2011级城管班地理信息系统实验指导书--实验三

实验三、ArcGIS缓冲区分析与叠加分析

一、实验目的

1.理解缓冲区分析和叠置分析的基本原理。

2.学习缓冲区分析、利用Arc Toolbox进行叠加分析的操作。

3.掌握如何合理利用空间分析中的缓冲区分析和叠置分析解决实际问题。

二、实验准备

软件准备：确保你的计算机中已经正确安装了ArcGIS Desktop 10.0及Arc Catalog软件，如果不确定, 请与你的指导老师协商。

实验数据：在路径D: Ex03下

预备知识：

⏹缓冲区分析

缓冲区分析(Buffer)是围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。缓冲区应用的实例有如：污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域；为失火建筑找到距其500 米范围内所有的消防水管等。

从原理上来说，缓冲区的建立相当的简单，对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，对点状要素因为是在一维区域里所以较为简单；而线状要素和面状要素则比较复杂，它们缓冲区的建立是以线状要素或面状要素的边线为参考线，来做其平行线，并考虑其端点处建立的原则，即可建立缓冲区，但是在实际中处理起来要复杂的多。

⏹Arc Toolbox

Arc Toolbox工具箱把ArcGIS桌面端许多功能分门别类的存放在不同工具箱中，可以完成3D分析、空间分析、数据转换、数据管理和空间分析统计等一系列功能。Arc Toolbox 功能模块镶嵌在Arc Catalog、Arc Map、Arc Sence、Arc Globe中。

⏹叠置分析

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。要注意的是这里也要对属性进行一定的操作，所指的属性是较为简单的属性值，例如注解属性，尺度属性，网络属性等不能作为输入的属性值。其中在ArcGIS 中可以进行叠置分析的数据格式有coverage，shapefile，GeoDatabase中的数据要素等，这里主要以shapefile为例子来介绍。

三、实验过程及方法

本次整个实验是以缓冲区分析和叠置分析的综合应用为例，为市区择房的各项矢量数据进行空间分析，为购房者选择最适宜的购房地段，要求如下：

（1）找出同时满足下列条件的适宜区域：

●距名胜古迹500m之内，环境优雅；

●在商业中心服务范围之内，服务范围以商业中心规模的大小来确定；

●离交通要道200m之外，以减少噪音污染；

●通过叠加分析求出同时满足三个要求的区域（此处用到的是相交分析、擦除分析）

（2）运用空间联合分析对上述三个缓冲区图层叠加求和确定合适区域，分级标准为：

●满足其中三个条件的为第一等级。

●满足其中两个条件的为第二等级。

●满足其中一个条件的为第三等级。

●完全不满足条件的为第四等级。

3.1 缓冲区分析

ArcGIS中缓冲区的建立有两种方法：一种是用缓冲区向导建立，另一种是用缓冲区工具建立。以下点、线、面缓冲区建立是使用缓冲区向导。缓冲区工具建立缓冲区将不再详细说明。

首先添加缓冲区向导工具。

（1）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。

（2）在【命令】选项卡，选择【类别】列表框中的【工具】，然后在【命令】列表框中选择【缓冲向导】，按住鼠标左键不放将其拖动到已经存在的工具栏中。

3.1.1 点状要素缓冲区

案例一：以名胜古迹的影响范围为例，要求建立距离名胜古迹500m内的缓冲区：（1）以城市主干道的噪音缓冲区建立为例，在ArcMap中打开文件D:\Ex03\city.mxd，famous place、Marketplace、network三个要素被加载进来。

（2）对选择的名胜古迹建立缓冲区。

的地图单位：

右键点击【图层】→【属性】，在【常规】里的【单位】选择米，点击【确定】。

打开缓冲区生成对话框后，下拉【图层中的要素】选择famous place ，如图：

在【如何创建缓冲区】区域中，有三种建立缓冲区的方式

● 【以指定的距离】指以手动属于缓冲区半径建立固定缓冲区；

● 【基于来自属性的距离】指依据要素中某个字段的值建立缓冲区；

● 【作为多缓冲区圆环】指建立多级缓冲区。

本例选择第一种方法，指定缓冲区距离为500m ：

单击【下一步】，弹出如图所示对话框：

在【缓冲区输出类型】区域中，是否融合缓冲区之间的障碍，可以参考示意图决定。本例选择【是】，文件保存在EX03\Result中，完成设置后单击【完成】，结果如下图：

案例二：以商业中心的服务范围为例，要求建立服务范围以商业中心规模的大小(属性

字段YUZHI)确立的缓冲区：

利用选择工具选择，打开缓冲区生成对话框，下拉【图层中的要素】选择Marketplace，如图：

单击【下一步】，弹出如图所示对话框：

注意：此次是以基于“YUZHI”的属性创建缓冲区。单击【下一步】，弹出如图所示对话框：