1、缓冲区分析来源：互联网缓冲区分析(Buffer)是对选中的一组或一类地图要素（点、线或面）按设定的距离条件，围绕其要素而形成一定缓冲区多边形实体，从而实现数据在二维空间得以扩展的信息分析方法。缓冲区应用的实例有如：污染源对其周围的污染量随距离而减小，确定污染的区域；为失火建筑找到距其 500 米范围内所有的消防水管等。下面着重介绍缓冲区原理及其在 ArcGIS 中的实现。一 缓冲区的基础 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
2、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，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 1。图 1 点、线和面状要素的缓冲区二 缓冲区的建立 从原理上来说，缓冲区的建立相当的简单，对点状要素直接以其为圆心，以要求的缓冲区距离大小为
3、半径绘圆，所包容的区域即为所要求区域，对点状要素因为是在一维区域里所以较为简单；而线状要素和面状要素则比较复杂，它们缓冲区的建立是以线状要素或面状要素的边线为参考线，来做其平行线，并考虑其端点处建立的原则，即可建立缓冲区，但是在实际中处理起来要复杂的多。按照其建立的原理来可以介绍如下： 1. 角平分线法 该算法的原理是首先对边线做其平行线，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个相邻线段的平行线的交点来确定， 如图 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，故而误差就越
4、大，所以要有相应得补充判别方案来进行校正处理。 2. 凸角圆弧法 该算法的原理是首先对边线做其平行线，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，然后以 r 为半径分别以首尾点 为圆心，以垂线截出的起止点为圆得起点和终点作半圆弧，在其它的折点处，首先判断该点的凹凸性，在凸侧用圆弧弥合，在凹侧用与该点相关联的两个相邻 线段的平行线的交点来确定。如图 3 图 2 角平分线法图 3 凸角圆弧法该方法在理论上保证了等宽性，减少了异常情况发生了概率，该算法在计算机实现自动化时非常重要的一点是对凹凸点的判断，需要利用矢量的空间直角坐标系的方法来进行判断处理。 在 ArcG
5、IS 中建立缓冲区的方法是基于生成多边形（buffer wizard）来实现的，它是根据给定的缓冲区的距离，对点状、线状和面状要素的周围形成缓冲区多边形图层，完全是基于矢量结构，从操作对象、利用矢量操作方法建立缓冲区的过程到最后缓冲区的结果全部是矢量的数据。下面来介绍在 ArcGIS 中建立缓冲区。对一个区域内的邮箱的影响覆盖范围（以 1000 米为例）做分析：（1） 对点文件邮箱的分布图 postbox.shp 进行分析操作，首先打开菜单 Tools 下的 Customize选择 Command 标签；（2） 在弹出的 Command 对话框中（如图 4）在左边的 Categorie 框中选
6、择 Tools， 在出现右边的 Command 框中选择 Buffer wi zard，拖动其放置到工具栏上的空处，出现图标 ； （3） 利用选择工具 选择要进行分析的邮箱的点状要素，然后点击 图标，出现 Buffer wizard 对话框（如图 5），选择要进行缓冲区分析的 postbox 文件，其中有选择要素和未选择要素时在 Use only the selected feature 复选框 前打勾（仅对已选择主题中的元素进行分析），单击下一步；图 4 buffer wizard 添加对话框图 5 缓冲区分析对象选择对话框（4） 这时打开的是缓冲区分析形式对话框（图 6），其中有三种方式选
7、择来进行建立不同种类的缓冲区：图 6 缓冲区分析建立类型选择对话框1) At a specified distance 是以一个给定的距离建立缓冲区（普通缓冲区）； 2) Based on a distance from an attribute 是以分析对象的属性值作为权值建立缓冲区（属性权值缓冲区）； 3) An multiple buffer rings 是建立一个给定环个数和间距的分级缓冲区（分级缓冲区）。 （5） 选择普通缓冲区，给定 1000 米作为缓冲范围，在下面的选择合适的单位， （6） 最后一步单击下一步。（图 7）， 图 7 缓冲区存放选择对话框1) 在 Dissolve
8、barriers between 中选择是否将相交的缓冲区融合在一起；2) 在 Create buffers so they are 选项中对多边形进行的内缓冲和外缓冲的选择；3) 在 When you want the buffers to be saved 选项卡中的是生成文件的选择，第一个是生成一个图形文件，第二个是是否在已经生成的文件上添加，第三个是重新生成一个新的文件，选择最后一个给定其存放路径和文件名； （7） 单击完成，进行缓冲区建立。（图 8） 不同的缓冲区建立方法形式得到的缓冲区也有一定的区别，在实际应用中要根据不同的需要和应用方向来选择合适的建立的形式和方法，图 8 生成的
9、点状要素的缓冲区图 9 和图 10 分别是以对象属性值和环状分级缓冲区；另外也有同一区域的不同性质的要素建立的缓冲区，互不干扰的情况（见图 11）。图 9 以对象属性值获得的缓冲区图 10 分成四级的缓冲区的建立图 11 互不干扰的缓冲区的建立图 12 线状要素的缓冲区以上是点状要素的缓冲区的建立。而线状要素的缓冲区，由于要素的空间形态的不同，使得缓冲区形状的不同，但是缓冲区的类型是一样的，它们同样存在着普通，分级，属性权值和独立缓冲区，且建立的操作步骤和点状要素的一样。图 12 是其中一种线缓冲区建立的结果： 面状要素也可以进行建立缓冲区的操作，其中面状要素的内缓冲区和外缓冲区之分，在 AR
10、CGIS 中的面状要素的缓冲区的获得有四种，主要区别如下所示： （1） inside and outside（内外缓冲区之和） （2） only outside（仅仅只有外缓冲区） （3） only inside（仅仅只有内缓冲区）（4） outside and include inside（外缓冲区和原有图形之和）（具体见图 13 和 14 所示）图 13 原始的面状要素图 14 面状要素缓冲区另外，除了利用基于生成多边形（buffer wizard）的缓冲区方法之外，对矢量数据建立缓冲区还可以利用基于距离制图的方法（mapping distance），这种是基于栅格方法，虽然它可以对矢量数据进行缓冲区建立，但是它是将矢量数据转成栅格后，利用每个栅格与周围最近要素之间的距离并按远近进行分等定级，从距离数据的侧面来反映或生成缓冲区数据或找到一定范围内的其他的要素。这种方法结果是栅格数据，而不是矢量数据，从根本上来说它是一种栅格的空间分析，与基于生成多边形（buffer wizard）的缓冲区方法有着本质的区别。
