空间几何关系分析

地学空间目标及其错综复杂的空间关系共同构成了客观现实世界，空间分析从某种角度上就是从这些空间目标之间的空间关系中获取和传输空间信息及新知识的分析技术。空间几何关系主要是指由空间目标几何特征所引起或决定的关系，即与空间目标的位置、形状、距离、方位等基本几何特征相关联的空间关系。空间几何关系分析主要包括邻近度分析、叠置（加）分析、网络分析。

邻近度（Proximity）是定性描述空间目标距离关系的重要物理量之一，表示地理空间中两个目标地物距离相近的程度。

缓冲区是指为了识别某一地理实体或空间物体对其周围地物的影响度而在其周围建立的具有一定宽度的带状区域。缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建立缓冲区多边形，然后将这一图层与需要进行缓冲区分析的图层进行叠加分析，得到所需结果的一种空间分析方法。从数学的角度看，缓冲区分析的基本思想是给定一个空间对象或集合，确定其邻域，如对象Oi的缓冲区定义为：Bi＝｛x｜d（x，Oi）≤R｝，即半径为R的对象Oi的缓冲区。可分为基于矢量或栅格数据的缓冲区建立方法。根据研究对象影响力的特点，缓冲区可以分为均质与非均质两种。另一角度，现实世界中很多空间对象或过程对于周围的影响并不是随着距离的变化而固定不变的，需要建立动态缓冲区，根据空间物体对周围空间影响度的变化性质，可以采用不同的分析模型。

叠置（加）分析是指将同一地区、同一比例尺、同一数学基础，不同信息表达的两组或多组专题要素的图形或数据文件进行叠加，根据各类要素与多边形边界的交点或多边形属性建立具有多重属性组合的新图层，并对那些在结构和属性上既相互重叠又相互联系的多种现象要素进行综合分析和评价；或者对反映不同时期同一地理现象的多边形图形进行多时相系列分析，从而深入揭示各种现象要素的内在联系及其发展规律的一种空间分析方法。空间要素指的是矢量数据模型中的点、线、面等要素类，空间要素的图形叠加首先应考虑要素类型。输入的图形要素可以是点、线或者多边形，叠加图层必须是多边形，输出图层具有与输入图层一致的要素类型。因此，矢量数据图形要素的叠加处理按要素类型可分为点与多边形、线与多边形、多边形与多边形的叠加。根据叠加结果要保留不同的空间特征，常用的GIS软件通常提供了三种类型的多边形叠加分析操作，即并、叠和、交。举例：全国水文监测站分布图与政区图叠加查询统计。

网络分析依据图论和运筹学原理，在计算机系统软、硬件的支持下，将与网络有关的实际问题抽象化、模型化、可操作化，根据网络元素的拓扑关系（线性实体之间、线性实体与结点之间、结点与结点之间的连接、连通关系），通过考察网络元素的空间、属性数据，对网络的性能特征进行多方面的分析计算，从而为制定系统的优化途径和方案提供科学决策的依据，最终达到使系统运行最优的目标。在机器实现中，邻接矩阵表示法、关联矩阵表示法、邻接表表示法是用来描述图与网络常用的方法。根据功能划分，网络分析主要包括路径分析、连通分析、资源分配、流分析、动态分段、地址匹配等方法。