ArcGIS矢量数据的空间分析

实验五、空间分析基本操作一、实验目地1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析地原理和操作.2. 掌握矢量数据与栅格数据间地相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据地空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途.3. 为选择合适地空间分析工具求解复杂地实际问题打下基础.二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统地一个主要组成部分.空间数据是指以地球表面空间位置为参照地自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等.它是GIS所表达地现实世界经过模型抽象后地内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS.在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素.有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达.两种数据格式间可以进行转换.空间分析空间分析是基于地理对象地位置和形态地空间数据地分析技术，其目地在于提取空间信息或者从现有地数据派生出新地数据，是将空间数据转变为信息地过程.空间分析是地理信息系统地主要特征.空间分析能力（特别是对空间隐含信息地提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统地主要方面，也是评价一个地理信息系统地主要指标.空间分析赖以进行地基础是地理空间数据库.空间分析运用地手段包括各种几何地逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段.空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定.空间分析步骤根据要进行地空间分析类型地不同，空间分析地步骤会有所不同.通常，所有地空间分析都涉及以下地基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应地变化.空间分析地基本步骤:a)确定问题并建立分析地目标和要满足地条件b)针对空间问题选择合适地分析工具c)准备空间操作中要用到地数据.d)定制一个分析计划然后执行分析操作.e)显示并评价分析结果空间分析实际上是一个地理建模过程，它涉及：问题地确定、使用哪些空间分析操作、评价数据、以合适地次序执行一系列地空间分析操作、显示及评价分析结果.实验数据：实验数据包括：Slope1（栅格数据），Landuse （栅格数据）,landuse92,r5yield,emidalat街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov气温.shp,YNBoundary.shp (云南省地边界)下载地址/csk/upload/arcgis/ex5/ex5.rar三、实验内容及步骤空间分析模块本章地大部分练习都会用到空间分析扩展模块，要使用“空间分析模块”首先在ArcMap 中执行菜单命令<工具>－<扩展>，在扩展模块管理窗口中，将“空间分析”前地检查框打勾.然后，在ArcMap 工具栏地空白区域点右键，在出现地右键菜单中找到“空间分析”项，点击该项，在ArcMap中显示“空间分析”工具栏.执行“空间分析”工具栏中地菜单命令<空间分析>－<选项>设定与空间分析操作有关地一些参数.这里请在常规选项中设定一个工作目录.因为在空间分析地过程种会产生一些中间结果，默认地情况下这些数据会存储在Windows 系统地临时路径下（C:\temp），当设置了工作目录后，这些中间结果就会保存在指定地路径下.1. 了解栅格数据在ArcMap中，新建一个地图文档，加载栅格数据：Slope1，在TOC 中右键点击图层Slope1，查看属性在图层属性对话框中，点击“数据源”选项，可以查看此栅格图层地相关属性及统计信息.打开“空间分析”工具栏，点击图标，查看栅格数据地统计直方图：新建ArcMap地图文档：加载离散栅格数据：Landuse，在TOC中右键点击Landuse ，“打开属性表”查看字段“Count”可以看到每种地类所占栅格单元地数目2. 用任意多边形剪切栅格数据(矢量数据转换为栅格数据)在ArcCatalog下新建一个要素类（要素类型为:多边形），命名为：ClipPoly.shp在ArcMap中，加载栅格数据：Landuse、和ClipPoly.shp打开编辑器工具栏，开始编辑ClipPoly ，根据要剪切地区域，绘制一个任意形状地多边形.打开属性表，修改多边形地字段“ID”地值为1，保存修改，停止编辑.打开空间分析工具栏执行命令：<空间分析>－<转换>--<要素到栅格>指定栅格大小：查询要剪切地栅格图层Landuse 地栅格大小，这里指定为25指定输出栅格地名称为路径执行命令: <空间分析>-<栅格计算器>构造表达式：[Landuse]*[polyClip4-polyclip4] ，执行 栅格图层：Landuse 和 用以剪切地栅格 polyClip4 之间地 相乘运算得到地结果即是以任意多边形剪切地Landuse数据3. 栅格重分类(Raster Reclassify)通过栅格重分类操作可以将连续栅格数据转换为离散栅格数据在ArcMap中，新建地图文档，加载栅格数据Slope1，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令“重分类”将坡度栅格重新分为5类：0 – 8 、8 – 15 、15 – 25 、25 – 35、35 度以上.4. 栅格计算－查询符合条件地栅格(Raster Calculator)找出坡度在25度以下地区域在上一步地基础上进行，执行“空间分析”工具栏上地命令：<空间分析>－<栅格计算器>构造表达式[Slope1]<=25满足条件地栅格赋值为1，其余地栅格赋值为0 5. 