1、l空间分析是基于地理对象位置和形态的空间分析是基于地理对象位置和形态的数据分析技术，是从地理对象之间的空数据分析技术，是从地理对象之间的空间关系中间关系中获取派生信息和新的知识的方获取派生信息和新的知识的方法法.6.1 缓冲区分析缓冲区分析 6.2 叠置分析叠置分析 6.2.1 点与多边形叠加点与多边形叠加 6.2.2 线与多边形叠加线与多边形叠加 6.2.3 多边形与多边形多边形与多边形 的叠加的叠加 6.2.4 栅格图层叠加栅格图层叠加6.3 网络分析网络分析 1.1.缓冲区概念缓冲区概念 根据地理对象点、线、面的空间特性，按照一定距离自动建立对象周围的区域范围（缓冲区域）,用来分析该对象
2、对缓冲区内邻近对象的影响程度。Buffer Analysis2. 2. 类型类型缓冲区分为：点缓冲区、线缓冲区、面缓冲区图6-1为点对象、线对象、面对象及对象集合的缓冲区示例。 图6-1 点、线、多边形的缓冲区3.缓冲区的建立原理缓冲区的建立原理点状要素点状要素直接以其为圆心，以要求的缓冲区距直接以其为圆心，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离大小为半径绘圆，所包容的区域即为所要求区域区域.线状要素和面状要素线状要素和面状要素是以线状要素或面状要素是以线状要素或面状要素的边线为参考线，来做其平行线的边线为参考线，来做其平行线.4. 应用应用分析某地理要素（主体）对邻近对象
3、的影响分析某地理要素（主体）对邻近对象的影响 打开参考图层，并且设置为可选择打开参考图层，并且设置为可选择 建立保存结果的图层，并且设置为可编辑建立保存结果的图层，并且设置为可编辑 选择参考图层中的对象选择参考图层中的对象 选择选择“对象对象”“缓冲区缓冲区” “缓冲区对象缓冲区对象“对话框对话框 要点要点l如果参考图层可编辑，那么缓冲区保存在如果参考图层可编辑，那么缓冲区保存在参考图层中参考图层中l可以对所有的对象建立相同大小的缓冲区可以对所有的对象建立相同大小的缓冲区l可以对不同的对象建立不同大小的缓冲区可以对不同的对象建立不同大小的缓冲区l可以对所有的对象建立一个缓冲区可以对所有的对象建
4、立一个缓冲区l同一个对象可以建立多个缓冲区同一个对象可以建立多个缓冲区（a）多点缓冲区（b）多线缓冲区（c）多面缓冲区（a）单点缓冲区（b）单线缓冲区（c）单面缓冲区l统计各个省会城市周围统计各个省会城市周围200公里内的城镇公里内的城镇个数个数l统计省会城市周围统计省会城市周围200公里内的城镇总数公里内的城镇总数l南京市周围南京市周围1000公里内，间隔公里内，间隔100公里的公里的城镇个数城镇个数应用举例应用举例 v确定拆迁区范围及区内建筑物状况确定拆迁区范围及区内建筑物状况v确定商业或服务中心的影响范围确定商业或服务中心的影响范围v预测灾害影响面积与损失评估预测灾害影响面积与损失评估v
5、特殊保护区域的确定特殊保护区域的确定v环境污染源的污染空间确定环境污染源的污染空间确定v环境监测点的控制范围环境监测点的控制范围v微波接收站的影响与作用范围微波接收站的影响与作用范围1.1.概念概念 在同一的坐标系下将同一区域的两个图层进行叠合，产生新的空间图形和属性。用于提取具有多重指定属性特征的区域，或者根据区域的多重属性进行分级、分类。 其中，前者叫做地图内容的其中，前者叫做地图内容的合成叠置合成叠置；后者称为地图内容的后者称为地图内容的统计叠置统计叠置。 合成叠置 统计叠置 6.2.1 矢量图层的叠置矢量图层的叠置根据要素的空间类型分为:l点、多边形(面)叠合l线、多边形(面)叠合l多
