缓冲区分析-空间统计-空间分析
空间分析的原理和方法
DEM的表示方法 某地区地表高程的变化可用多种方法模拟。用数学 定义的表面或点、线影像都可用来表示DEM。 数学分块法 数学方法拟合表面时需依靠连续的三维函数，连续 的三维函数能以高平滑度表示复杂表面。局部 拟合法是将复杂表面分成正方形像元，或面积 大致相同的不规则形状小块，根据有限个离散 点的高程，可得到拟合的DEM。 图形法 线模式：表示地形的最普通线模式是一系列描 述高程曲线的等高线。地图（有等高线）便是 数字地面模型的现成数据源，用扫描仪在这些 图上自动获取DEM数据方面已做了许多工作。 • 另外是根据各局部等值线上的高程点，通过插 值公式计算各点的高程，得到DEM。
V5
e5
e6
e1 V2 V1 V2 V3 V4 V5
v1 0 v2 1 D (G ) v3 1 v4 1 v5 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 0
e3
e4 V3
e2
v1 v2 D (G ) v3 v4 v5
• 坡度图与坡向图：坡度定义为水平面与局部地表之 间的正切值。它包含两个成分：斜度——高度变化 的最大比率(常称为坡度)；坡向——变化比率最大 值的方向。这两个因素基本上能满足环境科学分析 的要求。 • 地貌晕渲图：制图工作者用一种“阴影立体法”表 示地表形状即地貌晕渲法。有了DEM，地貌晕渲图能 自动精确地实现。
距离
O
A
B
C
P
视线平面投影
通视剖面图
第二节
空间叠合分析
一、什么是空间叠合分析？是指在统一空间参照系统条件 下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生 空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应 关系。
空间分析
空间分析复习资料一、名词解释1、空间分析：空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
2、网络结构模型：在网络模型中，地物被抽象为链、节点等对象，同时要关注其间连通关系。
3、空间数据模型：是关于现实世界中空间实体及其相互间联系的概念，它为描述空间数据的组织和设计空间数据库模式提供着基本方法。
4、叠置分析：将不同层的地物要素相重叠，使得一些要素或属性相叠加，从而获取新信息的方法。
包括合成叠置分析和统计叠置分析。
同义词：地图覆盖分析。
5、网络分析：是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、策划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好，如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。
6、栅格数据的聚类分析：栅格数据的聚类是根据设定的聚类条件对原有数据系统进行有选择的信息提取而建立新的栅格数据系统的方法。
7、数据高程模型：数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型。
数字地形模型是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
8、坡度：坡度是地面高程的变化率的求解，因此，坡度变率表征了地表面高程相对于水平面变化的二阶导数。
9、坡向：实际应用中，由于所建立的DEM数据常常是按从南到北获取的，所以求出的坡向角度是与正北方向的夹角。
10、缓冲区分析：缓冲区分析是解决邻近度问题的空间分析工具之一。
邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度，其确实是空间分析的一个重要手段。
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。
11、最佳路径分析：12、空间插值：常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便于其它空间现象的分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法。
13、虚拟现实：由计算机生成的可与用户在视觉、听觉、触觉上实施交互，使用户有身临其境之感的人造环境。
它在测绘与地学领域中的应用可以看作地图认知功能在计算机信息时代的新扩展。
地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法
地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种将地理数据与属性数据相结合的技术工具，用于存储、管理、分析和可视化地理空间数据的系统。
在GIS中，空间数据分析方法的使用对于地理问题的解决具有重要意义。
本文将介绍地理信息系统中空间数据分析方法的使用方法，帮助读者了解如何应用这些方法来解决地理问题。
首先，空间数据分析的常用方法之一是空间查询（Spatial Query）。
空间查询是指根据地理位置或空间关系来检索和提取特定空间数据的过程。
通过空间查询，我们可以根据事先定义的空间关系（如相邻关系、重叠关系等）来提取满足条件的地理要素。
