空间缓冲区分析模型

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1、空间缓冲区分析1概念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，用以识别这些实体或者主体对邻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。它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。例如：湖泊和河流周围的保护区的定界；汽车服务区的选择；民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。空间缓冲区分析2缓冲区主要的类型（1）基于点要素的缓冲区：通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆（2）基于线要素的缓冲区：通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形。（3）基于

2、面要素的缓冲区：向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。空间缓冲区分析3空间缓冲区分析过程(1)建立缓冲区以图形元素为基础，拓宽或紧缩一定宽度而形成的区域。这个宽度通常是等距的，也可以是不等距的缓冲区。(2)缓冲区分析根据建立的缓冲区，对缓冲区内的空间信息形态、特征、分布作进一步分析。空间缓冲区分析4、空间缓冲区分析模型(1)缓冲区分析的三要素在进行空间缓冲区分析时，通常要将研究的问题抽象为以下三类要素:①主体表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类。②邻近对象表示受主体影响的客体，例如行政界线变更时所涉

3、及的居民区、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等。③对象的作用条件表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度。空间缓冲区分析(2)缓冲区分析模型根据主体对邻近对象作用性质的不同，一般可采用以下三种不同的分析模型:线性模型二次模型指数模型空间缓冲区分析线性模型当主体对邻近对象的影响度(F)随距离(r)的增大而呈线性形式衰减时，其ii表达式为:F=f(1-r)(5-30)i0ir=d/d(5-31)ii00<=r<=1i距离r式中iF为主体对邻近对象的实际影响度；if为主体自身的综合规模指数；0d为邻近对象离开主体

4、的实际距离；id为主体对邻近对象的最大影响距离。0空间缓冲区分析二次模型用于当主体对邻近对象的影响度(F)随距离(r)的增大而呈二次形式衰减时ii(图5一29)，其表达式为:F=f(1-r)2(5-32)i0ir=d/d(5-33)ii00<=r<=1i式中F为主体对邻近对象的实际影响度；距i离rif为主体自身的综合规模指数；0d为邻近对象离开主体的实际距离；id为主体对邻近对象的最大影响距离。0空间缓冲区分析指数模型用于当主体对邻近对象的影响度(F)随距离(r)的增大而呈指数形式衰减时ii(图5一30),其表达式

5、为:F=f(1-ri)(5-34)i0r=d/dii00<=r<=1i式中距离rF为主体对邻近对象的实际影响度；iif为主体自身的综合规模指数；0d为邻近对象离开主体的实际距离；id为主体对邻近对象的最大影响距离。0空间缓冲区分析5缓冲区计算的基本问题双线问题。双线问题有很多另外的名称，如图形加粗，加宽线，中心线扩张等，它们指的都是相同的操作。空间缓冲区分析角分线法•双线问题最简单的方法是角分线法（简单平行线法）。算法是在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按缓冲区半径R截出左右边线的起止点；在轴线的其它转折点上，用与该线

6、所关联的前后两邻边距轴线的距离为R的两平行线的交点来生成缓冲区对应顶点。空间缓冲区分析角分线法的缺点•当缓冲区半径不变时，d随张角B的减小而增大，结果在尖角处双线之间的宽度遭到破坏。dRsinB2空间缓冲区分析凸角圆弧法•在轴线首尾点处，作轴线的垂线并按双线和缓冲区半径截出左右边线起止点；•在轴线其它转折点处，首先判断该点的凸凹性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧则用前后两邻边平行线的交点生成对应顶点。这样外角以圆弧连接，内角直接连接，线段端点以半圆封闭。空间缓冲区分析6空间缓冲区分析实例分析实例1设在某研究区10k

7、m2区域内有三条道路，它们相关的几何数据和属性数据如表5-10所示。现以这些道路为主体，道路附近的居民出行为邻近对象，试进行这些道路通达度的缓冲区分析。其分析和操作过程如下:表道路数据空间缓冲区分析(1)计算道路的综合规模标准化指数对上表所列的各项统计数据采用最大值标准化方法，得到上表的标准化指数f。0标准化处理空间缓冲区分析(2)计算道路的最大影晌距离d0道路的最大影响距离将与该类道路的级别标准和总长度有关，级别标准愈高，则影响距离也愈大，一般按下式推算:d0=S/(2l)(5-35)式中：S为研究区面积：本例为

8、10km2l为各级道路的长度：lA=l0000m，lB=4286m，lC=35714m；则：道路A的d0=S/(2lA)=500m，道路B的d0=S/2(lA+lB)=350m，道路C的d0=S/2(lA+lB+lC)=100m。空间缓冲区分析(3)实施缓冲区操作道路通达度具有随着离开道路中心线程迅速递减的特点,因此实施道路通达度的缓冲区操作适宜选择指数形式