矢量数据空间分析
空间分析-矢量数据分析
Clip （裁剪）生成的输出图层，仅含有落在 裁剪专题图区域范围内的输入地图的要素。
Append （合并）把两幅邻接地图拼合成 一幅地图，合并不能去除地图之间的共 享边界
Select生成的新图层 (b)含有从输入图 层(a)选择的地图要素
Eliminate 能将小于指 定大小的多边形消除 ，上图破碎多边形A 被除去
距离量测
点与点之间、点与其对应的线之间 的直线距离的量算。（欧氏距离） 可直接用于数据分析
如测试鹿的重置地点是否靠近原始林 与皆伐区的边缘
可用于数据分析的输入
重力模型（移民和商业研究模型）
模式分析
定量分析的方法描述和分析要素的
空间分布特征 可以揭示分布模式包括随机的，分 散的或群集的
最近邻域分析
最小制图单元
由政府机构或组织指定的最小面积单元。例 如国家林地采用5acre作为最小制图单元，小 于5acre的破碎多边形可以被合并消除
上部边界显示一系列破碎多边形，这些破碎多边形 是由叠加操作的两幅地图的海岸线形成的，如果这 两个图层的海岸线完全配准，则不会出现破碎多边 形。
点和线如果落在指定模 糊容差之内，就被捕捉 到一起，沿着上部边界 （A）的许多破碎多边 形通过模糊容差的应用 而被消除，模糊容差也 可捕捉不是破碎多边形 的弧段（B）
模 式 分 析
利用每一个点及其最邻近点之间的 距离，来确定分布模式是随机的， 规则的或群集的方式
邻域统计是观测到的平均距离与假 设的随机分布的期望值的比率 比率小于1则点模式为集群的，大于 1则为分散的
鹿场的点分布模式图 分析表明比率为0.58
空间自相关性
模 式 分 析
不仅包含位置信息还包含有属性信息
构建点、线和多边形的空间特征
矢量数据的空间分析
三、网络分析
4. 网络分析的基本功能
1）应用方面——一般网络分析的基本功能 2）原理方面——ArcGIS中网络分析的基本功能
三、网络分析
1）一般网络分析的基本功能
从实际应用的方面来说，网络分析的基本功能是基 于几何网络的特征和属性，利用距离、权重和规划条件 来进行分析得到结果并且应用在实际中，它主要包括： 路径分析 地址匹配 资源分配
图7.12 图层合并操作
二、叠置分析
6）修正更新（Update）
修正更新是指首先对输入的图层和修正图层进行几何相交 的计算，然后输入的图层被修正图层（一般为多边形）覆盖的 那一部分的属性将被修正图层而代替。而且如果两个图层均是 多边形要素的话，那么两者将进行合并，并且重叠部分将被修 正图层所代替，而输入图层的那一部分将被擦去。
1）shape file文件 2）coverage文件 3）GeoDatabase里面的要素
注：对coverage文件操作需要安装ArcGIS Workstaion才行。
A A B
二、叠置分析
3.叠置分析方法
1）图层擦除（Erase）
图层擦除是指输入图层根据擦除图层的范围大小，将 擦除参照图层所覆盖的输入图层内的要素去除，最后得到 剩余的输入图层的结果。从数学的空间逻辑运算的角度来 说，即
三、网络分析
3. ArcGIS网络分析数据的预处理
1）网络数据的符号化 2）几何网络要素的添加和删除 3）网络连通性的变更 4）网络可运行性的编辑
三、网络分析
1）网络数据的符号化
网络的线状要素的属性存在着可运行和不可运行 情形，称之为可运行性。可运行的要素允许资源流动通 过，不可运行的要素则不允许。这项信息被储存在该要 素类别属性表格中的Enable字段，值为１代表可运行的， 值为０代表不可运行的。使用属性来符号化要素可以很 快的定义出哪些图征是可运行的，哪些是不可运行的。
ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT-第7章《矢量数据的空间分析》
一、缓冲区分析
Inside and outside
only outside
only inside
Outside and include inside
图7.7 四种不同的面状要素的缓冲区
一、缓冲区分析