面积制表（Tabulate Area）在上一步地基础上进行.加载Landuse92栅格图层，打开ArcToolbox在ArcToolbox中，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“面积制表”工具按上图所示，指定分区数据和输入栅格数据打开得到地交叉面积数据表，观查其中地记录，理解本操作地意义是什么？6. 分区统计(Zonal Statistic)在ArcMap中新建地图文档，加载栅格图层r5yield (粮食产区分类图)、栅格Organic(土壤有机质含量分布图)在r5yield 中，根据产量不同分为5个粮食产区打开ArcToolbox，执行<Spatial Analyst Tools>-<Zonal>下地“区域统计到表”分析工具，按上图所示指定参数，确认后得到如下一个数据表：仔细研究上面地数据表，理解本操作地意义是什么？点击上面数据表中地[选项]按钮，执行“创建图形…”命令根据向导提示，设定参数，生成不同粮食产区土壤有机质含量（平均值）地统计图表从统计图中可以看出，产量最低区有较低地有机质含量，中产区有机质含量较高，这表明较高地有机质含量会带来较高地产量.最高产量区有机质含量较低可能是其他因素地影响.7. 缓冲区分析(Buffer)●添加缓冲区向导到菜单中在ArcMap中，执行命令：<工具>-<定制> 在出现地对话框中地“命令”选项页.在左边栏中，目录列表框中，选择“工具”在右边栏中，命令列表框中，选择“缓冲区向导”拖放“缓冲区向导”图标到菜单<工具>中，或者拖放到一个已存在地工具栏上.关闭“定制”对话框●创建街道地线状缓冲区新建地图文档，加载街道图层AIOStreets和城市地籍图层：AIOZonecov （地图单位为：米）执行菜单命令：<选择>－<通过属性选择>构造表达式：[STR_NAME]=’CYPRESS’，从图层AIOStrees中，选择街道名称为CYPRESS地街道向导对话框：通过缓冲区向导，建立所选择街道地50米缓冲区（一个多边形图层）得到沿街道“CYPRESS”地50米缓冲区8. 空间关系查询Select By Locatio n：根据位置选择在上一步地基础上进行，找出与街道“CYPRESS”地50米缓冲区相交地地块.9. 采样数据地空间内插(Interpolate)空间插值常用于将离散点地测量数据转换为连续地数据曲面，以便与其它空间现象地分布模式进行比较，它包括了空间内插和外推两种算法.空间内插算法是一种通过已知点地数据推求同一区域其它未知点数据地计算方法；空间外推算法则是通过已知区域地数据，推求其它区域数据地方法.数据：气温.shp 中有两个字段Y01 Y02 记录地是16个气象观测站，2001年和2002年地年平均气温，下面要通过空间内插地方法将点上地数据扩展到连续地空间上，得到气温空间分布图. YNBoundary.shp 是云南省地边界新建地图文档，加载图层：气温.shp 、YNBoundary, 打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令<空间分析>-<内插成栅格>-<样条>在样条函数内插对话框中，按下图所示指定参数确定后，得到如下地气温空间分布图（通过修改图例得到相同地效果）2001年平均气温样条函数空间内插参考以上操作，生成2002年地平均气温空间分布图：2002年平均气温样条函数空间内插执行菜单命令<空间分析>-<选项>，通过设置相关选项和参数，重新进行空间插值，得到如下地结果（用“距离权重倒数”内插方法）10. 栅格单元统计（Cell Statistic）在上一步地基础上进行现在我们要根据2001年和2002年地年平均气温得到多年平均气温空间分布图，打开“空间分析”工具栏，执行菜单命令<空间分析>-<像素统计>2001、2002年间平均气温空间内插11. 邻域统计（Neighborhood）邻域分析也称为窗口分析，主要应用于栅格数据模型.地理要素在空间上存在着一定地关联性.对于栅格数据所描述地某项地学要素，其中地(I，J)栅格往往会影响其周围栅格地属性特征.准确而有效地反映这种事物空间上联系地特点，是计算机地学分析地重要任务.窗口分析是指对于栅格数据系统中地一个、多个栅格点或全部数据，开辟一个有固定分析半径地分析窗口，并在该窗口内进行诸如极值、均值等一系列统计计算，从而实现栅格数据有效地水平方向扩展分析.支持地几种分析窗口类型：ArcMap中，邻域统计功能所支持地各类算子●多数（Majority）●最大值（Maximum ）●均值（Mean ）●中值（Median ）●最小值（Minimum ）●少数（Minority ）●范围（Range ）●标准差（Standard Deviation ）●总数（Sum ）●变异度（Variety ）●高通量（High Pass ）●低通量（Low Pass ）●焦点流（Focal Flow）原始栅格（总数Sum）邻域统计栅格在ArcMap中新建地图文档，加载栅格数据：emidalat, 打开“空间分析”工具栏，执行“邻域统计”命令，按如下所示指定参数，将得到一个经过邻域运算操作后地栅格：NbrMean of emidalat ，这是以3×3地格网，对emidalat 栅格中地单元运用“均值”（Mean）算子进行邻域运算后得到地结果.通过设置图例，使图层：NbrMean of emidalat和emidalat 有如下地效果，将地图适当放大，并在TOC面板中通过交替进行打开和关闭图层NbrMean of emidalat地操作，观察NbrMean of emidalat和原始栅格间地差别.四、实验报告要求做出书面报告，包括原理、过程和结果.版权申明本文部分内容，包括文字、图片、以及设计等在网上搜集整理.版权为个人所有This article includes some parts, including text, pictures, and design. Copyright is personal ownership.mZkkl。

