缓冲区和叠加分析的综合应用
基于GIS的社区服务设施布局优化
基于GIS的社区服务设施布局优化在现代社会，社区服务设施的合理布局对于提高居民的生活质量、促进社区的和谐发展具有至关重要的意义。
GIS（地理信息系统）作为一种强大的空间分析工具，为社区服务设施布局的优化提供了科学、高效的方法和手段。
社区服务设施涵盖了诸多方面，如教育设施（学校、幼儿园）、医疗设施（诊所、医院）、文化娱乐设施（图书馆、公园）、商业设施（超市、菜市场）等。
这些设施的布局是否合理，直接影响到居民获取服务的便利性和满意度。
传统的社区服务设施布局规划往往依赖于经验和简单的统计分析，缺乏对空间因素的精确考量。
这可能导致设施分布不均衡，一些区域设施过剩，而另一些区域则严重不足。
例如，在一些新建的社区，由于规划不合理，居民可能需要长途跋涉才能到达最近的医院或超市，给生活带来极大的不便。
GIS 的引入为解决这一问题提供了全新的思路。
GIS 能够整合多种地理数据，包括地形、人口分布、交通网络等，并通过空间分析功能，对这些数据进行深入挖掘和分析。
例如，通过缓冲区分析，可以确定某个服务设施的有效服务范围；通过网络分析，可以计算居民到达服务设施的最短路径和时间；通过叠加分析，可以综合考虑多个因素对设施布局的影响。
以医疗设施布局为例，利用 GIS 可以首先获取社区的人口数据，包括人口数量、年龄结构、健康状况等。
然后，结合地形和交通数据，分析不同区域居民对医疗服务的需求程度和可达性。
对于需求较高但可达性较差的区域，可以优先考虑增设医疗设施，或者对现有设施进行扩建和优化。
在教育设施布局方面，GIS 可以帮助分析学校的招生范围与周边居民小区的匹配情况。
对于学生数量过多导致学位紧张的区域，可以规划新建学校或者对现有学校进行扩容。
同时，考虑到学生上下学的交通安全，GIS 还可以结合交通流量数据，优化学校周边的交通设施和道路规划。
文化娱乐设施的布局优化同样离不开 GIS 的支持。
通过分析居民的休闲活动需求和空间分布，以及周边环境的特点，GIS 可以为公园、图书馆等设施的选址提供科学依据。
第7讲 空间分析技术
叠加分析
龚建雅，2001,地理信息系统基础 邬伦，地理信息系统--原理、方法和应用
概
述
叠加分析是将有关主题层组成的数据层 面，进行叠加产生一个新数据层面的操 作，其结果综合了原来两层或多层要素 所具有的属性。叠加分析包括：
– – – – –
视觉信息叠加 点与多边形叠加 线与多边形叠加 多边形叠加 栅搁图层叠加
质心量测
质心是描述地理对象空间分布的一个重要 指标。 质心描述的是分布中心而不是绝对几何中 心。 质心应用
1） 商场选址应该位于具有最佳势能的定位点 处。 2） 经济的增长极可能发生在高势能地区。
质心量测公式
质心量测通过对其坐标值加权平均求得： 其中，I为离散目标物，Wi为该目标权重， Xi、Yi为其坐标。
点与多边形的叠加
点与多边形的叠加可以分析每个多边形 内某类点状要素一共有多少，或哪些点 落在哪些多边形内。这一功能常用于城 市中各种服务设施分布情况的分析。
线与多边形的叠加
线与多边形的叠加是将一个线状要素层 或网络状要素层和多边形层叠合。如网 络层为道路网，可以得到每个多边形内 的道路网密度，内部的交通流量，进入、 离开各个多边形的交通量，相邻多边形 之间的相互交通量。如果网络层为河流， 可得到每个多边形内的地表水径流量。 线与多边形的叠加一般以拓扑结构的矢 量模型比较方便。
数、对数、三角变换等）； – 多个数据层面的代数运算（加、减、乘、除、 乘方等）和逻辑运算（与、或、非、异或等）； – 如: M=(0.19T + 0.17D)
栅格图层叠加的另一形式是二值逻辑叠加。
基于栅格格式的叠置分析中涉 及的空间逻辑运算
逻辑交 逻辑并 逻辑差的运算
(完整版)GIS试题
海口市土地测绘院地理信息系统试题答案一、填空题（20分，每题2分）1、GIS一般由系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型构成。
2、地理信息系统最基本的功能有数据的采集、管理、处理、分析和输出。
3、GIS空间数据的分类按数据结构来分，可分为矢量数据和栅格数据。
4、GIS空间数据的拓扑关系主要包括拓扑邻接、拓扑关联和拓扑包含。
5、在进行空间缓冲区分析时，通常将研究的问题抽象为主体、邻近对象和作用条件三种因素。
6、由栅格数据向矢量数据转换的步骤主要分为边界提取、二值化、细化和跟踪。
7、栅格数据的压缩编码方式主要有链式编码、游程编码、块状编码和四叉树编码。
8、空间数据误差分为几何误差、属性误差、时间误差和逻辑误差。
其中逻辑误差和几何误差为GIS特有。
