衰减时。 3.3指数模型：用于当主体对邻近对象的影响度随距离的增 大而呈指数形式衰减时。
ELIMINATE <in_cover> <out_cover> {NOKEEPEDGE | KEEPEDGE} {POLY | LINE} {selection_file} {BORDER | AREA} 说明：（1）将选定的多边形合并到与其具有最长公共边的相邻多边形(Border) 或将选定的多边形合并到具有最大面积的相邻多边形(AREA) （2）或者取消伪节点，将多条弧段合并为单一弧段（Line）。
将点，线或多边形作为输入图层，与作为识别图层的多边形图层进 行叠置；
3、IDENTITY
范围：取决于输入图层的范围，当输入图层为点或线时，其范围由 包围点或线的最小矩形来决定； 图层类别：结果图层的类别取决于输入图层。 IDENTITY <in_cover> <identity_cover> <out_cover> {POLY | LINE | POINT} {fuzzy_tolerance} {JOIN | NOJOIN}
图层类别：输入图层可以为点、线、多边形；而叠置图层只能为多 边形，输出结果的图层类别取决于输入图层。 范围：当输入图层为点或线时，仅保留属于多边形内的点或线。 INTERSECT <in_cover> <intersect_cover> <out_cover> {POLY | LINE | POINT} {fuzzy_tolerance} {JOIN | NOJOIN}
缓冲区分析的类型
• 矢量缓冲区
– 点特征缓冲区 – 线特征缓冲区 – 面特征缓冲区
• 栅格缓冲区
2 缓冲区分析的类型
☆点缓冲区
以点为圆心，以一定距离为半径 画圆所围成的区域。
☆
用途：针对点要素的一定半径 范围的分析。
地理信息系统概论
2 缓冲区分析的类型
☆线缓冲区 分别对每一个顶点和每条边生成缓冲区，然后对这些缓冲 区多边形进行叠置操作。
Roads • Streams • Forest
•
Moding Process
Stream
BUFFER 500'
StreamBuf OVERLAY RdStBuf
Road
BUFFER 300'
RoadBuf
FOREST
OVERLAY Suitable areas
Data Map
Road Buffer
☆缓冲区分析：是围绕空间的点、线、面实体，自
动建立其周围一定宽度范围内的多边形，用以识
别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围，以便 为某项分析或决策提供依据。
缓冲区分析的基本思想就是给定一个空间实体或集合， 确定它们的邻域，邻域的大小由领域半径R来确定。
2 缓冲区分析的组成要素
在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问 题抽象为以下三类因素来进行分析： （1）主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、 线源和面源三种类型。 （2）邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政 界限变更时所涉及的居民、森林遭砍伐时所影响的 水土流失范围等等。 （3）作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影 响条件或强度。
命令格式： DISSOLVE <in_cover> <out_cover> <dissolve_item | #ALL> {POLY | LINE | NET | REGION.subclass} 说明：对指定属性项取值相同的相邻多边形、区域，或者相连 的线进行合并。
7 、 Eliminate 剔除选择的多边形 命令格式：
• 由输入点相连生成三角网； • 对每个三角形的边作垂直平分线，垂直平分线作为泰 森多边形的边； • 删除原三角形； • 而每个输入点作为多边形的标识点，
THIESSEN多边形的生成过程
综合举例
一、Finding the suitable forest land for harvesting 二、 Find a suitable site that meets the some criteria
4、Clip裁
Clip的命令参数
• In_cover: 输入图层，可以为point，line，polygon • Clip_cover: 裁剪多边形图层，其外围多边形定义了裁剪 区域。
• Poly: 多边形属性信息和Region
• Line: Aat和Arc • Point: Pat和Label • NET : Polygon&Arc，Pat、Aat和Region • LINK: Arc&Point，Pat、Aat和路径系统 • Raw:不保持原始属性表，而保存所有图形信息，但可以 保存路径信息。