例如，我们可以使用空间查询方法查找某一地区内的所有公园或河流，并获取它们的属性信息。
第二，空间数据分析的常用方法之一是缓冲区分析（Buffer Analysis）。
缓冲区分析是指根据地理位置，在地图上创建一定距离范围内的缓冲区，并分析缓冲区内的地理要素。
缓冲区分析可以用来确定某一地理要素周围的影响范围，例如确定一个工厂周围的安全距离或者估计某一鸟类的迁徙范围。
第三，空间数据分析的常用方法之一是空间插值（Spatial Interpolation）。
空间插值是指通过已知的观测点数据，在未观测点上估计或预测该点的数值。
空间插值方法可以用来生成连续的地理表面，如高程表面、温度分布等。
常用的空间插值方法包括反距离加权法（Inverse Distance Weighting）、克里金法（Kriging）和三角剖分插值法（Triangulated Irregular Network，简称TIN）等。
第四，空间数据分析的常用方法之一是空间统计分析（Spatial Statistics Analysis）。
空间统计分析是指在地理数据集上进行统计分析，考虑地理数据之间的空间关系。
通过空间统计分析，我们可以发现地理现象的分布模式、趋势和聚集特征。
GIS名词解释
名词解释★1、地理信息系统：是由计算机硬件、软件、和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解复杂的规划和管理的问题。
2、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3、GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。
些实体或者主体对领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。
★4、拓扑关系：图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关系．★5、栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。
因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。
★6、空间数据库：是地理信息系统中用于储存和管理空间数据的场所。
7、空间数据结构：对空间逻辑数据模型描述的数据组织关系和编排方式。
8、空间索引就是指依据空间对象的位置和形状或空间对象之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间对象的概要信息，如对象的标识、外接矩形及指向空间对象实体的指针。
它通过筛选作用，大量与特定空间操作无关的空间对象被排除，从而提高空间操作的速度和效率。
9、DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。
数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。
★10、GIS空间分析是以地理事物的空间位置和形态特征为基础，以空间数据运算、空间数据与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程。
GIS空间分析
地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显著特征之一。
利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知识，并以此作为空间行为的决策依据。
空间信息分析的内涵极为丰富。
作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。
叠置分析(Overlay Analysis)覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。
也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。
覆盖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，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。
1)多边形叠置这个过程是将两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。
一般GIS软件都提供了三种多边形叠置：(1)多边形之和(UNION)：输出保留了两个输入的所有多边形。
(2)多边形之积(INTERSECT)：输出保留了两个输入的共同覆盖区域。
(3)多边形叠合(IDENTITY)：以一个输入的边界为准，而将另一个多边形与之相匹配，输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。
多边形叠置是个非常有用的分析功能，例如，人口普查区和校区图叠加，结果表示了每一学校及其对应的普查区，由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。
