第9讲_缓冲区分析、叠加分析应用案例
缓冲区分析和空间叠加分析下的智慧石油管网时序标准化片段巡检技术
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缓冲区分析和空间叠加分析下的智慧石油管网 时序标准化片段巡检技术
谢 锐 ! 杨 旸 ! 蒋丽琼 ! 彭 睿 ! " 点为石油管网巡检的起始点"* 点
为石油管网巡检的终止点* 以此三维空间作为基
础"构建相应的巡检路径规划模型%.&* 为了制定更
为精确的巡检路径"提高巡检效率"将巡检路径划
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近年来智慧石油管网的规模越来越大长距 离的石油运输快速发展 针对石油管网的检查工 作量也在急剧增加 传统的石油管网巡检方式存 在诸多问题 如巡检过程对石油管网的运行影响 较大通过巡检获得的无效数据较多巡检过程耗 费大量的人力物力等 为此不少学者针对巡检 技术展开了研究文献&通过采集配网开关设备 数据提取数据特征构建相应的巡检模型实现 对配网开关设备的遥控巡检 但实验结果表明该 技术的应用成本较高 文献!利用人工智能技 术对风力发电机的实际运行状态进行数据采集 在数字孪生的作用下构建智能巡检模型 实现对 风力发电机的实时监控 但实验结果表明该技术 的适用性不强文献%利用图像识别技术和轨道 机器人对大坝的实时情况进行监测 并根据监测 结果制定相应的巡检路线提高巡检的效率但实 验结果表明该技术的巡检时间过长
缓冲区分析和叠置分析
缓冲区分析和叠置分析
一、实验目的：掌握如何利用空间分析中的缓冲区分析和叠置分
析解决实际问题。
二、实验要求：所寻求的市区是噪声要小，距离商业中心要近，
要和各大名牌高中离的近以便小孩容易上学，离名胜古迹较近环境优雅
三、实验步骤：
（1）加载实验数据：
（2）建立缓冲区（network）:
按步骤截图如下：1.选出市区的主要道路
2.对主干道进行缓冲：
3.对商业影响区进行缓冲：
4.学校的影响区进行缓冲：
5.名胜古迹影响区进行缓冲：
（3）进行叠置分析：
1、将商业区、学校、名胜古迹的影响范围进行叠置分析的交集。
2、利用主干道噪音缓冲区对获得的三个区域的交集进行图层擦除
3、对市区进行等级划分，划分为五级。
6）.适宜区分析
重分类后，各个数据集都统一到相同的等级体系之内，且每个数据集中那些被认为比较适宜性的属性都被赋以比较高的值，现在开始给四种因素赋以不同的权重，然后合并数据集以找出最适宜的位置。
用Raster Calculator命令对各个重分类后数据集的合并计算得到最终适宜性数据集，适宜性较高区域（深色部分）为推荐学校选址区域。
练习一
最短路径分析
1、加载数据：
2、在网络分析工具条，将标旗放在家和想去的商业中心
3、显示去权重最佳路径
4、加权最佳路径。
缓冲区分析的应用的原理
缓冲区分析的应用的原理1. 什么是缓冲区分析缓冲区分析是一种地理信息系统（GIS）中常用的空间分析技术，它用于确定地理空间中某个点或线距离内的区域。
该技术可以帮助我们理解和解决与地理位置相关的问题，例如：规划市区内的服务设施位置、分析自然资源的分布范围等。
2. 缓冲区分析的原理缓冲区分析的核心原理是在给定的点或线的周围创建一个固定距离的区域。
这个距离可以是任意单位，如米、千米或者其他地理坐标系统中的单位。
通过定义这样一个区域，我们可以对地理空间内的特定区域进行分析和研究。
3. 缓冲区分析的应用3.1 规划城市服务设施位置缓冲区分析在城市规划中有着广泛的应用。
例如，当我们在一个城市中规划新的医院时，我们可以使用缓冲区分析来确定离每个社区中心一定距离范围内的合适位置。
这样可以确保医院的服务范围覆盖到全市的每个角落，以满足居民对医疗服务的需求。
3.2 分析交通流量在交通规划领域，缓冲区分析可以用来分析和预测交通流量。
我们可以在道路上定义特定距离的缓冲区，然后统计该区域内的车辆数量。
