目标：

了解缓冲在向量空间分析中的应用。

关键词：

矢量、缓冲区、空间分析、缓冲距离、溶解边界、内外缓冲、多重缓冲

Spatial analysis 利用空间信息从地理信息系统数据中提取新的和附加的意义。通常使用地理信息系统应用程序进行空间分析。GIS应用程序通常具有用于特征统计的空间分析工具（例如，组成该多段线的顶点有多少？）或地理处理，如特征缓冲。所使用的空间分析类型因主题区域而异。从事水资源管理和研究（水文学）的人很可能对分析地形和模拟流经地形的水感兴趣。在野生动物管理中，用户对处理野生动物点位置及其与环境关系的分析功能感兴趣。在本主题中，我们将讨论缓冲作为一个可以使用向量数据进行的有用空间分析的示例。

Buffering 通常创建两个区域：一个区域 within 到选定的真实世界要素和其他区域的指定距离 超过. 在指定距离内的区域称为 缓冲区.

A buffer zone is any area that serves the purpose of keeping real world features distant from one another. Buffer zones are often set up to protect the environment, protect residential and commercial zones from industrial accidents or natural disasters, or to prevent violence. Common types of buffer zones may be greenbelts between residential and commercial areas, border zones between countries (see 图 10.6), noise protection zones around airports, or pollution protection zones along rivers.

图 10.6 美国和墨西哥之间的边界被一个缓冲区隔开。（照片由吉姆·格林希尔上士于2006年拍摄）。¶

In a GIS Application, buffer zones are always represented as vector polygons enclosing other polygon, line or point features (see 图 10.7, 图 10.8, ).

图 10.7 围绕向量点的缓冲区。¶

图 10.8 围绕向量多段线的缓冲区。¶

图 10.9 矢量多边形周围的缓冲区。¶

There are several variations in buffering. The buffer distance or buffer size can vary according to numerical values provided in the vector layer attribute table for each feature. The numerical values have to be defined in map units according to the Coordinate Reference System (CRS) used with the data. For example, the width of a buffer zone along the banks of a river can vary depending on the intensity of the adjacent land use. For intensive cultivation the buffer distance may be bigger than for organic farming (see Figure 图 10.10 and Table table_buffer_attributes).

图 10.10 缓冲不同缓冲距离的河流。¶

河

相邻土地利用

缓冲距离（米）

布里德河

集约蔬菜种植

100

科马蒂

棉花集约栽培

150

奥兰杰

有机农业

50

泰勒河

有机农业

50

表缓冲区属性1：基于相邻土地利用信息的不同河流缓冲区距离的属性表。

折线要素（如河流或道路）周围的缓冲区不必位于直线的两侧。它们可以位于线条特征的左侧或右侧。在这些情况下，在数字化过程中，左侧或右侧由线的起点到终点的方向决定。

A feature can also have more than one buffer zone. A nuclear power plant may be buffered with distances of 10, 15, 25 and 30 km, thus forming multiple rings around the plant as part of an evacuation plan (see 图 10.11).

图 10.11 缓冲距离为10、15、25和30公里的点功能。¶

Buffer zones often have dissolved boundaries so that there are no overlapping areas between the buffer zones. In some cases though, it may also be useful for boundaries of buffer zones to remain intact, so that each buffer zone is a separate polygon and you can identify the overlapping areas (see Figure 图 10.12).

图 10.12 具有溶解（左）和完整边界（右）的缓冲区显示重叠区域。¶

围绕多边形特征的缓冲区通常从多边形边界向外延伸，但也可以从多边形边界向内创建缓冲区。比如说，旅游部想在罗本岛周围规划一条新的公路，环境法要求该公路至少在距海岸线200米的地方。他们可以利用一个向内的缓冲区，在内地找到200米长的线路，然后规划他们的道路，使之不超过那条线路。

大多数GIS应用程序提供缓冲区创建作为分析工具，但创建缓冲区的选项可能有所不同。例如，并非所有的地理信息系统应用程序都允许您在线条特征的左侧或右侧进行缓冲，以溶解缓冲区的边界或从多边形边界向内进行缓冲。

缓冲区距离必须定义为整数（integer）或十进制（浮点值）。根据矢量层的坐标参考系（CRS），该值以地图单位（米、英尺、十进制度数）定义。

缓冲是一个重要的，经常使用的空间分析工具，但也有许多其他可以在地理信息系统中使用，并由用户探索。

Spatial overlay is a process that allows you to identify the relationships between two polygon features that share all or part of the same area. The output vector layer is a combination of the input features information (see 图 10.13).

图 10.13 带有两个输入向量层的空间叠加（a_输入=矩形，b_输入=圆形）。结果向量层显示为绿色。¶

典型的空间叠加示例包括：

交叉: 输出层包含两个层重叠（相交）的所有区域。

联合: 输出层包含两个输入层组合的所有区域。

均匀差值: 输出层包含输入层的所有区域，但两个层重叠（相交）的区域除外。

差异: 输出层包含第一输入层与第二输入层不重叠（相交）的所有区域。

让我们总结一下我们在工作表中介绍的内容：

Buffer zones 描述现实世界特征周围的区域。

缓冲区总是 向量多边形.

功能可以有 multiple 缓冲区。

缓冲区的大小由 缓冲距离.

缓冲距离必须是 integer 或 floating point 价值。

对于矢量层中的每个特征，缓冲区距离可以不同。

多边形可以缓冲 inward 或 outward 从多边形边界。

可以使用创建缓冲区 intact 或 dissolved 边界。

除了缓冲之外，GIS通常还提供各种向量分析工具来解决空间任务。

以下是一些建议，您可以尝试与您的学习者一起学习：

Because of dramatic traffic increase, the town planners want to widen the main road and add a second lane. Create a buffer around the road to find properties that fall within the buffer zone (see 图 10.14).

为了控制抗议团体，警方希望建立一个中立区，让抗议者离建筑物至少100米。在建筑物周围创建一个缓冲区，并对其进行着色，以便活动策划人员可以看到缓冲区的位置。

一家卡车工厂计划扩建。选址标准规定，潜在场地必须位于重型道路1公里范围内。沿着主干道创建一个缓冲区，以便您可以看到潜在站点的位置。

想象一下，该市想要引入一项法律，规定在学校或教堂的1000米缓冲区内，不得有任何瓶子店。在你的学校周围建立一个1公里的缓冲区，然后去看看是否有任何瓶子商店离你的学校太近。

图 10.14 道路地图周围的缓冲区（绿色）（棕色）。你可以看到哪些房子属于缓冲区，所以现在你可以联系业主并和他谈谈情况。¶

如果没有可用的计算机，可以使用地形图和指南针在建筑物周围创建缓冲区。用圆规沿着特征线等距画出小铅笔标记，然后用直尺连接标记！

书:

Galati，Stephen R.（2006年）。地理信息系统解开了神秘的面纱。Artech House Inc.国际标准书号：158053533X

张康聪（2006）。地理信息系统概论。第三版。麦格劳山。国际标准书号：0070658986

Demers，Michael N.（2005年）。地理信息系统基础。第三版。威利。国际标准书号：9814126195

《QGIS用户指南》还提供了有关分析QGIS中矢量数据的更详细信息。

在接下来的部分中，我们将仔细观察 interpolation 作为空间分析的一个例子，您可以使用栅格数据。