2)点与多边形叠加点与多边形叠加，实质是计算包含关系。
叠加的结果是为每点产生一个新的属性。
例如，井位与规划区叠加，可找到包含每个井的区域。
3)线与多边形叠加将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。
网络分析(Network Analysis)对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。
如何进行地理信息可视化和空间数据分析
如何进行地理信息可视化和空间数据分析一、引言地理信息可视化和空间数据分析是现代地理学研究中不可或缺的重要手段。
通过对地理信息的可视化和空间数据的分析，我们可以更好地理解和解释地理现象，揭示地理规律，为决策提供科学依据。
本文将介绍如何进行地理信息可视化和空间数据分析的方法和工具。
二、地理信息可视化地理信息可视化是将地理数据以图像的形式展现出来的过程。
它能够直观地表达地理数据的空间分布情况和趋势，帮助我们更好地理解地理现象。
以下是一些常用的地理信息可视化方法和工具。
1. 地图制作软件地图制作软件是进行地理信息可视化的基本工具之一。
常见的地图制作软件有ArcGIS、QGIS等。
通过这些软件，我们可以将地理数据导入，并进行符号化、标注、分类、渐变等操作，最终生成具有空间分布信息的地图。
2. 数据可视化软件除了专门的地图制作软件，还有一些通用的数据可视化软件也可以用于地理信息可视化。
例如，Tableau、Power BI等工具具有强大的可视化功能，可以将地理数据与其他数据相结合，通过散点图、热力图、气泡图等形式展示地理数据。
3. WebGIS随着互联网的发展，WebGIS成为地理信息可视化的重要手段。
借助WebGIS平台，如ArcGIS Online、Mapbox等，我们可以通过网络将地理数据与地图相结合，实现在线地图分享和交互。
三、空间数据分析空间数据分析是地理信息科学的核心内容之一，旨在发现地理现象的模式、检验假设、探索地理关系，并提供科学依据以支持决策。
以下是一些常见的空间数据分析方法和工具。
1. 空间统计分析空间统计分析是一种利用统计学方法探索地理现象的空间分布规律的方法。
通过计算地理现象的聚集程度、相似度、相关性等指标，可以揭示地理现象的空间关系，例如空间自相关、空间插值、空间回归等。
2. 缓冲区分析缓冲区分析是一种以地理对象为中心，以一定距离为半径生成周围区域的分析方法。
通过缓冲区分析，我们可以确定各类地理对象的相对分布范围和重叠程度，例如城市规划中的用地管制区域划定、疏散路线规划等。
地理信息技术专业中的空间分析方法介绍
地理信息技术专业中的空间分析方法介绍地理信息技术作为一门关注地球空间信息的学科，涉及诸多领域的空间数据处理和分析。
空间分析是地理信息技术中一个重要的工具，它通过对地理现象的空间关系进行量化和分析，帮助人们深入理解地理现象的规律和特点。
这篇文章将介绍地理信息技术专业中常用的空间分析方法。
一、地理空间分析方法1. 空间查询空间查询是地理信息系统中最基础的空间分析方法之一。
它通过设定特定的查询条件，从地理空间数据库中检索特定的地理对象。
常用的空间查询包括点查询、线查询、面查询等。
例如，当我们需要查询某一地区的医院分布情况时，可以通过空间查询筛选出该地区范围内的医院数据。
2. 空间统计空间统计是地理信息技术中常用的分析方法之一。
它通过对地理空间数据的统计分析，揭示其分布的规律和趋势。
常用的空间统计方法包括核密度估计、泰森多边形分析等。
例如，核密度估计可以用于分析某一地区的人口密度分布情况，从而为城市规划提供参考依据。
3. 空间插值空间插值是一种根据有限的采样数据，估计未知位置上的属性值的方法。
它通过对已知采样点之间的关系进行推断，填补未知位置上的数据缺失。
常用的空间插值方法包括反距离加权插值、克里金插值等。
例如，根据已知地震台站的测量数据，可以通过空间插值方法推断其他地区的地震活动情况。
4. 空间交互分析空间交互分析是一种基于地理空间关系的分析方法，用于研究不同空间对象之间的相互作用和影响。
常用的空间交互分析方法包括缓冲区分析、最近邻分析等。
例如，缓冲区分析可以用于分析某一工厂周围的环境污染范围，进而评估其对周围居民的影响程度。
5. 空间模型空间模型是一种通过数学模型对地理现象进行描述和分析的方法。
它基于地理空间对象的属性和拓扑关系，构建相应的数学模型，来模拟和预测地理现象的发展趋势。
常用的空间模型有空间自相关模型、地理加权回归模型等。
例如，空间自相关模型可以用于分析某一地区的犯罪率和社会经济因素的关系。
使用GIS软件进行空间数据分析的技巧
使用GIS软件进行空间数据分析的技巧随着科技的不断发展，GIS（地理信息系统）软件在各行各业中得到了广泛的应用。
从城市规划到环境保护，从交通管理到灾害应对，GIS软件帮助人们更好地理解和利用地理空间数据。
本文将介绍一些使用GIS软件进行空间数据分析的技巧。
1. 数据获取与处理在进行任何分析之前，首先需要获取和处理地理空间数据。
这些数据可以来自各种来源，如卫星遥感图像、地形数据、人口统计数据等。
使用GIS软件，我们可以将这些数据导入，并进行预处理，如数据清理、格式转换和投影转换等。
确保数据的准确性和一致性对于后续的分析至关重要。