除此之外，缓冲区还可以利用距离制图的方 法来获得，但是距离制图方法是基于栅格数据 形式来进行缓冲区的建立，它的过程和结果都 是栅格数据，与矢量的缓冲区建立的方法有着 本质的区别
P {x d(x, A) r}
（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）
一、缓冲区分析
点状要素缓冲区
线状要素缓冲区
图7.1 缓冲区示意图
面状要素缓冲区
一、缓冲区分析
2. 缓冲区的建立
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。
图7.11 均匀插值操作
二、叠置分析
5）图层合并（Union）
图层合并是通过把两个图层的区域范围联合起来而保持 来自输入地图和叠加地图的所有地图要素。在布尔运算上用 的是or关键字，即输入图层or叠加图层，因此输出的图层应 该对应于输入图层或叠加图层或两者的叠加的范围。从数学 角度来表示就是：
{x x AUB}
第七章 矢量数据的空间分析
主要内容
• 缓冲区分析 • 叠置分析 • 网络分析
一、缓冲区分析
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，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：
矢量数据的空间分析方法
弧段号 1 2 3 4 5
5.2 矢量数据的包含分析
GIS的空间查询如鼠标点击查询、图形查询、开窗 查询等涉及包含分析。
包含分析是一些空间分析功能的重要组成部分。 • 如确定某个矿井属于哪个行政区，先对矿井、行
政区等相关图层进行叠置运算，再通过点在多边 形的包含分析确定具体关系。 • 缓冲区分析中，缓冲区域确定后通常需要通过包 含分析确定缓冲内所包含地物要素的情况。
R
点缓冲区直接生成
40
（2）圆弧步进拟合法： 将圆心角等分为若干等分，用等长的弦来代替
圆弧，用直线代替曲线，用已知半径为R(缓冲距)的 圆弧上n个等间距的离散点来逼近缓冲圆。
圆弧步进拟合法
41
• 特殊情况下点状目标缓冲区
– 对点状目标，还可以生成三角形、矩形、圆形等 特殊形态的点缓冲区；
– 对于相邻多个点目标的缓冲区分析，根据实际应 用需要进行缓冲区的合并，消除重叠区域。缓冲 带的边界可以融合也可以保留。
1(2,9)
2(4,4)
3(2,2)
4(6,2)
(0,0)
点要素
点的清单
ID
x,y
1
2,9
2
4,4
3
2,2
4
6,2
12
• 线要素的数据结构：
11 12
2
13
1
3 4
14 5 15 6 16
线要素
表示弧段-节点 之间的关系。
显示了组 成弧段的x, y坐标。
13
• 面要素的数据结构：
多边形/弧段清单表示多 边形和弧段之间的关系。
B
Pr
Br2
Br 1 2 dr
角平分线法造成的缓冲区失真
如何进行矢量数据处理与分析
如何进行矢量数据处理与分析矢量数据处理与分析是地理信息系统（GIS）领域中的重要环节，它涵盖了从数据准备、空间分析到结果展示的整个过程。
在这篇文章中，我们将探讨如何有效进行矢量数据处理与分析的方法和技巧。
一、数据清洗与预处理在进行矢量数据处理与分析之前，首先需要对所使用的数据进行清洗和预处理。
数据清洗主要包括删除重复数据、修复损坏的几何体、填充空缺值等操作。
同时，还需要对数据进行投影转换，确保数据的一致性和统一性。
二、空间查询与筛选空间查询与筛选是矢量数据处理与分析的基本操作之一。
通过定义特定的查询条件，可以从矢量数据中提取出符合条件的要素。
例如，可以进行空间范围查询，筛选出位于某个特定区域内的要素，或者进行属性字段查询，筛选出符合特定属性条件的要素。
三、空间拓扑分析空间拓扑分析是矢量数据处理与分析的重要环节，它用于解决要素之间的空间关系问题。
拓扑关系包括相交、相离、包含、覆盖等，通过空间拓扑分析可以计算要素之间的空间关系，并进行相关的统计分析和相交缓冲分析等。
四、空间插值与表面分析空间插值和表面分析用于推断未知区域的属性值或者表面特征。
通过基于已知数据点的属性值和位置信息，可以利用插值方法估计未知点的属性值。
表面分析则是基于已知点的高程值或其他属性值来构建地形或地貌表面，并进行相关的分析操作。
