掌握缓冲区的种类，点、线、面要素缓冲区的生成。加深对缓冲区分析基本原理、方法的认识；熟练掌握距离制图创建缓冲区技术方法。掌握利用缓冲区分析方法解决地学空间分析问题的能力。掌握叠加分析（裁剪、求交、擦除、更新、合并）的种类、原理，操作，领会其用途。

二、实验原理

空间分析是对于地理空间现象的定量研究，其常规能力是操纵空间数据使之成为不同的形式，并且提取其潜在的信息。

空间分析是地理信息系统的核心部分，是地理信息系统区别于一般信息系统的本质所在，在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。

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两种。

GIS不仅能满足使用者对地图的浏览和查看，而且可以解决有关地理要素空间位置关系的问题，这些需要用到矢量数据的分析功能。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。

三、实验工具

Arcgis软件

四、实验方法

 缓冲区方法、叠加分析等

五、实验步骤

 1 缓冲区分析    

缓冲区是为了识别某一地理实体对周围地物的影响而在其周围建立的一定宽度多边形区域。缓冲区分析是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。它是用来确定不同地理要素的空间邻近性或接近程度的一种分析方法。比如市政部门计划将某条道路拓宽至60米宽，这时需要以道路中心线为基础建立半径为30米的缓冲区，然后分析受到影响的建筑物。

本书通过以下方式创建了某条道路中心线距离为30米的缓冲区：

1.使用【编辑器】中的【缓冲区】菜单建立缓冲区

2.使用【缓冲区向导】工具建立缓冲区

3.使用【分析工具】中的【缓冲区】工具建立缓冲区

创建缓冲区之后，我们便可以利用缓冲区进行分析，比如，当我们需要了解道路拓宽到30米后涉及到哪些需要被拆迁的建筑物时，就可以使用空间选择功能查询出哪些建筑与道路中心线的缓冲区相交。具体操作如下：

单击主菜单中的【选择】→【按位置选择】，弹出【按位置选择】对话框做好相关的信息设置。单击【确定】按钮。地图中涉及到拆迁的建筑物即被选择。缓冲区还可以用于分析一定距离内的地理对象或现象的分布情况，比如为分析某公交站点附近的银行网点分布情况，这时就可以公交站点为中心点同时建立多个不同距离（比如：100米，200米，300米）的缓冲区。如图8.3为使用【分析工具】中的【多环缓冲区】工具对公交站点建立的多环缓冲区，从图中可以轻易地看出银行网点在公交站点缓冲区内的分布情况。

2 叠置分析

叠置分析是在统一的空间参考系统下，通过对包含感兴趣的空间要素对象的多个地理要素图层进行叠加，产生一个新地理要素图层的过程，该图层综合了原来多层实体要素所具有的空间或属性特征。从运算的角度来看，叠置分析涉及到两个或两个以上的地理要素图层之间的逻辑交、逻辑并、逻辑差等基本运算。

叠置分析包括擦除、相交、联合、标识、更新、交集取反和空间连接等。

1.擦除

擦除是在输入数据图层中去除与擦除数据图层相交的部分，形成新的矢量数据图层的过程。擦除要素可以为点、线或面要素，只要输入要素的要素类型等级与之相同或较低。面擦除要素可用于擦除输入要素中的面、线或点要素；线擦除要素可用于擦除输入要素中的线或点要素；点擦除要素仅用于擦除输入要素中的点要素。

本书用于的擦除分析的实验数据位于“…\第八章\矢量数据的空间分析\叠置\擦除\数据”路径下，在ArcToolbox中依次双击【分析工具】→【叠加分析】→【擦除】，按照如图8.5所示指定输入要素、擦除要素和输出要素类路径。

2.相交

相交分析是计算输入要素的几何交集的过程，可以使输入要素类的属性值复制到输出要素类。输入要素必须是简单要素：点、多点、线或面，不能是复杂要素，比如注记要素、尺寸要素或网络要素。如果输入要素具有不同几何类型，则输出要素类几何类型默认与具有最低维度几何的输入要素相同。例如，如果一个或多个输入的类型为点，则默认输出类型为点；如果一个或多个输入类型为线，则默认输出类型为线；如果所有输入类型都为面，则默认输出类型为面。输出类型可以是具有最低维度几何或较低维度几何的输入要素类型。例如，如果所有输入类型都是面，则输出类型可以是面、线或点。如果某个输入类型为线但不包含点，则输出类型可以是线或点。如果任何一个输入类型是点，则输出类型只能是点。本书以分析规划待建的物流园区涉及到的土地类型及每类土地占用多少面积为例对用相交分析的操作步骤进行讲解。