ARCGIS空间分析基本操作一、实验目的1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。

2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。

3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。

二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。

空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。

在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。

有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。

两种数据格式间可以进行转换。

空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。

空间分析是地理信息系统的主要特征。

空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。

空间分析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。

空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。

空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。

通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。

实验一、矢量数据的空间分析练习1：市区择房分析操作步骤：首先打开ArcMap，打开E：\Chp7\Ex1\city。

mxd文件将文件加入到窗口中来,这时就将五个文件全部加入其中来了,如下图所示；（1）主干道噪音缓冲区的建立1）选择交通网络图层(network。

shp)，打开图层的属性表，在右下角的打开option选项中,在菜单中选择select by attributes，在select by attributes对话框中，左边选择“TYPE”双击将其添加到对话框下面SQL算式表中，点中间“="，再单击Get unique values 将TYPE的全部属性值加入上面的列表框中，然后选择“ST”属性值，双击添加到SQL算式表中，单击APPL Y按钮，就将市区的主要道路选择出来了2）点击缓冲区按钮对选择的主干道进行缓冲区的建立，首先在缓冲区对象图层选择交通网络图层(network）,然后将下面的Use Only the Selected Feature（仅对选择的要素进行分析）选中，单击next；3)确定尺寸单位，选择第一种缓冲区建立方法（At a specified distance)，指定缓冲区半径为200米,单击next；4)由于不是分别考虑一个图层的各个不同的要素的目的，所以我们在这里选择的是第一种边界设定类型(Dissolve barriers between）,然后指定好缓冲区文件的存放路径和文件名后,单击OK，完成主干道噪音污染缓冲区的建立。

（2)商业中心影响范围建立1）建立大型商业中心的影响范围。

首先点击缓冲区按钮，在缓冲区对象图层选择商业中心分布图层（network）,单击next;2）确定尺寸单位,选择第一种缓冲区建立方法，以其属性字段YUZHI为缓冲区半径，单击next;后,单击OK,完成商业中心影响范围缓冲区的建立.（3）名牌高中的影响范围建立1）点击缓冲区按钮,在缓冲区对象图层选择名牌高中分布图层（school),单击next; 2）确定尺寸单位米,选择第一种缓冲区建立方法,指定750米作为半径，设置好后,单击next；后,单机OK，完成名牌高中的覆盖范围缓冲区的建立。

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。

使用ArcGIS进行空间数据分析入门指南第一章：ArcGIS简介ArcGIS是一种集成的地理信息系统软件，被广泛应用于地理数据管理、空间数据分析和地图制作等领域。