通过对多个缓冲区进行分析，我们可以估计道路的拥堵情况，为交通规划和路网优化提供决策依据。
3.3 自然资源管理缓冲区分析在自然资源管理中也有着重要的应用。
例如，当我们希望保护河流或湖泊的水质时，我们可以在水体周围创建缓冲区，限制某些活动（如农业和工业）在一定距离内进行。
这样可以减少污染源对水体的影响，实现可持续发展。
3.4 居民配套设施规划在城市发展过程中，为了提高居民生活质量，我们需要规划不同的配套设施，如学校、购物中心、公园等。
缓冲区分析可以帮助我们确定每个设施的服务范围，从而合理安排设施的位置和布局，满足居民的日常生活需求。
4. 如何进行缓冲区分析进行缓冲区分析通常需要使用专业的地理信息系统软件，例如ArcGIS、QGIS 等。
下面是一般的分析步骤：1.收集所需数据，包括点、线、地图等地理空间数据。
2.在GIS软件中打开数据，并选择缓冲区分析工具。
空间缓冲区的功能应用举例
空间分析应用及举例（缓冲区的应用）姓名：侯先成班级：2014级地理科学（1）班学号：1409080540010序号：8地理信息系统（GIS）的一个主要优势在于能够对GIS数据进行空间运算而生成新的信息。
这些工具构成了所有空间建模和地理处理的基础。
在三种主要的GIS数据类型——栅格、矢量及不规则三角网中，栅格数据结构为空间分析提供了最强的建模环境及空间运算。
空间分析是GIS的核心与灵魂，是GIS区别于一般的信息系统、CAD或者电子地图系统的主要标志之一。
空间分析，配合空间数据的属性信息，能提供强大的丰富的空间数据查询功能。
空间缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立他们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对临近对象的辐射范围或影响度。
以便为某项分析或决策提供依据。
它是地理信息系统重要的和基本的空间操作能力之一。
现实中的任何问题都是在各种各样的多种因素的影响下形成的，因而在对现实的问题进行分析时我们要找出问题的主导影响因素，将研究的问题抽象化，建立模型，这样才便于对问题进一步的分析。
举例：2008年5月12日，在我国四川发生8.0级强地震，地震造成数万人死亡，上千万人口受灾；并且在地震区山体滑坡、崩塌、地表植被破坏等随处可见，滑坡造成江河堵塞，形成大大小小的堰塞湖上百个。
堰塞湖是河流被外来物质堵塞而形成的湖泊，常有山崩、地震、滑坡、泥石流、火山喷发的熔岩流和流动沙丘等造成。
汶川地震中造成的堰塞湖不仅仅造成大片区域的淹没，由于堰塞湖坝体的不稳定性，对下游也是一个极大的洪水威胁，因此堰塞湖成为地震灾区可能导致洪水灾害的一个严重安全隐患。
5月23日唐家山堰塞湖蓄水已超过1亿m³，并且每天以800多万m³的库容量增加，以2m的速度上涨，风险等级正在逐步上升，如果不采取应急措施，遇强降雨随时存在溃坝风险，唐家山堰塞湖成了悬在下游的数十万群众头上的一颗定时炸弹。
对于堰塞体较为巨大的唐家山堰塞湖，通过对相关数据的不断监测和分析，堰塞湖水从坝顶溢出从而溃坝的可能性很大。
GIS缓冲区分析与叠置分析应用
GIS缓冲区分析与叠置分析应用空间分析是GIS系统的重要功能之一，是GIS系统与计算机辅助绘图系统的主要区别。
空间分析的对象是一系列跟空间位置有关的数据，这些数据包括空间坐标和专业属性两部分。
其中空间坐标用于描述实体的空间位置和几何形态；专业属性则是实体某一方面的性质。
MAPGIS空间分析子系统提供了一系列数据操作功能，如缓冲区分析、叠置分析、属性分析、数据检索、三维模型分析等功能。
1、基本概念缓冲区分析是根据空间数据库中的点、线、面实体自动地在其周围建立一定宽度的多边形区域。
缓冲区是一些新的多边形，不包含原来的点、线、面要素。
缓冲区的大小由所指定的缓冲区半径控制。
叠置分析是依靠把分散在不同层上的空间属性信息按相同的空间位置加到一起，合为新的一层。