2. 空间查询与可视化GIS软件提供了强大的空间查询和可视化工具，帮助我们快速定位和分析特定区域。
我们可以使用空间查询工具来选择或过滤出感兴趣的空间要素，如选取某个行政区域内的建筑物或某个地段的地形特征。
同时，利用GIS软件的可视化功能，我们可以以地图、图表或统计图等形式对地理空间数据进行展示，使得数据更加直观和易于理解。
3. 空间叠加分析与缓冲区分析空间叠加分析是GIS软件中常用的分析方法之一。
它通过将不同的空间数据层叠加在一起，来探索它们之间的相互关系。
例如，我们可以叠加地形数据和水系数据，以确定哪些地区容易发生洪水。
此外，缓冲区分析也是一种常用的空间分析方法。
它通过在地理空间数据中创建缓冲区来研究特定地点周围的影响范围。
例如，我们可以通过创建一个以学校为中心的缓冲区，来研究该区域内的交通情况和人口密度，并据此进行城市规划。
4. 空间插值与预测分析在一些情况下，我们可能无法获得完整的地理空间数据。
此时，空间插值技术可以帮助我们通过已有的数据点来推测其他地方的数据情况。
GIS软件提供了多种空间插值算法，如反距离加权插值和Kriging插值。
通过对地理空间数据进行插值分析，我们可以获取缺失数据的估算值，并进行进一步的预测分析。
5. 空间统计分析与模型建立空间统计分析是GIS软件中一个重要的功能。
gis空间查询的基本方法
gis空间查询的基本方法GIS（地理信息系统）空间查询是通过在地理数据中执行空间分析和检索操作来获取有关空间关系的信息。
以下是GIS空间查询的基本方法：1. 点查询：-描述：通过指定坐标点在地图上查询相关的地理要素。
-应用：用于获取点坐标所在位置的地理属性信息。
2. 线查询：-描述：通过指定线段在地图上查询相关的地理要素。
-应用：用于获取线段所经过区域或路径上的地理属性信息。
3. 面查询：-描述：通过指定面状区域在地图上查询相关的地理要素。
-应用：用于获取指定区域内的地理属性信息，如土地利用类型、土地所有者等。
4. 邻近查询：-描述：查找与指定地理对象在空间上相邻或相交的对象。
-应用：用于分析地理对象的周围环境，如查找邻近的设施、交通路线等。
5. 缓冲区分析：-描述：根据指定的距离范围创建一个区域，该区域内的地理对象被视为与原始对象有空间关系。
-应用：用于分析地理对象周围一定范围内的其他对象，例如评估环境影响。
6. 交叉查询：-描述：查找与指定地理对象在空间上相交的其他对象。
-应用：用于识别空间上的重叠或交叉，例如交叉的道路或管道。
7. 空间连接：-描述：基于空间位置连接两个或多个数据集，以获取它们之间的关系。
-应用：用于建立空间关联，例如查找地理要素之间的共同点。
8. 空间统计分析：-描述：分析空间上的分布模式和关联关系，包括聚类、离群点等。
-应用：用于了解地理对象的空间分布规律，支持决策制定和规划。
9. 网络分析：-描述：基于网络结构进行路径分析、最短路径、服务区域等分析。
-应用：用于规划交通、配送、路径规划等。
实验6、空间分析基本操作
实验6、空间分析基本操作一、实验目的1.了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。
2.掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer)、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。
3.为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。
二、实验准备预备知识：空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。
空间分析是地理信息系统的主要特征。
空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。
空间分析运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析、代数运算等数学手段。
空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。
软件准备：ArcGIS Desktop ---ArcMap实验数据：包括Slope1（栅格数据），Landuse（栅格数据），街道图层AIOStreets（矢量数据），城市地籍图层AIOZonecov（矢量数据）三、实验内容及步骤第1步：调出空间分析模块本章的大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap中执行菜单命令<Tools>－<Extensions>，在扩展模块管理窗口中，将“Spatial Analyst”前的检查框打勾。
然后，在ArcMap工具栏的空白区域点右键，在出现的右键菜单中找到“Spatial Analyst”项，点击该项，在ArcMap中显示“Spatial Analyst”工具栏。
缓冲区分析-空间统计-空间分析
缓冲区分析-空间统计-空间分析1.1缓冲区分析缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，选中一组或一类地图要素后，按设定的距离条件，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，从而实现数据在二维空间得以扩展。