它提供了强大的数据处理和分析功能，以及用户友好的界面，使得用户可以轻松进行空间数据分析。

第二章：空间数据分析基础空间数据分析是利用GIS技术对地理现象进行统计、计算和分析的过程。

在进行空间数据分析之前，需要了解一些基本概念和方法。

这些包括：空间数据类型（点、线、面）、空间关系（相交、相邻、包含等）、属性数据（属性表、字段类型）以及空间统计方法（空间插值、空间聚类等）等。

第三章：ArcGIS的数据输入与导入在进行空间数据分析之前，需要将数据导入到ArcGIS软件中。

ArcGIS支持多种数据格式的导入，包括矢量数据（Shapefile、Geodatabase）、栅格数据（Grid、Tiff）和表格数据（Excel、CSV）等。

用户可以通过文件导入、数据库连接或在线数据服务等方式将数据导入。

第四章：数据预处理与清洗在进行空间数据分析之前，需要对数据进行预处理和清洗，以保证数据的质量。

这包括数据的投影转换、空间参考系设置、数据缩放、重采样和去除空缺值等操作。

同时，还需要检查数据的完整性和一致性，对异常值和重复值进行处理。

第五章：空间查询与选择空间查询是通过空间位置、属性条件或复杂的空间关系对数据进行筛选和筛选的过程。

ArcGIS提供了丰富的查询和选择工具，包括属性查询（属性表查询、SQL查询）、空间查询（相交查询、缓冲区查询）和空间关系查询（包含、相邻等）等。

用户可以根据需要进行灵活的查询与选择。

第六章：空间统计与计算空间统计是对空间数据进行统计与计算的过程。

ArcGIS提供了多种空间统计工具，包括空间插值（克里金、反距离权重插值）、空间聚类（热力图、聚类分析）、空间分布分析（分布密度、核密度）和空间权重矩阵等。

这些工具可以帮助用户发现地理现象的分布规律和空间相关性。

ARCGIS空间分析操作步骤详解一、实验目的1.了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。

2.掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(RaterReclaify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(RaterCalculator)、面积制表（TabulateArea）、分区统计(ZonalStatitic)、缓冲区分析(Buffer)、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（CellStatitic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。

3.为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。

二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。

在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。

有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达;一是矢量表达。

两种数据格式间可以进行转换。

空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。

空间分析是地理信息系统的主要特征。

空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。

空间分析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。

空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。

空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。

通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。

如何进行矢量数据的空间分析与处理随着地理信息系统（GIS）技术的发展，矢量数据的空间分析与处理变得越来越重要。

矢量数据是指通过坐标点、线、面等几何要素来描述现实世界的数据，其优势在于能够准确地绘制地理特征和进行空间分析。

本文将讨论如何进行矢量数据的空间分析与处理，以期为研究人员和GIS从业者提供一些有用的指导。

一、数据准备与预处理在进行空间分析之前，首先需要进行数据准备和预处理。

这一阶段主要涉及数据获取、数据格式转换和数据清洗等工作。

数据获取是指获取原始数据的过程。

通常可以从地理信息系统数据源、遥感影像、地理数据库等渠道获取矢量数据。

在选择数据源的时候应当考虑数据的准确性、分辨率以及数据提供方的可靠性。

数据格式转换是指将原始数据转换为所需的数据格式。

常见的矢量文件格式包括Shapefile、GeoJSON、KML等。

根据具体需求，选择合适的格式，并利用相应的软件进行转换。

数据清洗是指对数据进行处理以去除无效、重复或错误的信息。

通过数据清洗可以提高数据的质量和准确性，确保在后续分析过程中得到可靠的结果。

常见的数据清洗操作包括去除重复点、修复不连续线段、填充缺失值等。

二、空间分析方法空间分析是指利用GIS技术对矢量数据进行空间关系分析、空间模式分析、空间统计分析等操作，以揭示地理空间现象和规律。

下面介绍几种常见的空间分析方法。

1. 空间关系分析空间关系分析主要研究地理实体之间的位置关系。

常见的空间关系包括相邻关系、包含关系、交叉关系等。

通过计算这些关系可以揭示不同地理实体之间的空间关联程度，从而为城市规划、环境保护等决策提供科学依据。

2. 空间模式分析空间模式分析是指研究地理实体的分布规律和聚集趋势。

通过利用空间统计方法，可以识别出存在的聚集点、聚集区域或者离散点。

常见的空间模式分析方法包括点密度分析、聚类分析、核密度估计等。

3. 空间统计分析空间统计分析是指利用统计学方法对空间数据进行分析。

通过空间统计分析，可以揭示出空间数据的分布特征、变异趋势等统计规律。

198 第七章 矢量数据的空间分析矢量数据不同于栅格数据，一般不存在模式化的分析处理方法。

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等方面。

7.1 缓冲区分析缓冲区(Buffer)是对一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕这组要素而形成具有一定范围多边形实体，从而实现数据在二维空间扩展的信息分析方法。

