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实验六矢量数据的空间分析

实验背景：

空间分析是综合分析数据技术的统称，是地理信息系统的核心部分。从数据

模型上看，空间分析分为矢量数据的空间分析和栅格数据的空间分析。GIS不仅

能满足使用者对地图的浏览与查看，而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等

有关地理要素位置和属性的问题，这些都需要用到矢量数据的分析功能。在

ArcGIS中矢量数据的空间分析主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分

析等。本次实验以大型商场选址为例介绍缓冲区和叠加分析的综合运用。

实验目的：

熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠加分析操作，综合利用各项矢量数据的空

间分析工具解决实际问题。

实验技术

1、缓冲区分析技术

缓冲区是地理空间，目标的一种影响范围或服务范围在尺度上的表现。它是

一种因变量，由所研究的要素的形态而发生改变。从数学的角度来看，缓冲区是

给定空间对象或集合后获得的它们的领域，而邻域的大小由邻域的半径或缓冲区

建立条件来决定，因此对于一个给定的对象A，它的缓冲区可以定义为：

（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，r为邻域半径或缓冲区建

立的条件）

缓冲区建立的形态多种多样，这是根据缓冲区建立的条件来确定的，常用的

对于点状要素有圆形，也有三角形、矩形和环形等；对于线状要素有双侧对称、

双侧不对称或单侧缓冲区；对于面状要素有内侧和外侧缓冲区，虽然这些形体各

异，但是可以适合不同的应用要求，建立的原理都是一样的。点状要素，线状要

素和面状要素的缓冲区示意图如图1

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2、叠置分析技术

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，而且还将输入的多个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。

实验操作

1、缓冲区的建立

在ArcGIS中建立缓冲区的方法是基于生成多边形（bufferwizard）来实现的，

它是根据给定的缓冲区的距离，对点状、线状和面状要素的周围形成缓冲区多边

形图层，完全是基于矢量结构，从操作对象、利用矢量操作方法建立缓冲区的过

程到最后缓冲区的结果全部是矢量的数据。下面以实验任务数据文件夹中的数据

为例来介绍在ArcGIS中建立缓冲区。

对一个区域内的点的影响覆盖范围（以1000米为例）做分析：

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（1）对点文件school.shp进行分析操作，首先打开菜单自定义--工具--自定

义，选择“命令”标签；

（2）在弹出的对话框中（如图2）在左边的“类别”框中选择“工具”，

在出现右边的“命令”框中选择“缓冲向导”，拖动其放置到工具栏上的空处，

出现图标