五、空间统计与聚类分析空间统计与聚类分析是研究矢量数据空间分布特征的重要工具。
通过利用统计方法和空间分析技术，可以探索矢量数据的自相关性、聚集性等属性。
例如，可以通过空间统计工具对不同区域的要素密度进行分析，或者利用聚类分析方法对研究区域进行空间分类。
六、网络分析与路径规划网络分析和路径规划主要用于研究基于网络结构的空间问题。
通过构建网络数据模型，并利用网络分析工具，可以计算网络中的最短路径、最优路径、最小生成树等结果。
路径规划工具在交通运输、地理路线规划等领域具有广泛的应用。
七、空间交互与可视化最后一步是将处理和分析得到的矢量数据结果进行可视化展示。
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析
空间分析ARCGIS中的矢量数据的空间分析空间分析是GIS系统中最重要的一部分之一。
空间分析通过处理和分析矢量数据中的地理位置，可以帮助用户更好地理解和处理地球表面的空间问题。
ARCGIS是一款著名的GIS软件，其集成了强大的空间分析功能，可以方便地进行矢量数据的空间分析。
空间分析的意义空间分析可以帮助GIS用户更好地理解空间数据的结构和关系。
通过空间分析，我们可以：•可视化数据：通过制作地图可以直观地表达数据在地球上的空间位置关系。
•空间查询：通过查询地图上的要素可以挖掘出数据之间的空间关系。
•空间统计：通过分析数据之间的空间关系，可以生成统计数据并进行更进一步的研究。
ARCGIS中的矢量数据矢量数据是GIS中最常用的一类数据类型，是通过在地图上绘制点、线、面等几何图形来表示地理数据的。
ARCGIS支持常见的矢量数据格式，如shapefile、GDB、SDE、Coverage等。
矢量数据的空间分析ARCGIS支持各种形式的矢量数据的空间分析，包括：1.空间查询：ARCGIS通过自带的属性表和查询工具，可以方便地对矢量数据进行查询。
用户可以使用查询工具查询特定的属性，也可以使用空间查询工具查询矢量数据中与某个要素邻近或相交的要素。
2.空间叠加：空间叠加是将两个或多个矢量数据集合并成为一个新的矢量数据集的过程。
ARCGIS中常用的空间叠加工具有Union、Intersect、Identity、Erase等。
3.空间分析：ARCGIS中的空间分析工具可以通过空间分析来挖掘矢量数据之间的空间关系。
常用的空间分析工具有缓冲区分析、裁剪、合并、分割等。
空间分析工具的使用过程中常见的一些问题包括：1.坐标系的问题：要确保使用的地图和要素在同一坐标系下，否则可能导致分析结果异常。
2.精度要求的问题：ARCGIS中的空间分析工具需要在数据间设定空间容差值。
对待空间分析结果的精度和精细度有一定要求的应当谨慎考虑容差的设定。
第五章 矢量数据的空间分析方法
第五章 矢量数据空间分析方法
5.2 矢量数据的包含分析 在包含分析的具体算法中，点与点，点与线的包含分 析一般均可以分别通过先计算点到点，点到线之间的距离， 然后利用最小距离阈值判断包含的结果。 点与面之间的包含分析，或者称为Point-Polygon分析， 具有较为典型的意义。
5.2 矢量数据的包含分析
5.4 矢量数据的叠置分析
通过点与多边形叠置，可以计算出每个多边形类型里 有多少个点，不但要区分点是否在多边形内，还要描述在 多边形内部的点的属性信息。 例如将油井与行政区划叠置可以得到除油井本身的属 性如井位、井深、出油量等外，还可以得到行政区划的目 标标识，行政区名称，行政区首长姓名等。
5.4 矢量数据的叠置分析
8/37
5.1 矢量数据
(2)线状数据的拓扑关系 线状数据的拓扑关系 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。 一条线段叫做一条弧段，由节点的连线组成。开始点称为始 节点，结束点称为终节点。 节点，结束点称为终节点。 弧段-节点清单 列出了弧段-节点的关系 节点清单” “弧段 节点清单”列出了弧段 节点的关系 弧段-坐标清单 显示组成每条弧段的x、 坐标 坐标清单” “弧段 坐标清单”显示组成每条弧段的 、y坐标