根据缓冲区建立的条件，缓冲区建立的形态多种多样，常用的对于点状要素是圆形，但也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素常用的有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素常用的有内侧和外侧缓冲区。
这些缓冲区形态各异，但是可以适合不同的应用要求，其建立的原理都是一样的。
缓冲区应用的实例有如：判断河流与疾病之间是否有关系，确定河流污染区域；分析危险品仓库一旦爆炸所涉及的范围；根据水源或栖息地分析野生动物的活动区域等。
1.1.1缓冲区分析基础缓冲区是一种因变量，是地理空间上目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现，由所研究的要素的形态的变化而发生改变。
从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后，根据临域的半径或缓冲区半径，获得它们的领域。
对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：（式错误！文档中没有指定样式的文字。
-1）P x x A r= { | d( , ) }其中d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，如曼哈顿距离、切比雪夫距离、闵氏距离等；r为邻域半径或缓冲区建立的条件。
1.1.2ArcGIS中的缓冲区分析操作步骤详述如下：步骤1：打开ArcMap，加载图层“village”和”River”。
该数据放在“C:\Example\Data\5.2BufferAnalysis”，同时在C盘下新建“C:\Example\Train\ 5.2BufferAnalysis”文件夹，用于存放结果数据。
图错误！文档中没有指定样式的文字。
-1 加载数据视图图错误！文档中没有指定样式的文字。
-2 布局视图其数据展示如下：图错误！文档中没有指定样式的文字。
-3 River数据示意图图错误！文档中没有指定样式的文字。
GIS空间分析方法
GIS空间分析方法GIS（地理信息系统）空间分析是指利用GIS技术和方法对地理空间数据进行处理和分析的过程。
它包括了对地理空间数据进行统计、计算、模型建立和模拟等操作，旨在揭示地理空间现象的内在规律和相互关系，为决策提供科学依据。
1.点线面分析点线面是地理空间对象的常见形式，点线面分析是GIS空间分析的基础。
点线面分析涉及到对点、线、面要素进行拓扑关系的判定和属性数据分析，以及对点线面的距离测量、方位计算和空间关系的判断等操作。
这些操作可以用于地理空间对象的查找、选择、连接和组织等任务。
2.缓冲区分析缓冲区分析是指在地理空间对象周围建立一个等距离或者等属性值的区域，用于分析地理现象的时空关系。
通过缓冲区分析，可以确定一定距离范围内的地理对象数量、密度和分布情况，从而对资源分配、环境保护和区域规划等问题进行优化和决策。
3.可视化分析可视化分析是将地理空间数据以图形、图像或者动画的形式呈现出来，方便人们对数据进行直观理解和分析的过程。
可视化分析能够将地理空间数据转化为易于理解和记忆的图像，帮助人们发现地理空间模式、趋势和异常现象等信息，从而辅助决策和规划过程。
4.空间插值分析空间插值分析是利用已有的有限样本数据来推测或者估计未知位置上的属性值的方法。
通过空间插值分析，可以对地理现象的分布进行估计和预测，从而为资源管理、环境评价和风险分析等提供重要的参考。
5.空间网络分析空间网络分析是指在地理空间数据之上进行网络建模，进行路径分析和网络优化的方法。
空间网络分析常用于交通规划、物流分配和资源调度等问题的求解，可以帮助人们找到最优路径、确定最佳服务区域和优化交通运输等任务。
综上所述，GIS空间分析方法包括点线面分析、缓冲区分析、可视化分析、空间插值分析和空间网络分析等。
这些方法可以揭示地理空间现象的内在规律和相互关系，为决策提供科学依据，广泛应用于城市规划、环境保护和自然资源管理等领域。
地理信息系统中的空间分析方法介绍
地理信息系统中的空间分析方法介绍地理信息系统（GIS）是一种集地理空间数据获取、存储、管理、分析和可视化于一体的技术系统。
它利用计算机和相关软件来进行地理数据的处理和空间分析。
在GIS中，空间分析是一项重要的功能，它可以帮助我们更好地理解地理现象和问题，并为决策提供科学依据。
本文将介绍地理信息系统中常用的空间分析方法。
1. 缓冲区分析缓冲区分析是指在地理空间中，通过设定一个距离值，以周围的要素为中心，在该距离内生成一个区域。
缓冲区可以用来表示某一地物的影响范围，如河流的保护带、工业区的限制区等。
它可以帮助我们评估空间上相邻要素之间的关系，并且在城市规划、环境保护等领域有着广泛的应用。
2. 可视域分析可视域分析是指通过考虑地形、地貌和遮挡物等因素，确定某一点在地理空间中的可视范围。
它可以分析观察点能够看到的地物和景观，并进一步评估观察点的适宜性。
可视域分析在城市规划、风景区开发等方面具有重要意义，可以帮助决策者选择最佳的观测点和布局方案。