该层的属性由被叠置层各自的属性组合而成，这种组合可以是简单的逻辑合并的结果，也可以是复杂的函数运算的结果。
（对象）与层（对象）的叠置，再结合逻辑运算来获取对象与对象的相互关系。
2、缓冲区分析基本步骤点状要素——直接以该点为圆心，以要求的缓冲区距离大小为半径绘圆，所包含的区域即为所要求区域；线状要素和面状要素——以线状要素或面状要素的边线为参考线作其平行线，并考虑端点处的建立原则，最终建立缓冲区。
在MAPGIS中建立缓冲区的方法是基于生成多边形来实现的。
它根据给定的缓冲区距离，对点状、线状和面状要素的周围形成缓冲区多边形图层，是矢量结构。
(a)点状要素的缓冲区(b)线状要素的缓冲区(c)面状要素的缓冲区在MAPGIS中建立缓冲区的步骤为：（1）输入文件：启动“空间分析”子系统，在文件的下拉菜单中选择将进行缓冲区分析的点、线、面文件加载进空间分析系统。
文件是分次载入的。
一个窗口不能同时打开多个文件。
新建综合图形——可以在一个窗口同时打开全部或部分文件。
（2）输入缓冲区半径：空间分析——缓冲区分析——输入缓冲区半径输入相应的缓冲区半径即可。
比例尺——应输入图上相应的尺寸而不是实地距离。
缓冲区分析——精选推荐
实例1解析
已知一伐木公司，获准在某林区采伐，为防止水土流失，规定不得在河流周围 1km 内采伐林木。
另外，为便于运输，决定将采伐区定在道路周围 5km 之内。
请找出符合上述条件的采伐区，输出森林采伐图。
解题过程
首先要以区域的道路分布图、河流分布图、森林分布图为数据源。
解题流程见图示。
(1)将该地区具有相同比例尺且进行配准的道路分布图、河流
分布图、森林分布图，进行预处理和数字化；
(2)利用河流分布图生成1km的等距离缓冲区；
(3)利用道路分布图生成5km的等距离缓冲区；
(4)森林分布图中可采伐林地、道路缓冲区及河流缓冲区图进
行叠加，加条件表达式为:
采伐区＝森林分布图中可伐林地∩道路周围5km缓冲区
∩非河流周围1 km缓冲区
将上述3张图进行两两叠合，所得结果即为森林采伐图。
空间分析实例2
如已知一湖泊，要求在它周围5000m 内必需禁止任何污染性工业企业存在，在它周围500m 内必需禁止建筑任何永久性建筑物。
解题步骤：
（1）先建立缓冲区；
（2）同现有污染性工业企业图叠加，显示在范围内应禁止的污染性工业企业；
（3）同现有永久性建筑物图叠加，显示在范围内应禁止的永久性建筑物。
实验六——缓冲区和叠加分析的综合应用
实验六——缓冲区和叠加分析的综合应用
实验六缓冲区和叠加分析的综合应用
一、实验目的
1．熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠加分析基本原理与操作。
2．通过实验，具备综合利用各项矢量数据的空间分析工具解决实际问题的能力。
二、实验准备
1．软件准备：ArcGIS 10.2
2．数据准备：
（1）城市主要交通道路图（mainstreet）
（2）城市主要居民区图（residential）
（3）城市停车场分布图（stops）
（4）城市主要商城分布图（othermarkets）
（5）idoutl.shp，基于爱达荷横轴墨卡托坐标系的爱达荷州轮廓图，用于检验习作3投影的正确性
三、实验内容与要求
1、实验要求
带寻找的区位条件为：
（1）离城市主要交通线路50m以内，以保证商场交通的通达性。
（2）保证在居民区100m范围内，便于居民步行到达商场。
（3）距停车场100m范围内，便与顾客停车。
（4）距已经存在的商场500m范围之外，减少竞争压力。
2、实验内容、步骤
（1）各要素图层影响范围的建立
（2）叠加分析，求出满足要求的区域
（3）评价整个城市商场的区位条件
四、实习报告要求
将实验结果以电子版与打印版的形式共同提交，包括原理、步骤、结果。
实验叠置分析与缓冲区分析
数据
1. 城市市区交通网络 2. 城市土地利用图