第五章 矢量数据空间分析方法
5.4 矢量数据的叠置分析
其基本的处理方法是：根据两组多边形边界的交点来建立具有 多重属性的多边形或进行多边形范围内的属性特性的统计分析。 其中，前者叫做地图内容的合成叠置，如左图。后者称为地图 内容的统计叠置，如右图。
5.4 矢量数据的叠置分析
合成叠置的目的，是通过 区域多重属性的模拟，寻找和 确定同时具有几种地理属性的 分布区域。 或者按照确定的地理目标， 对叠置后产生的具有不同属性 多边形进行重新分类或分级， 因此叠置的结果为新的多边形 数据文件。
矢量数据的空间分析
矢量数据的空间分析在当今数字化的时代，地理信息系统（GIS）、测绘、城市规划等众多领域都离不开对数据的深入分析和处理。
其中，矢量数据作为一种常见且重要的数据类型，其空间分析在解决实际问题和获取有价值信息方面发挥着至关重要的作用。
那什么是矢量数据呢？简单来说，矢量数据是通过点、线、面等几何对象来表示地理实体或现象的位置、形状和属性。
比如，一条河流可以用一条线来表示，一个湖泊可以用一个面来表示，而一个城市的地标建筑可以用一个点来表示。
这些几何对象不仅包含了空间位置信息，还可能附带诸如名称、类型、面积等属性信息。
矢量数据的空间分析，就是基于这些数据进行的一系列操作和计算，以揭示隐藏在数据中的模式、关系和趋势。
空间查询是矢量数据空间分析的基础操作之一。
通过设定特定的条件，我们可以快速从大量的矢量数据中筛选出符合要求的数据。
比如说，我们想要找出某个区域内所有面积大于一定值的湖泊，或者找出距离某条公路特定范围内的居民点。
这种查询能够帮助我们迅速聚焦到感兴趣的对象上，为后续的深入分析提供基础。
缓冲区分析也是一项常用的技术。
想象一下，围绕一条道路或者一个工厂划定一个一定宽度的区域，这个区域就是缓冲区。
缓冲区分析可以帮助我们评估道路建设对周边环境的影响，或者工厂可能产生的污染范围。
在城市规划中，通过为公园、学校等设施创建缓冲区，可以评估其服务覆盖范围，从而优化设施的布局。
叠加分析则能够将多个矢量图层进行组合和比较。
比如，将土地利用图层和土壤类型图层叠加，我们可以了解不同土壤类型在各种土地利用方式下的分布情况。
这对于农业规划、环境保护等工作具有重要的指导意义。
网络分析在交通规划和物流配送等领域有着广泛的应用。
通过构建道路网络模型，我们可以计算最短路径、最优路径，确定交通流量的分布，从而优化交通线路和提高物流效率。
比如，在城市交通规划中，通过网络分析可以确定新的公交线路，以更好地满足居民的出行需求。
除了以上这些常见的分析方法，矢量数据的空间分析还包括了空间统计分析、邻近分析等多种手段。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
一、实验内容
利用实验数据进行缓冲区分析及叠加分析。
二、实验过程
4.1、缓冲区分析。
（1）打开数据。
打开SuperMap iDesktop 8C，打开数据源，加载实验数据中的“叠加分析.udb和陕西.udb”，并将陕西数据源下的银行、市界_R和省界_R数据集依次添加到同一图层上，并依据“点线面，由小及大”的原则叠放，如下图所示；
（2）建立缓冲区-单重缓冲区-多重缓冲区。
1)单重缓冲区-点数据。
选择分析->矢量分析->缓冲区->缓冲区，如下图所
示；
在弹出的面板中选择缓冲数据“陕西数据源-银行数据集”，缓冲半径设置为字段型，设置为缓冲区距离，设置一下结果数据，具体如下图所示，点击确定；
得到结果，如下图所示，生成的缓冲区半径都是不一样的；
2)线数据。
将陕西数据源中的水系数据集加载到同一个图层中，点击分析->
矢量分析->缓冲区->缓冲区，在弹出的面板中，数据类型变为线数据，缓冲类型设置为圆头缓冲，数值型半径设置为5000，将结果数据设置一下，具体如下图所示，点击确定；
调整一下图层顺序，可以看到其结果，如下图所示；
在进行一下分析，将缓冲类型改为平头缓冲，将数值型中的左半径设置为10000，右半径设置为5000，设置一下结果数据，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其缓冲类型与上一个结果的明显不同，左半径明显大于右半径；
