地理信息系统 实习四 缓冲区分析.doc

第六讲：实习四、缓冲区分析 缓冲区分析是研究根据数据库的点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形实体，从而实现空间数据在水平方向得以扩展的信息分析方法。它是地理信息系统重要的和基本的空间操作功能之一。例如，城市的噪音污染源所影响的一定空间范围、交通线两侧所划定的绿化带，即可分别描述为点的缓冲区与线的缓冲带。而多边形面域的缓冲带有正缓冲区与负缓冲区之分一、 目的缓冲区分析是用来确定不同地理要素的空间邻近性和邻近程度的一类重要的空间操作，通过本次实习，我们应达到以下目的：1、 加深对缓冲区分析基本原理、方法的认识；2、 熟练掌握ARCVIEW缓冲区分析的技术方法。3、 掌握利用缓冲区分析方法解决地学空间分析问题的能力。二、 实验准备1、 软件准备：Arcview2、 数据准备：c:实验数据4data point.shp（点文件）、line.shp（线文件）、polygon.shp（面文件），三、 实验内容1、 原理验证实验(1) 点数据的缓冲区分析1) 在视图中添加point层面并激活；图1. point层面的缓冲区分析2) 在【Analysis】菜单中选择【Find mapping】命令；3) 显示并激活由point.shp产生的新栅格主题，Distance to point.shp（如图1）。在进行分析时，若选中了point层面中的某一个或几个要素，则缓冲区分析只对该要素进行；否则，对整个层面的所有要素进行。(2) 线数据的缓冲区分析1) 在视图中添加line层面并激活；2) 分别选中line层面中的两条线，进行缓冲区分析，注意比较线的缓冲区分析与点的缓冲区分析有何不同。3) 取消选定，对整个line层面进行缓冲区分析，观察与前两个分析结果的区别（如图2）。(3) 面数据的缓冲区分析添加polygon层面，进行缓冲区分析，观察面的缓冲区分析与点、线的缓冲区分析有何区别。（如图3）图3. polygon层面的缓冲区分析图2. 对整个line层面所做的缓冲区分析2、 应用实验(1) 水源污染防治point层面表示了水源（如：水井）的位置分布，要求利用缓冲区分析提出水源污染防治的方案。方法：I、 添加水源(例如：水井)分布的点主题point.shp。II、 在【Analysis】菜单中选择【Find distance】命令。图4. 水源距离制图III、 显示并激活由point.shp产生的新栅格主题，Distance to point.shp（如图4）。IV、 双击左边的图例，在弹出的Legend Editor对话框中可重新调整分级。图5. 水源污染防治的缓冲区新的栅格主题显示了区域内每个栅格距最近的水井的距离，其中蓝色的栅格距各个井的距离最近，对水源的影响最大；红色的栅格距各个井的距离最远，影响最小。在本例中认为距各个水井0.1以内的区域对水质的影响和污染最大，因此，在【Analysis】菜单中选择【Map Query】工具，可将Distance to point0.1以内的区域提出作为缓冲区进行专项的污染防治。（如图5）。(2) 受污染地区的分等定级point层面表示的是几个点状污染源，距污染源的远近不同，受污染的状况也不同，距污染源越近，受污染越严重，据此对污染源附近地区进行分等定级。I、 对point层面执行【Find distance】命令；II、 对得到的新层面Distance to point进行Map Query运算，分别提取Distance to point0.1和Distance to point0.15 and Distance to point0.1的区域，分别得到Map Query1层面和Map Query2层面；III、 对Map Query2层面进行重分类运算（【Analysis】菜单中的【Reclassify】命令），使得原来的True（1）值为0，False（0）值为1，得到Reclass of Map Query2层面。图6. 受污染地区的分等定级IV、 将Map Query 1层面与Reclass of Map Query 2层面相加（【Analysis】菜单中的【Map Calculator】命令），得到分等定级的结果层面Map Calculation1（如图6）。(3) 城市化的影响范围urban层面表示的是城市化进程中的一些工业小城镇，还包括一个自然生态保护区。这些小城镇的城市化会对周边地区产生一些扩张影响，但自然生态保护区周围0.05的范围内不能有污染性的工业，因此其城市化的范围就受到限制。I、 对urban层面中的自然保护区图斑执行【Find distance】命令，得到Distance to Lake of urban层面；对urban层面中的除了自然保护区的所有图斑执行【Find distance】命令，得到except Lake Distance to urban层面；图7. 对自然生态保护区的保护范围II、 对Distance to Lake of urban层面进行Map Query运算，提取Distance to Lake of urban0.05的区域，并进行重分类，使得原来的True（1）值为0，False（0）值为1，得到Reclass of Map Query3层面（如图7）；III、 对except Lake Distance to urban层面进行Map Query运算，提取except Lake Distance to Lake of urban0.06的区域，得到Map Query4层面（如图8）；图8. 不考虑自然保护区的城市化范围IV、 将Map Query4层面与Reclass of Map Query3层面相乘，得到城市化范围Map Calculation2层面（如图9）。图9. 自然保护区