《地理信息系統-空間分析》教案

授課時間：2015年9月日授課地點：金陵科技教室星期第節PAGEvi《地理信息系統》──緩沖區與緩沖區分析高曉黎Email:5987892@QQ.com2015年9月18日

《地理信息系統》教案授課教師：高曉黎所屬單位：金陵科技大學授課班級：金陵科技大學班課程名稱：地理信息系統課程題目：緩沖區與緩沖區分析章節編號：授課時間：30分鐘習題數目：3實訓內容：本次課不安排實訓教學目的：通過本次課的學習，學生應能達到以下要求：①掌握緩沖區和緩沖區分析這兩個核心概念；②能夠畫出點、線、面三類對象的緩沖區；③理解對象及對象集緩沖區的數學定義；④具有利用緩沖區分析方法解決實際問題的能力。教學重點：①緩沖區的概念；②點、線、面三類要素對象緩沖區的特征與實質；③緩沖區的多樣性。教學難點：①對象及對象集合緩沖區的數學定義及理解；②緩沖區分析的定義與應用。教學內容：⑴緩沖區定義※緩沖區(buffer)：是指地理空間目標的一種影響范圍或服務范圍※最基本的緩沖區操作需要一個幾何元素與一個緩沖區距離/鄰域半徑※幾何元素的緩沖區為所有以下點集：點到幾何元素的距離小于等于緩沖區距離⑵緩沖區的類型立體對象立體對象體對象緩沖區平面對象面對象緩沖區點對象緩沖區復雜對象(集)緩沖區線對象緩沖區緩沖區的類型⑶建立緩沖區的主要方法①點緩沖區建立方法：以點為圓心，以緩沖區距離為半徑所得到的圓形區域即為點的緩沖區②線緩沖區建立方法：以線為參考軸線，向軸線兩側沿法線平移緩沖區距離，軸線起始點處以半圓弧與之相連，所圍成的帶狀區域即為線的緩沖區③面緩沖區建立方法：針對島嶼多邊形與非島多邊形，其緩沖區建立方法不相同④點、線、面緩沖區的示例:（（4）多點緩沖區（5）多線緩沖區（6）多面緩沖區（1）單點緩沖區（2）單線緩沖區（3）單面緩沖區

⑷緩沖區的數學描述①緩沖區的數學定義：給定一個空間對象oi或集合O，確定其鄰域，鄰域的大小由鄰域半徑R決定②對象oi的緩沖區定義為：Bi={x|d(x,oi)≤R}③對象集合O={oi|i=1,2,……,n}的緩沖區定義為：⑸常見的特殊緩沖區①多級緩沖區:一個要素不必只有一個緩沖區，可以同時具有多個不同半徑的緩沖區外層緩沖區內層緩沖區外層緩沖區內層緩沖區②變寬緩沖區:緩沖區的半徑不必要為固定的常量值，它可以在一個給定的值域中按某種規律變化⑹緩沖區的多樣性變換①點的不規則緩沖區②線的雙側對稱緩沖區③線的雙側不對稱緩沖區④線的單側緩沖區⑤面的內側緩沖區⑥面的外側緩沖區⑺緩沖區分析緩沖區分析(bufferanalysis)：是空間分析的一項重要內容，是指對一類或一組目標按某一緩沖區距離(或稱鄰域半徑)在其周邊建立某種多邊形圖層，然后將此圖層與要分析的目標圖層進行疊加，經過特定的分析后，導出所求的分析結果⑻緩沖區分析的意義緩沖區分析作為GIS空間基本操作功能之一，是解決空間實體鄰接度問題的有效方法。通過在點、線、面對象實體周圍自動建立一定范圍的環狀區，用以識別這些實體對周圍要素的輻射范圍或影響度⑼緩沖區分析的應用領域①確定拆遷區范圍及區內建筑物狀況②確定商業或服務中心的影響范圍③預測災害影響面積與損失評估④特殊保護區域的確定⑤環境污染源的污染空間確定⑥環境監測點的控制范圍⑦微波接收站的影響與作用范圍……作業練習：本節課共安排3道課后練習題，其中有2道問答題，1道綜合練習題：①什么是緩沖區？分別就點、線、面三類對象各舉一實例。②何為緩沖區分析？舉例說明它有什么用途？③已知一湖泊，要求在其周圍五千米內禁止任何污染性工業企業存在，其周圍五百米內的任何永久性建筑物都屬于違章建筑。已有湖泊區域、現有污染性工業企業及現有永久性建筑物三類圖層可用。設計一個解決方案：利用緩沖區分析和疊合分析兩類空間分析方法，提取目前應該禁止的污染性工業企業信息及違法的永久性建筑物信息。綜合題具有一定的綜合性與難度，學生需要寫出一個合理的解決方案或提交相應的電子成果。實驗內容：本次課不需要安排上機實訓。教學方法：⑴利用案例教學法展開整個課程的教學；⑵采用啟發式教學法，在教學的重點與難點處，通過設疑、提問等手段，提高學生的注意力；⑶建立趣味性的學習情境，營造生動活躍的課堂氛圍，激發學生的學習熱情。教具與教學手段：多媒體考核要求：主要依據學生作業完成的情況，并結合學生的課堂表現，評定學生這堂課的考核成績。教學總結（課后填）：備注：緩沖區分析在實踐中應