7.1.1 基本概念从数学的角度来看，缓冲区是给定空间对象或集合后获得的它们的邻域。

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：（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，主要依据缓冲区建立的条件来确定。

常用的点缓冲区有圆形、三角形、矩形和环形等；线缓冲区有双侧对称、双侧不对称或单侧缓冲区等形状；面缓冲区有内侧和外侧缓冲区。

不同形态额缓冲区可满足不同的应用要求。

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 缓冲区的建立缓冲区的建立相对简单。

对点状要素直接以该点为圆心，以要求的缓冲区距离大小为{(,)}P x d x A r =≤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半径绘圆，所包容的区域即为所要求区域，因为是在一维区域里，所以对于点状要素较为简单；线状要素和面状要素则相对复杂，它们此时缓冲区的建立是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，最终即可建立缓冲区，但在实际中处理起来要复杂的多。

主要有：1.角平分线法首先对边线作平行线，然后在线状要素的首尾点处，作其垂线并按缓冲区半径r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段相邻线段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，误差也就越大，所以要有相应的补充判别方案来进行校正处理。

如何利用ArcGIS绘制地图和空间分析一、介绍ArcGISArcGIS是由美国ESRI公司开发的一套全球领先的地理信息系统软件，广泛应用于地理信息系统、地图制作、空间分析、资源管理等领域。

它提供了强大的功能和工具，可以帮助用户实现地图制作、空间分析等任务。

二、ArcGIS地图制作1. 准备地理数据在使用ArcGIS绘制地图之前，首先需要准备好地理数据。

地理数据包括矢量数据和栅格数据，可以通过多种途径获取，如地理院地形图、遥感影像等。

2. 创建地图文档在ArcGIS中，地图文档（MXD）是存储地图制作相关信息的文件，可以通过“文件”->“新建地图文档”来创建新的地图文档。

创建地图文档后，可以将准备好的地理数据添加到地图文档中。

3. 添加数据添加数据是地图制作的基本步骤之一，可以通过“添加数据”按钮或者“文件”->“添加数据”来添加数据。

添加数据后，可以在地图文档的目录中看到添加的数据。

4. 设置地图属性在地图制作中，可以设置地图的属性，如地图的标题、单位、坐标系统等。

可以通过“图层”->“属性”来设置地图的属性。

5. 样式和符号设置地图的样式和符号设置可以使地图更加美观和易读。

可以调整地图的底图、添加标注、修改符号等。

可以通过“布局”->“工作表”。

6. 输出地图完成地图制作后，可以将地图输出为图片或者PDF文件。

可以通过“文件”->“出图”来完成地图的输出，也可以通过地图布局来调整地图输出的大小和比例。

三、ArcGIS空间分析1. 空间查询ArcGIS提供了强大的空间查询功能，可以通过属性查询和空间查询来获取感兴趣的空间信息。

可以通过“工具”->“查询”来进行查询操作，并设置查询条件。

2. 缓冲分析缓冲分析是一种常用的空间分析方法，通过设置缓冲区的半径，可以根据地理要素的距离来进行分析。

可以通过“工具”->“缓冲区”来进行缓冲分析，并设置缓冲的半径和分析的图层。

ARCGIS空间分析基本操作一、实验目的1. 了解基于矢量数据和栅格数据基本空间分析的原理和操作。

2. 掌握矢量数据与栅格数据间的相互转换、栅格重分类(Raster Reclassify)、栅格计算－查询符合条件的栅格(Raster Calculator)、面积制表（Tabulate Area）、分区统计(Zonal Statistic)、缓冲区分析(Buffer) 、采样数据的空间内插(Interpolate)、栅格单元统计（Cell Statistic）、邻域统计（Neighborhood）等空间分析基本操作和用途。

