基于GIS的空间分析在现实中各领域的应用及分析

2020.24科技论坛基于GIS的空间分析在现实中各领域的应用及分析王子烨，王鹏飞，杨能榜（石家庄铁道大学土木工程学院，河北石家庄， 050043）摘要:基于GIS的空间分析应用，在现实中具有深远的意义，不管是在城市中地理位置的选取，还是根据现实情况进行叠加、缓冲分析都起到重要的作用。GIS在空间分析领域应用主要包含以下几个方面：城市中建筑规划管理、污染水源监控、地质灾害的预测、自然灾害的预告和损失估计、交通线路规划管理以及土地地貌分析，甚至更广范围医疗卫生、军事科技中均发挥作用。关键词：地理信息系统；空间分析；应用领域Application and Analysis of Space Analysis Based on GIS in Various Fields of RealityWang Ziye, Wang Pengfei, Yang Nengbang(School of Civil Engineering, Shijiazhuang Railway University,Shijiazhuang Hebei, 050043)Abatract:The space analysis application based on GIS has far-reaching significance in reality, whether it is the choice of geographical location in the city, or the superposition buffer analysis has played an important role. GIS in the field of space analysis has the following aspects: urban building planning management, pollution water monitoring, geological disaster prediction, disaster prediction, natural disaster damage estimation, traffic line planning management, land landscape analysis, and even in health care, military science and technology play a role.Keywords:GIS；spatial analysis；application areas

1 GIS 空间分析介绍

1.1 GIS 空间分析

空间分析主要包括缓冲、叠加和空间上的统计分析等几大重要部分，是GIS核心价值的体现，其利用地理信息的数据获取功能，通过采集、管理、运营等功能进行分析，其主要目的是提取和获取有用的空间信息。我们使用GIS基于计算机的功能，空间分析是一种具有基于GIS的现实分析功能的应空间分析功能也涵盖空间查询，可实现对叠加区域进用[1]。

行分析，路径分析和空间插值、统计分类等功能。GIS的核心是对地理空间问题进行解答，对空间数据进行分析和处理，其研究的对象主要包括空间目标与目标的特征，特征主要包括位置、分布、形态及在空间中的关系属性[2]。

前的主要应用是解决相邻两者间的邻近度问题。邻近度通常可用于描述河流、公路铁路道路及交通运输线路周围地物特通过建立起缓冲区，可以有效地解决搬迁和征重要程度[3]。

道路穿过区域经济影响问题。

1.4 空间统计分析

依据现在对环境现状的监测及评价条件，可以利用GIS软件中空间统计分析功能，实现对大气中气体、土地资源、水资源等要素数据结合在一起进行检测，最终根据监测数据做出对某区域环境分析及现状准确的评价，通过数据有效反映出周围区域的污染物分布情况和污染程度。

2 GIS空间分析的应用领域

2.1 空间分析在水污染监测中的应用

我国面临严重的水污染问题，防治水质污染保护环境波迫在眉睫，需要选取许多合理的水质模拟模型来预测和评价水质。由此可见，在水质模型的支撑下，用空间分析方法监测水质污染变得越来越可行。

1.2 叠加分析

叠加分析是对我们所需的相关图层重新组合成为一个数据层的过程，并对新组成的数据层进行再次叠加，到达产生全新数据层的目的，最终的叠加效果会包含以前图层中所具有的属性特征。叠加分析主要包括以下几种叠加方式：具有点、线、面特征的实体间进行叠加（点与多边形，多边形与点之间的叠加）、视觉信息、栅格图层的叠加。

2.2 城市规划管理中的应用

此项应用基于空间分析技术的使用，帮助选取出城市中建筑物的合理地理位置，解决城市规划在空间资源上出现的问题。目前我们可以利用空间分析中已有的数据，实现对城通过对相关数市中的交通道路设计和建筑物的合理规划[4]。

据进行检测，可满足多种不同地理空间地物地理位置和空间

1.3 缓冲区分析

缓冲区分析所服务的是空间中具有点、线、面特征的实体，它可以根据需求自动的在周围连接形成缓冲多边形，目

109科技论坛位置的需求，极大地提高城市土地和空间利用率，对进行合理规划利用起到良好作用。2.3 空间分析在地震灾害和损失估计中的应用 地震的产生是由于地壳层面发生了运动，对于地震和地质结构来说，他们具有的共同的特点是均包含位置信息的实体。在GIS分析统计功能下，将已储存的土地结构信息作为数据源，在此功能操作下，能够实现对地震发生的情况完成情景模拟，根据数据分析出在地震中可能造成的人员伤亡情况，能对经济损失做出提前估计，在救援物资的调配中具有重大作用。2.4 DEM的分析应用在我们熟知的地理信息系统中，空间分析里在现实中应用包含DEM-数字高程模型这项功能有，DEM分析应用可对地心因子进行计算，其中大抵包括极大值、高程差、坡度等；同时能做到对谷脊线地形坡面及地类地貌划分的工作[5]。通过对某地区做出淹没预估分析，有利于依据获取的自然灾情预报，及时合理地展开救援及疏散。图1 土方分析图（左）土方平衡图（右）

