ArcGIS 9 教程_第7章 矢量数据的空间分析.pdf

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1、第七章矢量数据的空间分析矢量数据的空间分析是GIS空间分析的主要内容之一。由于其一定的复杂性和多样性特点，一般不存在模式化的分析处理方法，主要是基于点、线、面三种基本形式。在ArcGIS中，矢量数据的空间分析主要集中于缓冲区分析、叠置分析和网络分析。本章就这三种分析类型简单介绍其原理和实现。7.1缓冲区分析缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。缓冲区应用的实例有如：污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域；为失火建筑找到距其500

2、米范围内所有的消防水管等。下面着重介绍缓冲区原理及其在ArcGIS中的实现。7.1.1缓冲区的基础缓冲区是地理空间，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：Px=≤{(dx,)}Ar（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，其中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

3、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点状要素的缓冲线状要素的缓冲区面状要素的缓冲区图7.1点、线和面状要素的缓冲区1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7.1。7.1.2缓冲区的建立从原理上来说，缓冲区的建立相当的简单，对点状要素直接以其为圆心，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区域，对点状要素因为是在一维区域里所以较为简单；而线状要素和面状要素则比较复杂，它们缓冲区的建立是以线状要素或面状要素的边线为参考线，来做其平行

4、线，并考虑其端点处建立的原则，即可建立缓冲区，但是在实际中处理起来要复杂的多。按照其建立的原理来可以介绍如下：1.角平分线法该算法的原理是首先对边线做其平行线，然后r在线状要素的首尾点处，作其垂线并按缓冲区半径rd截出左右边线的起止点，在其它的折点处，用与该点相关联的两个相邻线段的平行线的交点来确定，如图7.2：该方法的缺点是在折点处，无法保证双线的等宽性，而且当折点处的夹角越大，d的距离就越大，故而误差就越大，所以要有相应得补充判别方案来进行校正处理。图7.2角平分线法2.凸角圆弧法r该算法的原理是首先对边线做其平行线，然后在d线状要素的首尾点处，作其垂线并按缓冲区半

5、径r截出左右边线的起止点，然后以r为半径分别以首尾点为圆心，以垂线截出的起止点为圆得起点和终点作半圆弧，在其它的折点处，首先判断该点的凹凸性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧用与该点相关联的两个相邻线段的平行线的交点来确定。如图7.3图7.3凸角圆弧法该方法在理论上保证了等宽性，减少了异常情况发生了概率，该算法在计算机实现自动化时非常重要的一点是对凹凸点的判断，需要利用矢量的空间直角坐标系的方法来进行判断处理。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

6、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。下面来介绍在ArcGIS中建立缓冲区。对一个区域内的邮箱的影响覆盖范围（以1000米为例）做分析：（1）对点文件邮箱的分布图postbox.shp进行分析操作，首先打开菜单Tools下的Customize选择Command标签；2（2）在弹出的Command对话框中（如图7.4）在左边的Categorie框中选择Tools，在出现右边的Command框中选择Bufferwizard，拖动其放置到工具栏上的空处，出现图标；（3）利用选择工具选择要进行分析的邮箱的点状要素，然后点击

7、图标，出现Bufferwizard对话框（如图7.5），选择要进行缓冲区分析的postbox文件，其中有选择要素和未选择要素时在Useonlytheselectedfeature复选框图7.4bufferwizard添加对话框前打勾（仅对已选择主题中的元素进行分析），单击下一步；图7.5缓冲区分析对象选择对话框（4）这时打开的是缓冲区分析形式对话框（图7.6），其中有三种方式选择来进行建图7.6缓冲区分析建立类型选择对话框3立不同种类的缓冲区：1)Ataspecifieddistance是以一个给定的距离建立缓冲区（普通缓冲区）；2)Ba