生成的属性表
新生成的coverage的图元属性表中含有各叠置图层的图元属性项; 在输入图层都为多边形类型时，结果图层的图元属性表包含有： out cover项 AREA PERIMETER out cover # 内部码 out cover ID 用户码 in cover in cover # in cover内部码 in cover ID 用户码 所有后续PAT项 Overlay cover项 overlay cover内部码 overlay cover用户码 所有后续PAT项
• POINTDISTANCE <from_cover> <to_cover> <out_info_file> {search_radius} • 计算一个点图层上的每个点到另一图层上所有 其它点的距离
空间邻近度分析
1 缓冲区分析的定义
☆缓冲区（影响区、影响带）：是指地理空间实体
的一种影响范围或服务范围。
2、UNION
计算两个图层的几何并集，出现在两个输入图层范围内的所有图 元保留在输出图层中； 图层类别：仅适用于多边形叠置； 属性问题：某些新多边形图元属性值缺失的问题； UNION <in_cover> <union_cover> <out_cover> {fuzzy_tolerance} {JOIN | NOJOIN}
5、Erase擦
命令格式： ERASE <in_cover> <erase_cover> <out_cover> {POLY | LINE | POINT | NET | LINK | RAW} {fuzzy_tolerance} 说明： 从输入图层中擦除叠置于 erase 图层上的图元。
6、Dissolve融合
300’ buffer
栅格数据缓冲区的建立方法
栅格数据的缓冲区分析通常称为推移或扩散（Spread），推移或扩散实际上 是模拟主体对邻近对象的作用过程，物体在主体的作用下沿着一定的阻力表 面移动或扩散，距离主体越远所受到的作用力越弱。
缓冲区建立方法
栅格缓冲区分析
缓冲区建立方法
缓冲区分析
动态缓冲区
现实世界中很多空间对象或过程对于周围的影响并不是随着距 离的变化而固定不变的，需要建立动态缓冲区，根据空间物体 对周围空间影响度的变化性质，可以采用不同的分析模型。 ① 当缓冲区内各处随着距离变化，其影响度变化速度相等时， 采用线性模型； ② 当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度 变化快时，采用二次模型； ③ 当距离空间物体近的地方比距离空间物体远的地方影响度 变化更快时，采用指数模型。
1、Finding the suitable forest land for harvesting
Criteria:
• Can’t harvest with in 300 ft. of roads • Can’t harvest with in 500 ft. of streams
Required data sets:
ArcGIS 中的叠置及其相关命令
INTERSECT UNION IDENTITY Near PointDistance Clip Erase Reselect Dissolve Eliminate
1、INTERSECT
计算两个图层的几何交集。 同时出现在输入图层和叠置图层范围内 的图形要素保留在结果图层中。
☆
用途：针对线要素的一定范围带状范围的分析。
地理信息系统概论
R
B
d
2 缓冲区分析的类型
• ☆面缓冲区
•
首先生成多边形周长的缓冲区（线缓冲区），多边形
缓冲区有内外之分。外缓冲区在面状地物的外围形成缓冲 区、内缓冲区则在面状地物的内侧形成缓冲区
• ☆多重缓冲区生成 • 以不同的半径首先分别生成一定宽度的缓冲区，然后 对不同半径的缓冲区进行叠置操作。 •
叠置操作后出现的问题
• 由于相邻图元不是完全 一致而形成碎屑多边形 （Sliver polygons） • 使用“Fuzzy” tolerance 来剔除碎屑 多边形 • 或使用 ELIMINATE来 剔除碎屑多边形
命令格式： CLIP <in_cover> <clip_cover> <out_cover> {POLY | LINE | POINT | NET | LINK | RAW} {fuzzy_tolerance} 说明：从输入图层中提取叠置于clip_cove上的特征。
3 矢量缓冲区的建立
从原理上讲，缓冲区的建立相当简单，建立缓冲区仅是以
点状地物为圆心，以缓冲区距离为半径绘圆即可，线状地物和
面状地物的缓冲区的建立也是以线状地物或面状地物的边线为 参考线，作它们的平行线，再考虑端点圆弧，即可建立缓冲区 对于简单情形，缓冲区是一个简单多边形，但当计算形状 比较复杂的对象或多个对象集合的缓冲区时，就复杂得多。