地理信息系统基础（2018版） 点要素缓冲区分析 j5.3.1-3 缓冲区分析(理论教材).doc

教 案 模块五 空间查询与分析 单元二十二 缓冲区分析 知识点 缓冲区分析 缓冲区分析的概念与缓冲区查询的概念略有区别，缓冲区查询是不破坏原有空间目标的关系，只是检索得到该缓冲区范围内涉及到的空间目标。缓冲区分析则是对一组或一类点、线、面地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形图，然后将这一个图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠置分析，得到所需要的结果。 在GIS系统中，缓冲区分析的应用十分广泛。在如下的几个例子中，都需要利用缓冲区分析方法：在城市研究中，当改变某个辖区的行政界线时，需要通知一定距离范围内的住户；在林业规划中，需要按照距河流一定纵深范围来规划森林的砍伐区，以防止水土流失；在地震带，需按照断裂线的危险等级，绘出围绕每一断裂线的不同宽度的缓冲带，使之作为警戒线的指示；在土地评价时，要根据离开交通线的远近进行成本的估算等等。 从原理上说。缓冲区的建立相当简单，建立点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。但是在实际的处理中，要复杂的多。下面为读者列举一些产生缓冲区的简单算法： 假设为已知线段上的相邻三点，其坐标分别为，（见图5.40）缓冲区的宽度为，则沿已知线段前进方向右侧绘出的对应点缓冲区的图形位置为： （6-2） 式(6-2)中， 图 5.40 构造缓冲区示意图 通过(6-2)式及相关算法分别计算数据点的所有扩展坐标，就可以得到缓冲区的右侧扩展线。同理，可以得到以原始数据线为基准的左侧扩展线。 在编制缓冲区程序时，需要处理以下几种特殊情况： 1．当右转角较大时的处理。如图5.41所示，已知曲线上相邻三点的相应扩展点为。由于点上的右转角太大，致使远离，使缓冲区宽度发生变异。一般地，当时，须利用代替。设为线上的一点，而且，则过点的垂线方程为： （6-3） 利用(6-3)式与其它扩展线求交，就可以得到交点的坐标。 图5.41 处理特殊情况示意图1 2．当缓冲区发生重叠时的处理。缓冲区的重叠包括多个特征缓冲区之间的重叠和同一特征缓冲区图形的重叠。 （1)对于多个特征缓冲区之间的重叠，可以先计算缓冲区线段间的交点，并把交点数据插入相关缓冲区数据列中。计算局部线段的中点坐标，通过包含分析判断该中点是否在其它缓冲区范围内，如是，删除当前线段。反之，则不删除。最后，就可以得到连通的缓冲区。 （2)对于同一特征缓冲区图形的重叠，通过逐条线段求交。如果有交点而且在该两条线段上，则记录该交点（插入数据列中）。以相邻交点为准，判断交点间数据点的合法性：如果数据点在重叠区，则删除该点。反之，则不删除。判别点是否在重叠区的算法较为简单：如果数据点与生成缓冲区基线的相应点的连线与缓冲区线无交点，那么，数据点不在重叠区。反之，在重叠区。见图5.42中的EF连线与缓冲区界线的交点C。 图5.42 处理特殊情况示意图2 技能点 缓冲区分析 基于MapGIS K9平台，在“数据分析与处理”模块下，可以开展缓冲区分析，缓冲区分析：包括点、线、区简单要素类BUFFER分析。 缓冲区分析结果会清除原有的属性，而形成固定的属性结构，即面积、周长和图层。用于记录缓冲区面积、周长和图层信息。 缓冲区分析默认对整个图层进行BUFFER分析。若只需要对个别图元做BUFFER，可先用选择工具选择图元，再执行“缓冲区分析”命令，将“只对选择数据进行操作”勾选上，设置相关参数即可。 一、缓冲区分析 缓冲区就是在点、线、面实体周围建立一定宽度范围的多边形。换言之，任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。如果缓冲目标是多个，则缓冲分析的结果是各个目标的缓冲区合并，碰撞到一起的多边形将被合并为一个，也就是说，GIS可以自动处理两个特征缓冲区重叠的情况，取消由于重叠而落在缓冲区的弧段。 【操作步骤】： 1. 首先，在“新地图”下添加参与分析的图层数据，并将其处于“编辑状态”。点击“数据分析”菜单，选择通用编辑菜单上的“缓冲区分析”功能，弹出如图5.43所示对话框； 图5.43缓冲区分析对话框 2. 选择生成缓冲区的图层，在“选择图层”下拉菜单中选择目标图层； 3. 设置生成缓冲区的样式：圆头、平头、合并、不合并； 缓冲区样式，是指在缓冲区范围生成时，对边界的处理方式。圆头即用弧形区域处理边界轮廓，平头即用多边形处理边界轮廓。 缓冲区合并方式，是指缓冲区分析时，对存在相交情况的缓冲结果区域的不同处理方式。合