3. 空间插值分析空间插值分析是指在已有一些地理数据点的基础上，通过数学插值方法，推算处于其他点上的数值。
它可以帮助我们估计未知地点上的数值情况，如降雨量、气温等。
空间插值分析在农业、环境保护等领域具有广泛的应用，可以帮助我们了解地理现象的分布规律，并进行预测和决策支持。
4. 点线面分析点线面分析是指在地理空间中，通过对点要素、线要素和面要素进行特定的操作和分析，来获得想要的结果。
点线面分析可以帮助我们了解各种要素之间的关系，并为城市规划、交通规划等提供科学依据。
例如，通过点线面分析可以确定最佳的交通线路和服务范围，以提高交通效率和服务质量。
5. 空间插图分析空间插图分析是指通过将地理数据与地理空间进行直观地可视化，来传达地理信息。
它可以帮助我们更好地理解地理现象和问题，并进行有效的沟通和决策。
空间插图分析通常采用地图、图表、图形等方式来展示地理数据，可以用于教育、研究和决策支持等方面。
缓冲区分析
空间缓冲区生成算法的概述与比较摘要：空间分析是空间信息系统的核心和关键功能之一，也是评价一个空间信息系统功能强弱的重要指标。
缓冲区分析是空间信息系统中的空间分析基本功能之一，是众多空间分析方法的基础。
缓冲区分析是指为了识别某地理实体或空间物体对其周围的邻近性或影响度而在其周围建立的一定宽度的带状区。
本文对空间对象的缓冲区分析算法作了说明，讨论了分别利用图形学方法和图像处理的形态学方法建立地理信息系统中空间对象的缓冲区算法，并且就两种算法的异同做出了分析。
在矢量算法中，各类地理要素根据其空间形态特征分为点、线、面三类，分别以计算机屏幕数据的点、线、面图形对象表示，进行缓冲区分析。
在栅格算法中，地理空间被划分为规则的小单元（像元），空间位置由像元的行、列号表示。
以膨胀法原理为基础，进行缓冲区分析。
关键词：地理信息系统；空间分析；缓冲区分析；矢量法；栅格法；膨胀法引言地理信息系统( Geographic Information System简称GIS) 是一项以计算机为基础的新兴技术，围绕着这项技术的研究、开发和应用形成了一门交叉性、边缘性的学科。
它具有空间数据的输入、存储、管理、分析和输出等功能，地理信息系统的主要目的是为了分析空间数据，以提供空间决策支持信息，因此，空间分析是地理信息系统的主要功能，是核心，是灵魂。
空间分析是利用计算机对数字地图进行分析，从而获取和传输空间信息[1]。
由于空间分析对空间信息(特别是隐含信息）所具有的提取和传输功能，它已经成为地理信息系统区别于一般信息系统的功能特征，也成为评价一个地理信息系统功能的主要指标之一。
缓冲区分析是地理信息系统最重要和最基本的空间操作功能之一。
缓冲区分析是根据点、线、面实体基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在其领域得以扩展的信息分析方法。
例如，公共设施（商场、邮局、银行、医院等）的服务半径，大型水库建设引起的搬迁，都是一个邻近度的问题。
空间分析原理与方法
1、空间分析：基于地理对像的位置和形态特征的空间数据分析技术，目的在于提取和传输空间信息。
2、尺度：广义尺度是实体、模式化过程在空间化时间上的基准尺寸，从研究和被研究对象的角度来看，尺度是指研究某一现象或事件时所采用的空间或时间单位，或某一现象或过程在空间和时间上所涉及的范围和发生的频率3、缓冲区分析：缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法4、网络数据模型：是现实世界网络系统的抽象表示5、地理空间数据立方体：是一个面向对象的、集成的、以时间为变量的、持续采集空间与非空间数据的多维数据集合，组织和汇总成一个由一组唯度和度量值定义的多维结构，用以支持地理空间数据挖掘技术和决策支持过程6、地理网格：地理网格系统是一种以平面子集的规则分级刨分为基础的空间数据结构，具有较高的标准化程度，有利于开发面向空间数据库和几何操作的更有效算法7、尺度变换：信息在不同尺度范围之间的转换称尺度变换，是将某一尺度上所获得的信息和知识扩展到其他尺度上，实现跨越不同尺度的辨识、推断、预测或推绎，包括尺度上推和尺度下推8、泰森多边形：将所有气象站连成三角形，作三角形各边的垂直平分线，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气象站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度，该多边形就称为泰森多边形9、空间统计分析：是以具有地理空间信息特性的事物或现象的空间相互作用及变化规划为研究对象，以具有空间分布特点的区域化变量理论为基础的一门新学科。
10、网格gis：网格gis是gis与网格技术的有机结合，是gis在网格环境下的一种应用，它将具有地理分布和系统异构的各种计算机、空间数据服务器、大型检索存储系统、地理信息系统、虚拟现实系统等资源，通过高速互联网连接并集成起来，形成对用户透明的虚拟的空间信息资源的超级处理环境11、地理空间分类：是根据已知的分类模型把数据库中的数据映射到给定类别中，进行数据趋势预测分析的方法。
缓冲区分析
2. 4. 1缓冲区分析在GIS的空间操作中，涉及到确定不同地理特征的空间接近度或邻近性的操作就是建立缓冲区。