3)多重缓冲区。
选择分析->矢量分析->缓冲区->多重缓冲区，在弹出的面板
中，数据集选择之前以水系数据集生成的结果数据，在缓冲半径列表部分
选择->批量添加，在弹出的面板中
设置其起始值为500，结束值为5000，步长为500，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示；
4.2、叠加分析。
（1）加载数据。
将叠加数据源中的源数据集和叠加数据集加载到同一图层。
（2）裁剪。
裁剪是用裁剪数据集（源数据）从被裁剪数据集（叠加数据）中提取部分特征集合的运算。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中选择裁剪，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，紫色部分为裁剪结果；
（2）合并。
合并是求两个数据集并集的运算。
进行合并运算后，两个面数据集在相交处多边形被分割，重建拓扑关系，且两个数据集的几何和属性信息都被输出到结果数据集中。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择合并，
源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
将结果数据添加到同一图层，如下图所示，两个分散的图形合并一个图形了；
（3）擦除。
擦除是用来擦除掉被擦除数据集中多边形相重合部分的操作。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中选择擦除，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其重叠部分被擦除了；
（4）求交。
求交是求两个数据集的交集的操作。
待求交数据集的特征
对象在求交数据集中的多边形相交处被分割（点对象除外）。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，求交运算与裁剪运算得到的结果数据集的空间几何信息是相同的，但是裁剪运算不对属性表做任何处理，而求交运算可以选择需要保留的属性字段。
（5）同一。
同一运算就是源数据集与叠加数据集先求交，然后求交结
果再与源数据集求并的一个运算。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，同一运算结果图层范围与源数据集图层的范围相同，但是包含来自叠加数据集图层的几何形状和属性数据。
（6）对称差。
对称差运算是两个数据集的异或运算。
操作的结果是，对
于每一个面对象，去掉其与另一个数据集中的几何对象相交的部分，而保留剩下的部分。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择源数据集，叠加数据选择叠加数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到其中间重叠部分被挖空了，保留了剩余部分；
（7）更新。
更新运算是用更新数据集替换与被更新数据集重合的部分，
是一个先擦除后粘贴的过程。
结果数据集中保留了更新数据集的几何形状和属性信息。
选择分析->矢量分析->叠加分析，在弹出的面板中，选择求交，源数据选择同一结果数据集，叠加数据选择源数据集，其他默认，如下图所示，点击确定；
其结果如下图所示，可以看到被更新图层空间空缺的部分被更新图层“粘贴”上去了；
注意事项：
1.应注意面数据集或记录集中本身应避免包含重叠区域，否则叠加分析结果可能出错。
2. 叠加分析的数据必须为具有相同地理参考的数据，包括输入数据和结果数据。
3. 在叠加分析中最常见的问题是破碎多边形，即在两个输入对象相关或共同边界，相交的地方会出现非常细小的多边形区域。
这时一般需设置一定的容限来消除这种细小多边形。
4. 合并、求交、同一、对称差操作过程中，可以根据需要，选择保留需要的字段。