6、边形(面) 、多边形(面)叠合 点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点与多边形叠加，实际上是计算多边形对点的包含关系。通过点与多边形叠加，可以计点的包含关系。通过点与多边形叠加，可以计算出每个多边形类型里有多少个点，不但要区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。的点的属性信息。 例如：例如：一个中国政区图（多边形）和一个一个中国政区图（多边形）和一个全国矿产分布图（点），二者经叠加分析后，全国矿产分布图（点），二者经叠加分析后，并且将政区图多边形有关的属性信息加到矿产并且将政区图多边形有关的属性信
7、息加到矿产的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查的属性数据表中，然后通过属性查询，可以查询指定省有多少种矿产，产量有多少；而且可询指定省有多少种矿产，产量有多少；而且可以查询指定类型的矿产在哪些省里有分布等信以查询指定类型的矿产在哪些省里有分布等信息。息。 点与多边形叠置分析叠置结果图层乡镇区划图层乡镇农作物图层江苏省内有多少乡镇？江苏省内有多少乡镇？ 线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多线与多边形的叠加，是比较线上坐标与多边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。边形坐标的关系，判断线是否落在多边形内。 例如例如：当线状图层为河流，叠加的结果当线状图层为河流，叠加的结果是多边形将穿过它的所有
8、河流打断成弧段，可是多边形将穿过它的所有河流打断成弧段，可以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它以查询任意多边形内的河流长度，进而计算它的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的河流密度等；如果线状图层为道路网，叠加的结果可以得到每个多边形内的道路网密度，的结果可以得到每个多边形内的道路网密度，内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交内部的交通流量，进入、离开各个多边形的交通量，相邻多边形之间的相互交通量通量，相邻多边形之间的相互交通量。 线与多边形叠置分析线与多边形叠置分析乡镇区划图层乡镇区划图层河流图层河流图层叠置结果图层叠置结果图层江苏省内高速公路有多长江苏省内高速公路有多长?l省边界
9、图省边界图l高速公路图高速公路图l与江苏省相交的高速公路与江苏省相交的高速公路l删除省外部分删除省外部分 多边形叠加将两个或多个多边形图层进行叠加产生一个新多边形图层的操作，其结果将原来多边形要素分割成新要素，新要素综合了原来两层或多层的属性。l省边界图省边界图l自然区分布图自然区分布图 栅格数据结构空间信息隐含属性信栅格数据结构空间信息隐含属性信息明显的特点，可以看作是最典型的数息明显的特点，可以看作是最典型的数据层面，通过数学关系建立不同数据层据层面，通过数学关系建立不同数据层面之间的联系是面之间的联系是GIS提供的典型功能。空提供的典型功能。空间模拟尤其需要通过各种各样的方程将间模拟尤其
10、需要通过各种各样的方程将不同数据层面进行叠加运算，以揭示某不同数据层面进行叠加运算，以揭示某种空间现象或空间过程。种空间现象或空间过程。 l同矢量数据多边形叠置分析相比，栅格同矢量数据多边形叠置分析相比，栅格数据的更易处理，简单而有效，不存在数据的更易处理，简单而有效，不存在破碎多边形的问题等优点，使得栅格数破碎多边形的问题等优点，使得栅格数据的叠置分析在各类领域应用极为广泛。据的叠置分析在各类领域应用极为广泛。l根据栅格数据叠加层面来将栅格数据的根据栅格数据叠加层面来将栅格数据的叠置分析运算方法叠置分析运算方法分为以下三类：分为以下三类： 栅格数据的叠置分析运算方法栅格数据的叠置分析运算方法
