GIS空间分析之缓冲区原理及应用
GIS空间分析之缓冲区原理及应用
在“GIS常见空间分析方法”中，缓冲区分析是解决邻近度问题的有效手段。本文将探讨缓冲区分析的原理、类型、应用场景以及实操技巧。
理论基础
定义
缓冲区分析，简单来说，就是以点、线、面等地理实体为基础，自动在其周围建立一定宽度范围内的多边形图层。这个多边形图层，就是我们所说的“缓冲区”。通过将这个缓冲区图层与目标图层进行叠加分析，我们可以得到所需的结果，从而解决各种与邻近度相关的问题。
类型
缓冲区分析的类型多种多样，根据地理实体的不同，可以分为点缓冲区、线缓冲区和面缓冲区。点缓冲区是以点为中心，向四周扩展一定距离的圆形或多边形区域；线缓冲区则是沿着线的两侧扩展一定宽度的带状区域；面缓冲区则是在面的边缘向外扩展一定距离的多边形区域。
此外，根据分析需求的不同，缓冲区还可以分为静态缓冲区和动态缓冲区，静态缓冲区的大小和形状是固定的，而动态缓冲区则会根据某些条件的变化而调整。
应用场景
缓冲区分析的应用场景广泛而多样。在环境保护方面，它可以用于确定污染源的影响范围；在城市规划方面，它可以用于规划学校、医院等公共服务设施的服务半径；在交通规划方面，它可以用于分析道路拓宽或新建道路对周边居民的影响；在灾害预警方面，它可以用于确定潜在灾害的影响区域等等。
实操步骤
这里我们以城市体检中的“中学1000米服务半径覆盖率”指标为例，技术指南中该项指标的定义为调查分析中学1公里服务半径覆盖的居住用地面积，占所在街区总居住用地面积的百分比，查找中学服务半径覆盖与适龄青少年就近入学需求方面的差距和不足。
数据准备
中学位置数据：收集并整理体检范围内所有中学的位置数据，这些数据通常以点要素的形式存在，包含中学的经纬度坐标或地理坐标。确保数据的准确性和完整性，以便后续分析。
居住用地数据：同样，收集并整理体检范围内所有居住用地的数据，这些数据通常以面要素的形式存在，包含居住用地的边界、面积等信息。这些数据是计算服务半径覆盖率的基础。
创建缓冲区
根据分析需求，选择点缓冲区作为缓冲区类型。因为中学位置可以看作是一个点，其服务范围可以看作是以这个点为中心向外扩展的圆形区域。打开缓冲区分析工具，并设置缓冲区参数。按照技术指南要求，将缓冲区半径设置为1000米。执行生成缓冲区图层。
叠加分析
将生成的缓冲区图层与居住用地图层进行叠加分析。通过叠加分析，可以计算出每个中学服务范围内覆盖的居住用地面积，以及所在街区总居住用地面积。这是计算服务半径覆盖率的关键步骤。
最后通过字段计算器来计算每个中学服务范围内覆盖的居住用地面积，并汇总得到所在街区的总居住用地面积。
结果可视化
将分析结果进行可视化展示，便于理解和分析。
结语
缓冲区分析，作为GIS中一种重要的空间分析方法，其重要性不容忽视。通过精确构建点、线、面等地理实体周围的缓冲区多边形图层，并与目标图层进行叠加分析，我们不仅能够揭示地理空间中的邻近度关系，还能为环境保护、城市规划、交通规划以及灾害预警等多个领域提供科学、合理的决策支持。
随着GIS技术的不断发展和应用领域的日益扩大，缓冲区分析的应用前景愈发广阔。在未来的GIS学习和实践中，我们应当深入掌握缓冲区分析的基本原理和操作方法，积极探索其在不同领域的应用潜力。同时，我们还应关注缓冲区分析技术的最新进展，如动态缓冲区、三维缓冲区等新型缓冲区类型的研发与应用，以不断提升我们的专业素养和实践能力。