例如在一个城市中，要对某个地区进行改造，就需要通知该地区及其周边地区一定距离（如500 m）范围内的所有单位居民搬迁；在林业方面，要求距河流两岸一定范围内规定岀禁止砍伐树木的地带，以防止水土流失; 建设某项目进行选址时，可利用建立缓冲区，来查找沿某公路两侧10 km以内尚未被利用的土地分布情况因此，缓冲区分析就是研究根据数据库的点、线、面实体自动建立其周围一定宽度范围的缓冲区多边形。
如图2-5所示为对点、线、面实体建立的缓冲区示意图应该说明，用缓冲区操作生成的缓冲区多边形将构成新的数据层，该数据层的数据并不是在数据输入时生成的。
另外，根据地理实体的性质和属性，规定不同的缓冲区距离也是十分重要的。
例如，沿河流两岸绘岀的禁止砍伐树木带的宽度应根据河流的类型以及河流两岸土质而定；在规划研究中，距交通线、居民点、中心商业区等线状或点状地理实体的距离是进行土地评价和空间布局规划的重要指标。
结点的影响范围和相互引力等也需要通过扩散距离来决定，所以在进行缓冲区分析时应允许设置可变距离值的缓冲区。
当对某地理实体的可变距离项设置为零时，将不对该实体建立缓冲区。
2．4．2 拓扑叠加分析一般情况下，为便于管理和应用开发地理信息（空间信息和属性信息），在建库时是分层存放的，也就是要根据数据的性质进行分类，性质相同的或相近的归并到一起，形成一个数据层。
为确定空间实体之间的空间关系，可以将不同数据层的特征进行叠加，从而产生具有新特征的数据层。
或者根据图形范围的属性、特征进行多个属性数据的统计分析，即统计叠加。
在直观概念上，叠加操作就是将两个或两个以上的具有不同性质的数据层重叠放在一起，产生新的数据层和新的属性。
拓扑叠加操作能够将输入的特征属性在空间上加以连接，并建立新的多重属性值。
所以，通过这种区域多重属性的叠加操作，可以寻找和确定同时具有几种地理属性的分布区域。
空间叠加分析与缓冲区分析
特点：
• 底图各图斑不分裂 • 底图当前图斑赋予的属性值为：以在底图当前图 斑中各叠加图图斑占据的面积作权重的加权平均值 • 图中实线为行政边界（底图），虚线为肥力分布 （叠加图，Pa313这个行政单位为当前底图图斑，它 被6个肥力分布等值图斑分割，这样Pa313赋以如下值：
F（ Pa313 ）=[F（Pb232）*Sb232+F(Pb561)*Sb561+F(Pb135)*Sb135 +F(Pb106)*Sb106+F(Pb123)*Sb123 +F(Pb523)*Sb523] ／(Sb232+Sb561+Sb135+Sb106+ Sb123+Sb523)
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软件实例：ArcGIS——Overlay
Erase
Identity
三、栅格数据的叠置分析
含义
栅格数据的叠置分析就是求两组或两 组以上的以栅格记录的图层的交集，多边 形叠置得到的是新的多边形，而栅格数据 叠置分析得到的是合成的数据串。
变换方式 （1）点变换 点变换方式只对各式上相应的栅格单元的
如果规划部门还想进一步知道被影响的地块上的建筑及 设施因路面扩宽而遭受的损失有多少，那么，还需要其 它的分析工具才能求解。
实例分析:了解工具
1. 在ArcMap中，使用“通过属性选择”工具得到 一个街道图层的子集
从街道图层中选择需要 扩宽的街道，生成一个 子集
2. 使用“缓冲区向导” 工具，根据缩进的长度确定 街道宽度，沿街道中心线生成缓冲区
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——逻辑“差”
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• A与B的逻辑“正差”后生成的图斑外边界由部分Pa、 Pb 的外边界或部分Pa 外边界、内边界与Pb的外边界 交替组成；内边界由独立Pa内边界组成 • “正差”图斑边界各Pa、Pb边界片段方向总是相互逆 向 • “正差”图斑边界新生成的结点仍保持逻辑“与”、 “到地学综合分析、环 境质量评价、遥感数函字图像处理等领域中。 在Arc View中，使用M数ap Calculator可以很方便地实现 栅格图层的复合（叠加）运算运算 利用土壤侵蚀通用方程式
experiment05
范围的分析。
例：评价公共设施的完备度 建立 研究区域（广州市5大区交汇处）--“医院” 的一定半径服务覆盖范围
☆线缓冲区
以线状实体为目标建立一定邻
域半径R的带状缓冲区，然后对 这些缓冲区多边形进行叠置操作。
☆ 用途：针对线要素的一定范围
带状范围的分析。
例： 旧城改造与规划 建立“解放北路” 扩展40米影响的主要建筑物
（二）栅格缓冲区
缓冲区分析(空间扩展)
假设缓冲区的宽度为d，则缓冲区边界就是相对目标 距离为d的各个背景像元的集合。 栅格数据的值即背景像元与空间物体的最小距离。 是从一个或多个目标点开始逐步向外移动，并同时计
算某些变量过程，适用于随距离而累加的现象。
主要案例：
①水源污染影响度分析；②紧急医疗救护找最近医 院；③失火建筑区），然后与原始多边形进行叠置操
作，多边形缓冲区有内外之分。
例： 控制污染等级保护区划分 建立水库库区300，600，900meters的保护区范围。
3 缓冲区计算问题—双线问题
角平分线法（简单平行线法）