9、DEM数据采集方法主要有地面测量、现有地图数字化、空间传感器和数字摄影测量方法。
10、投影转换的三种主要方式为正解变换、反解变换和数值变换。
二、简答题（48分，每题8分）1、简述GIS基础软件平台的主要功能。
答：1）数据的采集和编辑；2）数据的输入和存储；3）数据的管理和维护；4）数据的处理和分析；5）数据的显示和输出；6）系统的二次开发与编程。
2、对比分析矢量数据结构和栅格数据结构的优缺点。
答：构3、简要介绍栅格数据的组织方法答：方法a：以象元为记录序列，不同层上同一象元位置上的各属性值表示为一个列数组。
N层中只记录一层的象元位置，节约大量存储空间，栅格个数很多。
方法b：每层每个象元的位置、属性一一记录，结构最简单，但浪费存储。
方法c：以层为基础，每层内以多边形为序记录多边形的属性值和多边形内各象元的坐标。
节约用于存储属性的空间。
将同一属性的制图单元的n个象元的属性只记录一次，便于地图分析和制图处理。
4、简述空间数据的拓扑关系在GIS的数据应用中的意义。
答：1）根据拓扑关系，可以确定地理实体间的空间位置关系。
2）利用拓扑数据，有利于空间要素的查询。
arcgis缓冲区 融合类型
arcgis缓冲区融合类型ArcGIS缓冲区融合类型在地理信息系统（GIS）中，缓冲区是一个常用的分析工具，它是以某个地理对象为中心，创建一个固定宽度的区域。
利用缓冲区技术，我们可以对地理空间数据进行分析和可视化展示。
ArcGIS作为一款强大的GIS软件，提供了多种缓冲区融合类型，用于处理不同的分析需求。
一、简介缓冲区分析是一种常见的空间分析方法，它常用于确定某一地理对象周围的特定距离范围。
缓冲区分析在城市规划、景观分析、环境保护等领域得到广泛应用。
在ArcGIS中，我们可以通过设置缓冲区距离来创建不同类型的缓冲区。
二、融合类型1. 简单融合（简单并集）简单融合是指创建的缓冲区之间没有重叠和空缺，形成一个整体覆盖区域。
简单融合将所有相邻的缓冲区区域合并为一个新的单一区域。
2. 内切融合（相切并集）内切融合是指创建的缓冲区之间相互接触但没有重叠，形成一个连续但不重叠的区域。
内切融合产生的缓冲区之间会共享相同的边界。
3. 合并融合（合并并集）合并融合是指创建的缓冲区之间可能有重叠和空缺，形成一个整体但不连续的区域。
合并融合保留了所有缓冲区的形状和位置，但合并了重叠的部分。
4. 擦除融合（叠加差集）擦除融合是指创建的缓冲区通过擦除相交或包含的部分，形成一个去除指定区域的新区域。
擦除融合可以用于排除不需要的区域，使得结果更符合实际需求。
5. 交叉融合（交叉差集）交叉融合是指创建的缓冲区之间相互交叉，形成多个区域的组合。
交叉融合可以用于找到缓冲区间的交叉或重叠部分，并进一步分析这些区域的特征。
三、应用案例1. 交通规划通过使用缓冲区融合类型，可以分析交通道路规划。
例如，可以创建简单融合的缓冲区，用于确定道路周围的限制区域，以确保交通流畅和安全。
2. 自然资源管理在自然资源管理中，缓冲区融合类型可用于分析生态保护区的范围。
通过创建合并融合的缓冲区，可以找到不同生态系统之间的过渡区，并进行有效的生态保护管理。
第三章4-空间分析2013
2
2
X Z01 Z11 Z00 Z10
tan
Y
2
2
Y
tan X
PO RO
PO QO QO RO
tan sin 1
tan Y
PO SO
PO QO QO SO
tan
sin 2
tan
cos1
tan 2 X tan 2 Y tan 2
⑵不规则三角网(TIN)表示法，能根据区域的有限个点集将区域划分为三角面网络， 数字高程由连续的三角面组成，三角面的形状和大小取决于不规则分布的测点的密度和 位置，能够避免地形平坦时的数据冗余，同时还能按地形特征点如山脊、山谷及其它重 要地形特征获得DEM数据。但其结构复杂。
DEM数据网格化 插值计算
1、DEM的数据源采集方法：
（1）航空或航天遥感图像为数据源。 （2）以地形图为数据源。 （3）以地面实测记录为数据源。 （4）其它数据源。
2、数字地面模型的表示方法
主要有规则格网（GRID）表示法和不规则三角网(TIN)表示法，此外还有离散点表示 法和数学分块曲面表示法。
⑴规则格网（GRID）表示法结构简单、计算方便，但： a.地形简单的地区存在大量冗余数据； b.如不改变格网大小，则无法适用于起伏程度不同的地区； c.对于某些特殊计算如视线计算时，格网的轴线方向被夸大； d.由于栅格过于粗略，不能精确表示地形的关键特征。
第四节 GIS空间分析
空间分析是GIS系统的重要功能之一,是基于地理对象的位置和形态特 征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。