要求：
将CYPRESS 路需扩宽到100m,即沿道路中心线向两 侧做50m旳缓冲区 找出受影响旳地块
叠加分析和缓冲区别析综合应用
实例2：市区择房分析
找出环境好、购物以便、小孩上学以便 旳居住区低端是购房者最关心旳问题，所 以购房者就需要总体上对商品房旳信息进 行研究分析，选择最合适旳购房地段。
二、 经过缓冲区工具完毕缓冲区
Analysis tools/proximity/buffer
叠加分析和缓冲区别析综合应用
实例1：道路拓宽问题
为了缓解交通拥挤旳问题，昆明市将要把学府 路由两车道增长为四车道，同步增长新旳转弯车道。 为此，规划部门需要扩宽街道路面。在开展这项工 程之前，需要提交一种影响评估报告给市政府有关 机构，报告中还要陈说因为路面旳扩展，沿街旳哪 些地块需要被征用。
数据
1. 城市市区交通网络 2. 商业中心分布图 3. 名牌高中分布图 4. 名胜古迹分布图
所谋求旳区域要满足下列条件：
• 离主要交通要道200m之外，以降低噪声污染 （ST为道路数据中类型为交通要道旳要素）
• 在商业中心旳服务范围之内，服务发范围以商 业中心规模大小（YUZHI）来拟定
• 距名牌高中在750m之内 • 距名胜古迹500m之内
Hale Waihona Puke 习03加载数据overlay，熟悉叠加分析旳一般操作 加载张掖土地利用数据，分析1996-2023张掖土地
利用变化
ARCGIS空间分析基本操作 缓冲区别析（buffer）
缓冲区别析
点旳缓冲区 线旳缓冲区 面旳缓冲区
一、 经过缓冲区向导来完毕缓冲区
添加缓冲区向导 Tool/customize/
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（5）专题图输出。
缓冲区分析、叠加分析应用案例
实例分析 （1）
道路拓宽改建过程中的拆迁指标计算 所解决的问题及约束条件 计算由于道路拓宽而需拆迁的建筑面积和房产价值 ； 道路拓宽改建的标准是： 道路从原有的20米拓宽到60米 ； 拓宽道路应尽量保持直线 ； 部分位于拆迁区内的10层以上的建筑不拆除 ； （1）明确、分析道路拓宽改建项目和标准要求。 （2）收集所需资料（空间、属性数据） 现状道路图； 区域内建筑物分布图；
缓冲区分析、叠加分析应用案例实例分析 （2）
所需数据
全市所有地块信息的数据层 全市公共设施的分布图 从地块图中选取所有满足条件(1)(2)的地块 与公共设施层数据进行拓扑叠加
空间分析
对叠加的结果进行邻域分析和特征提取，选择出满足要求的地块
将选择的地块及相关信息以地图和表格形式打印输出
缓冲区分析、叠加分析应用案例
实例分析 （1）
（5）制图与输出 将分析结果以专题地图和表格的形式打印并输出。
缓冲区分析、叠加分析应用案例
实例分析 （2）
辅助建设项目选址 需解决的问题和约束条件 需解决的问题： 确定一些具体的地块，作为一个轻度污染工厂的可能建设 位置 约束条件： (1)地块建设用地面积不小于10000m2 (2)地块的地价不超过1万元/m2 (3)地块周围不能有幼儿园、学校等公共设施
GIS
与环境信息系统
重庆三峡学院化环学院
1 绪论 2 地理空间 3 空间表达 4 GIS的数据获取与处理 5 空间数据管理 6 空间分析 7 GIS的输出与数字制图
GIS
缓冲区分析、叠置分析应用案例
分析步骤 分析步骤
（1）明确分析和评价目的；
（2）收集基础数据，包括空间数据和属性
数据；
（3）利用GIS软件进行分析处理；
缓冲区分析、叠加分析应用案例
实例分析 （1）
（3）空间操作 选择拟拓宽的道路，根据拓宽半径，建立道路的缓 冲区； 将缓冲区图与建筑物分布图进行拓扑叠加，此图包 括所有部分或全部位于拓宽区内的建筑物信息； （4）统计分析 选择落入拆迁区内的楼层高为10层以上的建筑物， 将其排除掉，其余为拆迁建筑物 ； 对所需拆迁的建筑物进行拆迁指标计算，包括建筑 物面积、房产价值。