GIS缓冲区分析与叠置分析应用.doc

华中农业大学土地管理学院GIS缓冲区分析与叠置分析应用【摘要】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。而缓冲区和叠置分析又是空间分析的两个重要部分。本文应用枣阳市部分村庄的数据文件，研究缓冲区分析和叠置分析在道路拓宽研究中的应用。【关键字】 GIS 缓冲区分析；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。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。（3）选择对象：依据实际需要选择单一对象、对象组或全部对象。单一对象在弹出文件保存界面选择路径保存文件，系统生成该对象缓冲区图示窗口。一组对象系统等待用户进行选择。采用窗选的方法选择将要处理的对象。指定可变半径为各个对象预先建立相同的属性字段，并确定其属性值。（4）保存结果3、叠置分析基本步骤（1）数据准备明确将通过叠置分析获得什么样的信息，明确目的。注意空间分析实际上是通过对相同空间位置的不同层进行的，充分考虑各数据对象应具有的属性结构需包含些什么样的内容。全面而充分的数据资料才可能获得准确、可靠的分析成果。（2）文件装入 将要进行叠置分析的文件装入空间分析系统，在空间分析的文件窗口中，每次只显示当前装入的一个文件。（3）浏览属性 在“属性分析”菜单下选择“浏览属性”，可以分别浏览所打开文件的属性，便于确定文件属性是否满足分析目的要求。（4）分析 确定各项数据满足要求后，就可以选择相应分析方式。4、缓冲区分析与叠置分析技术应用实例以道路拓宽为例本文利用枣阳市第二次土地调查的数据。该地图数据比例尺为1：1000。由于数据量过大，首先用工程裁剪截取6个行政村的数据，以此为例说明缓冲区分析和叠置分析的应用。六个行政村从左到右从上到下分别是惠岗村、李楼村、柏湾村、二郎村、新庄村、万楼村。（如图1、图2）图1 工程裁剪截图 图2 工程裁剪结果在地图中，有一条道路穿过惠岗村、柏湾村的道路（图2左半部分）。现假设，由于市政建设需要，该道路向两边各拓宽十米。为了获取因道路拓宽而被占用各土地的相关信息，并进行相应的统计，我们可以进行如下的操作。第一步：进行缓冲区分析打开MAPGIS67的输入编辑模块，从地类图斑图（DLTB.WP）文件中提取该道路，将该道路复制到的新建的面文件中（道路.WP）。打开空间分析模块，加载两个区文件DLTB.WP和道路.WP。由于需要向两边各拓宽10米，根据比例尺，输入缓冲区半径为10（图3）。选择“求一个区的缓冲区”，保存结果文件。在综合图形显示窗口显示效果。（图4）但是，我们要求的是占地面积分析，在输入编辑里面，我们要把原有公路的部分去掉。这样统计结果才是占地面积。如下图（图5）为因道路拓宽而所占的用地。 图3 图4图5 所占地示意图第二步：进行叠置分析执行如下命令：空间分析区空间分析区对区相交分析，确定两区域的共有区域。保存结果文件为“空间分析结果”。执行如下命令：属性分析单属性函数初等变换，选择文件“空间分析结果.WP”，对此文件的属性值进行变换处理。（如图6）保存结果为“空间分析结果.WB”（如图7）图6 图7第三步：空间分析结果输出在属性库管理系统将“空间分析结果.WB”文件中“面积*N”属性导入给“空间分析结果.WP”文件。将“空间分析结果.WP”文件的属性数据以表格文件形式输出为“道路扩建占地情况.WB”。统计情况如下图（图8）：图8同时，我们还可以在空间分析模块进行相应的属性统计。如按照地类统计不同地类的被占地面积（图9、图10）图9图10按照行政村统计不同村庄的被占地面积（图11、图12）图11图12至此，已利用mapgis的缓冲区分析和叠置分析，模拟了因道路拓宽而需要占用的土地。并且运用属性分析进行了相关统计。5、GIS在土地资源管理中优势结合以上实例，GIS在土地资源管理中有如下几点优势（1）功能多样。运用GIS系统的软件，不仅可以对道路拓宽进行分析，而且可以对于居民点扩大进行分析。此外，还可以提供预测发展趋势，进行商业网点布点等一系列功能。（2）准确估算。利用GIS比较准确的预估工程量，进而可以粗略估计工程费用。（3）有利于实现耕地保护。利用GIS软件能够清晰的得出某项工程中耕地占用量，从而对于耕地补充量有了确定依据。确保了增补平衡。（4）输出结果多样化。GIS提供多样化的输出结果，表格、统计图、图像等。丰富的统计功能能够提供大量统计信息和隐藏信息，提高结果使用者的效率。（5）提高自动化水平。GIS可以提高土地资源管理的自动化水平。通过GIS的二次开发，可以把某些常用功能简洁化，通过简单的步骤实现原本复杂的操作。6、土地信息系统课程学习体会本学期学习土地信息系统，体会颇多。对于理论课，虽然一开始觉得实用性不大，但是后来发现这些知识对于我们充分掌握地理信息系统的内涵，以及学会独立开发系统有着极其重要的意义。实验课上，本学期不是第一次接触mapgis，但却是第一次系统的学习mapgis这个软件。通过这个学期对mapgis的学习，我得出两点体会：一要大量的实践练习，二要自己深入摸索。首先，学习mapgis， 一定要大量练习。其实，学习任何软件都是熟能生巧，通过大量联系我们才能熟练掌握每一个常用功能，进而我们才能去探索更深层次复杂的功能。何况GIS是一个功能强大的软件，它包含了许多功能模块，每一个模块又有许多功能。很多时候，我们在做实验时会发现，上次还练习过的功能这次就忘了差不多了。这其实就是我们缺乏必要练习的表现。因此对于基本操作一定要熟悉。第二，在掌握了足够多的基本操作技能后，我