空间分析是GIS系统区别于计算机辅助绘图系统的重要方面，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。
地理信息系统——原理方法和应用08空间分析
地理学中的第一条法则，任何事物都与其它事情相关，但是距离近的事物比距离远的关系更大。
Waldo Tobler第八章空间分析导读：空间分析源于60年代地理和区域科学的计量革命，在开始阶段，主要是应用定量（主要是统计）分析手段用于分析点、线、面的空间分布模式。
后来更多的是强调地理空间本身的特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。
实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。
如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
地理信息系统集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理，高效图形算法，插值，区划和网络分析，为空间分析提供了强大的工具，使得过去复杂困难的高级空间分析任务变得简单易行。
目前绝大多数地理信息系统软件都有空间分析功能。
空间分析早已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的对地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。
空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。
根据作用的数据性质不同，可以分为：（1）基于空间图形数据的分析运算；（2）基于非空间属性的数据运算；（3）空间和非空间数据的联合运算。
空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。
本章介绍GIS中实现空间分析的基本功能，包括空间查询与量算，缓冲区分析、叠加分析、路径分析、空间插值、统计分类分析等，并描述了相关的算法，以及其中的计算公式。
1．空间查询与量算查询和定位空间对象，并对空间对象进行量算是地理信息系统的基本功能之一，它是地理信息系统进行高层次分析的基础。
在地理信息系统中，为进行高层次分析，往往需要查询定位空间对象，并用一些简单的量测值对地理分布或现象进行描述，如长度，面积，距离，形状等。
14 空间分析的原理与方法-叠加分析
对称差
例1：同时没有被雨水覆盖的区域和不覆盖该区域的雨 水区域。
更新
更新运算Update运算：更新运算是对两个面数据集进 行的操作，即使用叠加数据集中的内容去更新源数据集 中相应位置的内容。
空间结果：
更新
例1：同时求: 雨水覆盖的区域和不被覆盖的行政区域。
关于叠加分析的特别说明
求交分析与裁剪分析区别 – 空间结果相同 – 属性结果不同
求交分析
例1：求被雨水覆盖的区域及天气情况 – 求交分析
–
裁剪只能求被雨水覆盖的区域，不能同时求天气情 况。空间数据相同。
求交分析
同一分析
同一运算(Identity) ：是对两个数据集进行相交计算。
第一个数据集为点数据集、线数据集或面数据集,第二 个数据集必须是面数据集类型。 空间结果：
对称差
对称差Symmetrize运算：是在两个面数据集之间进行 的交集取反操作。
空间结果：是在两个面数据集之间进行的交集取反操作。 运算的结果会保留两个数据集中所有的对象，并擦除源 数据集中的几何对象与叠加数据集中的几何对象相交的 区域进行操作，同时将这些几何对象在相交处分裂。 例：有两种污染类型分布，只有一种污染的地区。
谢
THANKS
谢
SuperMap的七种叠加分析
本节小结
叠加分析的七种类型及用法
作业
§5.4 空间叠加分析
一、叠加分析概述
二、基于矢量数据的叠加分析 三、基于栅格数据的叠加分析
一、叠加分析概述
什么是叠加分析？（overlay analysis)
2024版《mapinfo全部教程》课件
2024/1/28
地图设计
选择合适的地图投影、比例尺、 图例、注记等要素，进行地图版 面设计。
数据符号化
根据数据特征，选择合适的符号 及表达方式，实现数据的可视化。
地图输出
将制作好的专题地图输出为图片、 PDF等格式，便于分享和打印。
21
三维地图展示及交互设计
三维场景构建
利用MapInfo的三维功 能，创建三维地形、建
6
02
MapInfo数据管理与处理
2024/1/28
7
数据类型及来源
空间数据