打开 “…第八章\矢量数据的空间分析\叠置分析\相交\相交分析.mxd”地图文件。在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【相交】，弹出【相交】对话框。在【输入要素】下拉列表中选择“物流园区规划”和“土地类型”图层。

在【输出要素类】中指定输出要素类的保存路径和名称。

3.联合

联合分析是计算输入要素的并集，所有的输入要素都将写入到输出要素类中。在联合分析过程中，输入要素必须是多边形在联合分析中，在输出要素中可能会出现被其他要素包围的空白区域，称为间距。我们可以选择是否“允许间隙存在”，如果不允许，间距会被填充，反之，间距将不会填充。添加好在“…第八章\矢量数据的空间分析\叠置分析\数据”路径下“联合1.shp”和“联合2.shp”的实验数据后，添加数据，在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【联合】，打开【联合】对话框。

在【输入要素】下拉列表中依次选择“联合1”和“联合2”图层，在【输出要素类】中指定输出要素类的保存路径和名称。

在【连接属性（可选）】下选择“ALL”，其他选项默认。

选中【允许间隙存在（可选）】复选框。

单击【确定】按钮，完成操作。

4.标识

标识分析是计算输入要素和标识要素的集合，输入要素和标识要素的重叠部分将获得标识要素的属性。

输入要素可以是点、多点、线或面，注记要素、尺寸要素或网络要素不能作为输入。标识要素必须是面要素，或与输入要素的几何类型相同。多边形标识操作示例：

添加在“…\第八章\矢量数据的空间分析\叠置分析\标识\数据”路径下的“标识1.shp”和“标识2.shp”数据，在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【标识】，打开标识对话框，在【输入要素】下拉列表中选择“标识1”图层，在【标识要素】下拉列表中选择“标识2”图层，在【输出要素类】中指定输出要素类的保存路径和名称。

（3）在【连接属性（可选）】下拉列表中选择“ALL”，其他选项默认，如图。

（4）单击【确定】按钮，完成操作。

5. 更新

更新分析用于计算输入要素和更新要素的几何相交，在输入要素中，输入要素的属性和几何根据输出要素类中的更新要素来进行更新。

输入要素和更新要素类型必须是面，且此工具不修改输入要素类，工具的生成结果将写入到新要素类中。如果更新要素类缺少输入要素类中的一个（或多个）字段，则将从输出要素类中移除缺失字段的输入要素类字段值。更新分析操作步骤：

添加在“…第八章\矢量数据的空间分析\叠置分析\更新\数据”路径下，添加“input.shp”和“更新.shp”数据，在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【更新】，打开对话框。

在【输入要素】下拉列表中选择“input”图层，在【更新要素】下拉列表中选择“更新”图层，在【输出要素类】中指定输出要素类的保存路径和名称。

选中【边框】复选框，即沿着更新要素外边缘的面边界将被保留，反之则删除，如图。

单击【确定】按钮，完成操作。

6.交集取反

交集取反分析是将输入要素和更新要素不重叠的部分输出到新要素类中。输入和更新要素类或要素图层必须具有相同的几何类型，输入要素类的属性值将被复制到输出要素类，原理如图所示。多边形要素交集取反操作示例：

在ArcMap中添加“…第八章\矢量数据的空间分析\叠置\交集取反\数据”路径下 “input1.shp”和“更新2.shp”数据，在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【交集取反】，弹出【交集取反】对话框。

如图8.14，在【输入要素】下拉列表中选择input1”图层，在【更新要素】下拉列表中选择“更新2”图层，在【输出要素类】中指定输出要素类的保存路径和名称。在【连接属性（可选）】下拉选项中选择“ALL”，其他选项默认。

单击【确定】按钮，完成操作。7.空间连接

空间连接是基于两个要素类中要素之间的空间关系将属性从一个要素类传递到另一个要素类的过程。

例如为了以判定我国的重要大湖分别位于哪些省，可以使用空间连接分析：在“…\第八章\矢量数据的空间分析\叠置分析\空间连接\数据”路径下，添加“重要大河、湖泊.shp”和“省级行政区划范围（面）.shp”数据，在ArcToolbox中双击【分析工具】→【叠加分析】→【空间连接】，打开对话框对话框中的【目标要素】在下拉列表中选择“重要大河、湖泊”，【连接要素】选择“省级行政区划范围（面）”，由于两个图层的基准面不同，出现警告提示，不必进行更改。指定输出要素类的保存路径和名称。

单击【确定】按钮，即确定每个湖与其相应省份相连接。下载本文