3实例分析-地理位置的选取

3.1 解决教育用地选址实例

在现代城市的土地资源规划利用中，教育用地的选址对于周围环境设施，附近交通运行能力和医疗机构配套服务等都提出不同的要求。本案例结合实际情况，结合使用Arc GIS软件对某教学用地进行基本分析编辑，建立起合理范围内的缓冲区，最后在数据融合与叠加分析的帮助下可以确定学校选址的合理区域

[6-7]

。以下是现实中解决学习选址问题的案例。

学校选址应满足的条件：（1）在地理位置的要求上，应尽量选择周围地势平缓且较大范围内不易发生地质灾害的平地地域。（2）周围的医疗机构满足分布较为均匀，能够在较短时间内可处理好应急情况，距离学校的在2KM之内。（3）相配套的服务设施能满足基本需求，包括餐饮、文化娱乐及中大型商场，距离满足在1.5KM左右。（4）为避免上下学期间道路拥挤，不对周围交通产生压力，学校的选址应保证不处于交通拥堵易路段，且周围道路拥有较强的车流量运输能力。主要道路在0.2KM外，0.8KM内。（5）周围的居民地生活区分布合理，在满足分布要求的情况下数量较为合适。

3.2 具体操作步骤

因素 比例配套设施医疗卫生机构交通因素居民生活区其他因素

百分比%0.20.20.20.30.1

1102020.24（1）有关数据的准备和相对应图层的建立，依照情况来确定好各数据层的权重比例，服务配套设施占0.2，医疗卫生机构占0.2，交通道路占0.2，居民生活区占0.3，其他因素占0.1。（2）模拟数据图层包括交通要道图：命名为Road层，在主要交通道路周围分别建立范围大小为0.2和0.8的两个缓冲区，找到在两个缓冲区内的主要道路，对两空间的缓冲叠加区域进行重命名；医疗机构所在图层命名为Medical层，在医疗机构周围建立起范围大小为2KM的缓冲区，同样对新形成的缓冲区进行重命名；同理，按照相同的操作步骤依据要求，对配套服务设施、居民地做出的缓冲区图层重命名进行分析。（3）叠加分析-交集：对上步操作中做出的缓冲区共同进行相交操作，命名为交集1（collection one），新产生的交集图层基本能满足上述所有的要求。（4）叠加分析-擦除操作，在交集1（collection one）图层中擦除学校的缓冲区，得到满足要求的选址数据。4 结语空间分析作为GIS中应用范围最广的一项功能，这项功能同时是优胜于其他系统的一项依据。通过对GIS的空间分析功能进行研究，地理信息系统可更好的帮助城市空间建筑用地做出分析，通过数据分析做出更合理的规划。运用GIS空间分析功能，依次进行叠加和缓区分析，依照空间中地物现状与规划要求，构建出不同范围大小的缓冲区，保证土地资

源的长久利用和发展，同时还可针对非建设用地作相应的缓冲区分析，依据缓冲期的范围大小及形状，可确立出自然环境保护区，生态保护用地的范围区域。由此可见，针对此项功能为空间利用提供有效依据，可更具有针对性的为未来城市发展提供合适方案。与传统城市规划相比较，利用GIS空间分析对未来城市的规划发展具有更深的意义。

参考文献

[1]许为一,杨昌新,肖单涛.GIS空间分析功能在城市规划

设计中的应用初探[J].科技广场,2007(11):142-145.[2]杨能榜.GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用[J].

无线互联科技,2020,17(5):162-163.

[3]杜津.GIS分析在城市生态规划中的应用研究[D].天津大

学,2017.

[4]贺志军.GIS在生态城市设计中的应用框架研究[D].哈尔

滨工业大学,2012.

[5]王广震.基于GIS的城市规划设计方法及应用研究[D].

西安建筑科技大学,2005.

[6]陈述彭,鲁学军,周成虎.地理信息系统导论[M].北京:

科学出版社,2000.

[7]林申赠.GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用分析

[J].福建建设科技,2019(1):10-12.