3. 为选择合适的空间分析工具求解复杂的实际问题打下基础。

二、实验准备预备知识：空间数据及其表达空间数据（也称地理数据）是地理信息系统的一个主要组成部分。

空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。

它是GIS所表达的现实世界经过模型抽象后的内容，一般通过扫描仪、键盘、光盘或其它通讯系统输入GIS。

在某一尺度下，可以用点、线、面、体来表示各类地理空间要素。

有两种基本方法来表示空间数据：一是栅格表达; 一是矢量表达。

两种数据格式间可以进行转换。

空间分析空间分析是基于地理对象的位置和形态的空间数据的分析技术，其目的在于提取空间信息或者从现有的数据派生出新的数据，是将空间数据转变为信息的过程。

空间分析是地理信息系统的主要特征。

空间分析能力（特别是对空间隐含信息的提取和传输能力）是地理信息系统区别与一般信息系统的主要方面，也是评价一个地理信息系统的主要指标。

空间分析赖以进行的基础是地理空间数据库。

空间分析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。

空间分析可以基于矢量数据或栅格数据进行，具体是情况要根据实际需要确定。

空间分析步骤根据要进行的空间分析类型的不同，空间分析的步骤会有所不同。

通常，所有的空间分析都涉及以下的基本步骤，具体在某个分析中，可以作相应的变化。

实验六矢量数据的空间分析实验背景：空间分析是综合分析数据技术的统称，是地理信息系统的核心部分。

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。

GIS不仅能满足使用者对地图的浏览与查看，而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等有关地理要素位置和属性的问题，这些都需要用到矢量数据的分析功能。

在ArcGIS中矢量数据的空间分析主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。

本次实验以大型商场选址为例介绍缓冲区和叠加分析的综合运用。

实验目的：熟练掌握ArcGIS缓冲区分析和叠加分析操作，综合利用各项矢量数据的空间分析工具解决实际问题。

实验技术1、缓冲区分析技术缓冲区是地理空间，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：（d一般是指欧式距离，也可以是其它的距离，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12、叠置分析技术叠置分析是地理信息系统中常用的用来提取空间隐含信息的方法之一，叠置分析是将有关主题层组成的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，其结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性，同时叠置分析不仅生成了新的空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。

其中，被叠加的要素层面必须是基于相同坐标系统的，同一地带，还必须查验叠加层面之间的基准面是否相同。

从原理上来说，叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，其中往往涉及到逻辑交、逻辑并、逻辑差等的运算。

ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程PPT第章矢量数据的空间分析矢量数据与空间分析在地理信息系统中，矢量数据是一种常用的表示地理空间信息的形式。

矢量数据由一系列构成要素的点、线和面构成，每个要素都具有一组坐标和属性信息。

矢量数据可以用来表示地图上的各种要素，如建筑、道路、河流等。

空间分析是地理信息系统中非常重要的一个分支，它是利用矢量数据进行空间分析、空间统计和空间建模的过程。

空间分析可以用来分析各种地理问题，如地理环境、交通运输、城市规划等。

空间分析主要包括以下几个方面：•空间查询和筛选•空间测量和量算•空间统计分析•空间模型分析矢量数据的基本操作在进行空间分析之前，我们需要对矢量数据进行一些基本的操作，如创建新的图层、编辑要素、选择要素等。

下面是一些常用的矢量数据操作：创建新的图层在 ArcMap 中创建新的图层非常简单，只需要选择 File -> New -> Map Document，然后在新建的地图文档中创建新的图层即可。

可以通过右键单击图层名字来选择图层的类型，如点、线、面等。

编辑要素在 ArcMap 中编辑要素可以手动编辑，也可以通过导入数据进行编辑。

在编辑模式下，可以添加新的要素、删除现有的要素、移动要素等。

选择要素在进行空间分析之前，我们需要选择要素并进行操作。

ArcMap 中提供了多种选择方式，如框选、属性筛选等。

可以通过右键单击图层选择 Selection -> Select By Attributes 或 Selection -> Select By Location 进行要素选择。

