8.5. 缓冲分析¶

在GIS的空间操作中，涉及到确定不同地理特征的空间接近度或临近性的操作就是建立缓冲区。例如在林业方面，要求距河流两岸一定范围内规定出禁止砍伐树木的地带，以防止水土流失；又例如，城市道路扩建需要推倒一批临街建筑物，于是要建立一个距道路中心线一定距离的缓冲区，落在缓冲区内的建筑就是必须拆迁的。

8.5.1. 缓冲分析概念¶

缓冲分析就是在点、线、面实体（缓冲目标）周围建立一定宽度范围的多边形。换言

之，任何目标所产生的缓冲区总是一些多边形，这些多边形将构成新的数据层。

图8-24显示了单个点、单个线或单个面的缓冲区。如果缓冲目标是多个点（或多个线、多个面），则缓冲分析的结果是各单个点（线、面）的缓冲区的合并，碰撞到一起的多边形将被合并为一个，也就是说，GIS可以自动处理两个特征的缓冲区重迭的情况，取消由于重迭而落在缓冲区内的弧段。见图8-25。

点缓冲线缓冲面缓冲

图8-24 单元素缓冲分析

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多点缓冲多线缓冲多面缓冲

图8-25 多元素缓冲分析

图8-26 可变宽度的缓冲分析

根据地理实体的性质和属性，对其规定不同的缓冲区距离，通常是十分必要的。例如，沿河流两岸绘出的禁止砍伐树木带的宽度应根据河流类型以及两岸土质而定。因此，GIS系统应有求取可变缓冲区的能力，例如允许用户在属性表中定义一项，作为缓冲区宽度，见图8-26。

建立缓冲区的实质是做面、线、点状地物的扩展距离图。

1.点缓冲区算法

等距离的点缓冲区是一个圆。

2.线缓冲区和面缓冲区的基本算法

（1）角平分线法

角平分线法建立线缓冲区和面缓冲区的实质是在线的两边按一定距离(称缓冲距)做平行线，在线的端点画半圆相连。

在求算过程中，当直线相接处（拐点）出现凸角时需要做特殊处理。如图8-27中，凸角处做平行线将出现过长的尖角，在尖角处出现超过规定缓冲距问题，为此，应除去尖角，代之以半圆。

图8-27 角平分线法中尖角

（2）凸角圆弧法

凸角圆弧法将线的拐点求出凹凸性，凸侧用圆弧弥合法，以防角平分线法中出现尖角；凹侧用角平分法建立，如图8-28所示。

图8-28 凸角圆弧法

3.复杂缓冲区的生成

对复杂曲线、曲面建立缓冲区时，经常会出现缓冲区重叠问题，这时，需要通过对缓冲区边界求交，除去重叠部分，或通过对缓冲区边界求交，对建立缓冲区所生成的图形进行判断，除去缓冲区内部线，将缓冲区组成连通区。