包括点、线、面等地理要 素，用于描述地理实体的 空间位置和形状。
2024/1/28
属性数据
与空间数据相关联的非空 间信息，如人口、经济指 标等。
数据来源
可以是地图、遥感影像、 GPS数据、统计数据等多 种来源。
8
数据导入与导出方法
Shapefile、KML、GeoJSON等。
2024/1/28
使用ODBC连接将数据导出到数据 库中。
03
通过编程方式（如MapBasic）实 现数据导出。
04
11
数据编辑与整理技巧
编辑技巧
使用MapInfo的编辑工具进行点、线、面的创建和编辑。
利用捕捉功能提高编辑精度。
2024/1/28
12
数据编辑与整理技巧
2024/1/28
16
缓冲区分析与叠加分析
2024/1/28
01
缓冲区分析
MapInfo支持创建空间对象的缓冲区，例如点的缓冲区、线的缓冲区和
面的缓冲区。缓冲区可以用于分析空间对象的影响范围或进行空间对象
的合并等操作。
02
缓冲区分析——精选推荐
缓冲区分析1、空间缓冲区分析。
（1）为点状、线状、⾯状要素建⽴缓冲区。
1)打开菜单“⾃定义”下的“⾃定义模式”，在对话框中选择“命令”，在“类别”中选择“⼯具”，在右边的框中选择“缓冲向导”（如图 1 所⽰），拖动其放置到⼯具栏上的空处。
图1提出“缓冲向导”2)利⽤选择⼯具选择要进⾏分析的点状要素，然后点击，在“缓冲向导”对话框设置缓冲区信息，如图2及图3所⽰。
图2 线状缓冲区信息设置1图3线状缓冲区信息设置23)利⽤选择⼯具选择要进⾏分析的线状要素，然后点击，在“缓冲向导”对话框设置缓冲区信息。
4)利⽤选择⼯具选择要进⾏分析的⾯状要素，然后点击，在“缓冲向导”对话框设置缓冲区信息，如图4所⽰。
图4 ⾯状缓冲区信息设置2、学校选址。
要求：(1) 新学校选址需注意如下⼏点：1）新学校应位于地势较平坦处；2）新学校的建⽴应结合现有⼟地利⽤类型综合考虑，选择成本不⾼的区域；3）新学校应该与现有娱乐设施相配套，学校距离这些设施愈近愈好；4）新学校应避开现有学校，合理分布。
(2) 各数据层权重⽐为：距离娱乐设施占0.5，距离学校占0.25，⼟地利⽤类型和地势位置因素各占0.125。
(3) 实现过程运⽤ArcGIS的扩展模块（Extension）中的空间分析（Spatial Analyst）部分功能，具体包括：坡度计算、直线距离制图功能、重分类及栅格计算器等功能完成。
(4) 最后必须给出适合新建学校的适宜地区图，并对其简要进⾏分析。
具体操作：（1）打开加载地图⽂档对话框，选择E:\Chp8\Ex1\school.mxd。
（2）从DEM 数据提取坡度数据集：打开⼯具箱→“Spatial Analyst ⼯具”→“表⾯分析”→“坡度”⼯具；在打开对话框中设置，如图5所⽰；⽣成坡度图，如图6所⽰。
图5 “坡度”对话框设置图6 坡度图（3）从娱乐场所数据“Rec_sites”提取娱乐场所欧⽒距离数据集：打开⼯具箱→“Spatial Analyst ⼯具”→“距离分析”→“欧⽒距离”⼯具；在打开对话框中设置，如图7所⽰；⽣成欧⽒距离数据集，如图8所⽰。
《ArcGIS教程》PPT课件
工具集成与部署方
法
讲解如何将自定义工具集成到 ArcGIS中，以及如何进行工具的 部署和发布。
工具使用与维护
介绍自定义工具的使用方法和维 护技巧，包括工具的调用、参数 设置、错误处理等。
2024/1/26
34
07
总结回顾与课程展望
Chapter
2024/1/26
35
关键知识点总结回顾
01
ArcGIS基础概念
ArcPy常用函数和类
详细讲解ArcPy模块中常用的函数和类，如地图 文档操作、数据转换、空间分析等。
பைடு நூலகம்
3
ArcPy使用示例
通过具体案例演示如何使用ArcPy模块进行 ArcGIS的二次开发和扩展应用。
2024/1/26
33
自定义工具开发和集成部署
自定义工具开发流
程
介绍自定义工具的开发流程，包 括需求分析、设计、编码、测试 等步骤。
编辑工具 属性表编辑 拓扑处理 数据裁剪与合并
使用编辑工具条对矢量数据进行 添加、删除、修改等操作。
利用拓扑规则检查并修复空间数 据中的拓扑错误，确保数据质量 。
2024/1/26
10
03
地图制作与可视化
Chapter
2024/1/26
11
地图图层概念及操作
图层概念
图层是地图的基本组成单元，用 于组织和管理空间数据，每个图
阴影效果
通过计算光线照射角度和模型之间的位置关系， 生成阴影效果，增强场景立体感。
2024/1/26
25
三维交互功能实现
缩放
允许用户通过鼠标滚轮或触摸屏手势进行场景的缩放操作。
平移
允许用户通过拖动鼠标或触摸屏进行场景的平移操作。