算法是在轴线首尾处， 作轴线的垂线并按缓冲 区半径R截出左右边线 的起止点；并在轴线的 其他转折点上，建立角 平分线，用该线所关联 的前后两邻边距轴线的 距离为R的平行线的交 点 来生成缓冲区对应顶 点 R
— 缓冲分析的距离大小及单位：大小单位，属性表中的字段
— 单环或多环缓冲：是或者否，缓冲间距 — 结果多边形是否进行合并：是或者否
— 缓冲的方向：内、外或者两个方向
5 缓冲区分析应用
☆ 缓冲区域作为保护区用于规划和调整目的
☆缓冲区域作为中立地带成为解决冲突的一种工具
☆多环缓冲可以成为一种很有效的采样方法
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缓冲区分析-空间统计-空间分析
1.1缓冲区分析
缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，选中一组或一类地图要素后，按设定的距离条件，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，从而实现数据在二维空间得以扩展。
根据缓冲区建立的条件，缓冲区建立的形态多种多样，常用的对于点状要素是圆形，但也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素常用的有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素常用的有内侧和外侧缓冲区。
这些缓冲区形态各异，但是可以适合不同的应用要求，其建立的原理都是一样的。
缓冲区应用的实例有如：判断河流与疾病之间是否有关系，确定河流污染区域；分析危险品仓库一旦爆炸所涉及的范围；根据水源或栖息地分析野生动物的活动区域等。
1.1.1缓冲区分析基础
缓冲区是一种因变量，是地理空间上目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现，由所研究的要素的形态的变化而发生改变。
从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后，根据临域的半径或缓冲区半径，获得它们的领域。
对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：
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-1）P x x A r
= { | d( , ) }
其中d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，如曼哈顿距离、切比雪夫距离、闵氏距离等；r为邻域半径或缓冲区建立的条件。
1.1.2ArcGIS中的缓冲区分析操作
步骤详述如下：
步骤1：
打开ArcMap，加载图层“village”和”River”。
该数据放在
“C:\Example\Data\5.2BufferAnalysis”，同时在C盘下新建“C:\Example\Train\ 5.2BufferAnalysis”文件夹，用于存放结果数据。
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-1 加载数据视图
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-2 布局视图其数据展示如下：
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-3 River数据示意图
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-4 village数据示意图同时，打开“Toolbox”工具箱，并定位到Analysis Tools→邻域分析→缓冲区的功能模块。
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-5 缓冲区分析工具位置示意
步骤2：
双击“buffer”模块，打开Buffer对话框。
在”Input Features”中选择“River”图层；
在“Output Features Class”中输入目标文件存储的路径；
在”Distance”中选择“Linear unit”,并输入缓冲区的距离。
在本实验中依次为500m, 1000m, 2000m, 3000m, 4000m, 5000m。
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-6 缓冲区分析输入示意图运行出的结果如下图所示：
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-7缓冲区分析结果（500米）图错误！
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-8缓冲区分析结果（1000米）
图错误！文档中没有指定样式的文字。
-9 缓冲区分析结果（2000米）图错误！
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-10缓冲区分析结果（3000米）。