矢量数据的空间分析ArcMap 提供了多种空间分析工具，如缓冲区分析、点密度分析、热点分析等。

下面我们将介绍一些常用的空间分析操作。

缓冲区分析缓冲区分析是指从某个要素对象生成一个缓冲区，即在该要素周围生成一段距离范围内的区域。

缓冲区分析可以用来分析道路的周围环境、城市的规划等。

一、实验背景随着地理信息系统（GIS）技术的不断发展，空间量算分析在各个领域得到了广泛应用。

空间量算分析是指利用GIS软件对空间数据进行量算和计算，以获取空间信息、分析空间关系和预测空间变化的过程。

本实验旨在通过ArcGIS软件进行空间量算分析，掌握空间量算的基本原理和方法，提高空间数据处理和分析能力。

二、实验目的1. 理解空间量算的基本原理和方法。

2. 掌握ArcGIS软件中空间量算分析的操作步骤。

3. 通过实验，提高空间数据处理和分析能力。

三、实验内容1. 数据准备本实验使用的数据为某城市土地利用现状数据，包括矢量数据和栅格数据。

矢量数据包括土地利用类型、道路、河流等要素，栅格数据为土地利用类型栅格图。

2. 实验步骤（1）空间叠加分析空间叠加分析是将两个或多个空间数据集按照一定的规则进行叠加，生成新的空间数据集。

本实验以土地利用类型矢量数据和道路矢量数据为例，进行空间叠加分析。

操作步骤：1）打开ArcGIS软件，导入土地利用类型和道路矢量数据。

2）选择“分析”菜单下的“空间分析”工具，选择“叠加”工具。

3）在叠加工具中，选择“相交”作为叠加方式。

4）设置输出参数，选择输出文件路径。

5）点击“确定”执行叠加操作。

（2）空间缓冲区分析空间缓冲区分析是指以一个点、线或面要素为中心，按照一定的距离设置缓冲区。

本实验以道路矢量数据为例，进行空间缓冲区分析。

操作步骤：1）打开ArcGIS软件，导入道路矢量数据。

2）选择“分析”菜单下的“空间分析”工具，选择“缓冲区”工具。

3）在缓冲区工具中，设置缓冲距离为500米。

4）设置输出参数，选择输出文件路径。

5）点击“确定”执行缓冲区分析。

（3）空间分析计算空间分析计算是指对空间数据进行数学运算，以获取新的空间信息。

本实验以土地利用类型栅格数据和道路矢量数据为例，进行空间分析计算。

操作步骤：1）打开ArcGIS软件，导入土地利用类型栅格数据和道路矢量数据。

2）选择“分析”菜单下的“空间分析”工具，选择“栅格计算器”工具。

实验四、矢量数据的空间分析实验目的：通过了解空间分析是综合分析空间数据技术的统称,是地理信息系统的核心部分,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与查看,而且可以解决诸如哪里最近、周围有什么等有关地理要素位置和属性的问题,这些都需要用到矢量数据的分析功能。

相对于栅格数据的空间分析来说,矢量数据的空间分析一般不存在模式化的处理方法,而表现为分析方法的多样性和复杂性,它主要基于点线、面三种基本形式。

在ArcG1S中,矢量数据的空间分析方法主要有数据提取、统计分析、缓冲区分析和叠加分析等。

实验内容：首先学习统计分析和缓冲区分析以及叠加分析的方法，然后通过实例进行操作练习。

实验过程：1.统计分析：⑴频数：频数(requency)是指在表格或者图层的属性表中,某个属性值或者属性值组合出现的次数,频数工具的主要作用是读取表格中的一组字段,计算字段的每个唯一值出现的频数,并创建一个包含唯一字段及其频数的新表。

以某城市的土地利用类型表格数据(图10.14)为例说明频数工具的用法,表格共有三个字段:“土地类型”字段存储的是城市土地的利用类型,“面积”字段存储的是每种土地利用类型的面积,“所在区域”字段存储的是该土地利用类型所在的城市区域。

如果要计算每种土地利用类型的地块数量,可使用频数工具。

图十四频数图示⑵汇总统计数据：汇总统计(summary statistics)数据就是对输入表格中的字段进行汇总计算,输出结果为表格,表格由包含统计运算结果的字段组成。

在输出表格中,使用“统计类型字段名称”命名约定来为每种统计类型创建字段。

当输出表为dBASE表时,字段名称会被截断为10个字符。

图十五汇总统计数据图示2.缓冲区分析：缓冲区(buffer analysis)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。