11、:l1.布尔逻辑运算布尔逻辑运算l栅格数据一般可以按属性数据的布尔逻辑运算来检栅格数据一般可以按属性数据的布尔逻辑运算来检索，即这是一个逻辑选择的过程。设有索，即这是一个逻辑选择的过程。设有A、B、C三三个层面的栅格数据系统，一般可以用布尔逻辑算子个层面的栅格数据系统，一般可以用布尔逻辑算子以及运算结果的文氏图表示其一般的运算思路和关以及运算结果的文氏图表示其一般的运算思路和关系。布尔逻辑为系。布尔逻辑为AND、OR、XOR、NOTABCABCABCABCABCABCA.AND.B.AND.CA.OR.B.OR.CA.XOR.B.XOR.CA.AND.(B.OR.C)ABC栅格数据的算术运算栅
12、格数据的算术运算2.数学运算数学运算指不同层面的栅格数据逐网格按一定的数学法则进行运指不同层面的栅格数据逐网格按一定的数学法则进行运算，从而得到新的栅格数据系统的方法。其主要类算，从而得到新的栅格数据系统的方法。其主要类型有以下几种：型有以下几种：(1)算术运算算术运算111111111111111111111111111111111222231111111111111111111113l通过grid方式进行叠加47ABA+BA*BA-B3CIf A3 and B4 then C=1分类，分区(2)函数运算函数运算l指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数指两个以上层面的栅格数据系统以某种函数关
13、系作为复合分析的依据进行逐网格运算，关系作为复合分析的依据进行逐网格运算，从而得到新的栅格数据系统的过程。从而得到新的栅格数据系统的过程。l这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学这种复合叠置分析方法被广泛地应用到地学综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处综合分析、环境质量评价、遥感数字图像处理等领域中。理等领域中。l3.重分类重分类 重分类是将属性数据的类别合并或转换成新重分类是将属性数据的类别合并或转换成新类。即对原来数据中的多种属性类型，按照类。即对原来数据中的多种属性类型，按照一定的原则进行重新分类，以利于分析。重一定的原则进行重新分类，以利于分析。重分类时必须保证多个相邻接的同一类别的
14、图分类时必须保证多个相邻接的同一类别的图形单元应获得相同的名称，并将图形单元合形单元应获得相同的名称，并将图形单元合并，从而形成新的图形单元并，从而形成新的图形单元 12345AABBAAB1.网络的概念 网络是现实世界中，由链和结点组成的、网络是现实世界中，由链和结点组成的、带有环路、并伴随着一系列支配网络中流带有环路、并伴随着一系列支配网络中流动之约束条件的线网图形。动之约束条件的线网图形。 如：交通网车流、人流管网水流、煤气流、热流电网电流因特网Internet信息流u 网络数据结构的基本组成部分和属性如下：网络数据结构的基本组成部分和属性如下：1）链（）链（Link）网络中流动的管线，
15、如街道、河流、水管网络中流动的管线，如街道、河流、水管等，其状态属性包括阻力和需求。等，其状态属性包括阻力和需求。2）结点（）结点（Node）网络中链的结点，如港口、车站、电站等，网络中链的结点，如港口、车站、电站等，其状态属性包括阻力和需求等。结点中其状态属性包括阻力和需求等。结点中又有下面几种特殊的类型。又有下面几种特殊的类型。障碍（障碍（Barrier），），禁止网络中链上流动的点。禁止网络中链上流动的点。拐点（拐点（Turn），），出现在网络链中的分割结点上，出现在网络链中的分割结点上，状态属性有阻力，如拐弯的时间和限制（如在状态属性有阻力，如拐弯的时间和限制（如在8：00到到18：0
16、0不允许左拐）。不允许左拐）。中心（中心（Center），），是接受或分配资源的位置，是接受或分配资源的位置，如水库、商业中心、电站等，其状态属性包括如水库、商业中心、电站等，其状态属性包括资源容量（如总量），阻力限额（中心到链的资源容量（如总量），阻力限额（中心到链的最大距离或时间限制）。最大距离或时间限制）。 站点（站点（Stop），），在路径选择中资源增减的结点，在路径选择中资源增减的结点，如库房、车站等，其状态属性有资源需求，如如库房、车站等，其状态属性有资源需求，如产品数量。产品数量。 除了基本的组成部分外，有时还要增加一些除了基本的组成部分外，有时还要增加一些特殊结构，如邻接点链表
17、用来辅助进行路径分特殊结构，如邻接点链表用来辅助进行路径分析。析。 结结点点l2.网络分析网络分析u网络分析是运筹学模型中的一个基本模网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，型，根本目的根本目的是研究、筹划一项网络工是研究、筹划一项网络工程如何安排，并使其运行效果最好程如何安排，并使其运行效果最好.u基本思想基本思想则在于人类活动总是趋于按一则在于人类活动总是趋于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。定目标选择达到最佳效果的空间位置。u从网络分析应用功能的角度上，网络分从网络分析应用功能的角度上，网络分析划分为析划分为路径分析、资源分配和地址匹路径分析、资源分配和地址匹配。配。 网络分析网络分析
18、路径分析路径分析 l1）静态求最佳路径：在给定每条链上的）静态求最佳路径：在给定每条链上的属性后，求最佳路径。属性后，求最佳路径。l2）N条最佳路径分析：确定起点或终点，条最佳路径分析：确定起点或终点，求代价最小的求代价最小的N条路径，因为在实践中最条路径，因为在实践中最佳路径的选择只是理想情况，由于种种佳路径的选择只是理想情况，由于种种因素而要选择近似最优路径。因素而要选择近似最优路径。l3）最短路径最短路径或最低耗费路径：确定起点、或最低耗费路径：确定起点、终点和要经过的中间点、中间连线，求终点和要经过的中间点、中间连线，求最短路径或最小耗费路径。最短路径或最小耗费路径。l4）动态最佳路径
19、分析：实际网络中权值）动态最佳路径分析：实际网络中权值是随权值关系式变化的，可能还会临时是随权值关系式变化的，可能还会临时出现一些障碍点，需要动态的计算最佳出现一些障碍点，需要动态的计算最佳路径。路径。 l粗线为从市第二医院到江苏省人民医院粗线为从市第二医院到江苏省人民医院的最短路径的寻找的最短路径的寻找 网络分析网络分析 地址匹配 地址匹配实质是地址匹配实质是对地理位置的查询对地理位置的查询，它，它涉及到地址的编码。地址匹配与其它网涉及到地址的编码。地址匹配与其它网络分析功能结合起来，可以满足实际工络分析功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的作中非常复杂的分析要求。所
20、需输入的数据，包括地址表和含地址范围的街道数据，包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。网络及待查询地址的属性值。l将路径分析和地理编码结合起来使用，将路径分析和地理编码结合起来使用，如如物流配送物流配送，需要将货物送到多家单位。，需要将货物送到多家单位。此时可先通过地理编码进行地址查询，此时可先通过地理编码进行地址查询，获得各单位的地理位置，再利用最短路获得各单位的地理位置，再利用最短路径方法确定最短送货线路。径方法确定最短送货线路。网络分析资源分配 l资源分配资源分配l 资源分配的目的：把所有连通链都分配到某资源分配的目的：把所有连通链都分配到某一中心，并把中心的资源分配给这些链以满足一中心，并把中心的资源分配给这些链以满足其需求，也即满足覆盖范围和服务对象数量，其需求，也即满足覆盖范围和服务对象数量，筛选出最佳布局和布局中心的位置。有筛选出最佳布局和布局中心的位置。有2种情种情况：况：l定位：已知需求源的分布，确定最合适的布局定位：已知需求源的分布，确定最合适的布局中心的位置；中心的位置；l分配：确定需求源分别受哪个布局中心服务。分配：确定需求源分别受哪个布局中心服务。
