《地理信息系統(tǒng)-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(jié)PAGEvi《地理信息系統(tǒng)》──緩沖區(qū)與緩沖區(qū)分析高曉黎Email:5987892@QQ.com2015年9月18日

《地理信息系統(tǒng)》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(tǒng)課程題目：緩沖區(qū)與緩沖區(qū)分析章節(jié)編號：授課時間：30分鐘習題數(shù)目：3實訓內(nèi)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(qū)和緩沖區(qū)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(qū)；③理解對象及對象集緩沖區(qū)的數(shù)學定義；④具有利用緩沖區(qū)分析方法解決實際問題的能力。教學重點：①緩沖區(qū)的概念；②點、線、面三類要素對象緩沖區(qū)的特征與實質(zhì)；③緩沖區(qū)的多樣性。教學難點：①對象及對象集合緩沖區(qū)的數(shù)學定義及理解；②緩沖區(qū)分析的定義與應用。教學內(nèi)容：⑴緩沖區(qū)定義※緩沖區(qū)(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(qū)操作需要一個幾何元素與一個緩沖區(qū)距離/鄰域半徑※幾何元素的緩沖區(qū)為所有以下點集：點到幾何元素的距離小于等于緩沖區(qū)距離⑵緩沖區(qū)的類型立體對象立體對象體對象緩沖區(qū)平面對象面對象緩沖區(qū)點對象緩沖區(qū)復雜對象(集)緩沖區(qū)線對象緩沖區(qū)緩沖區(qū)的類型⑶建立緩沖區(qū)的主要方法①點緩沖區(qū)建立方法：以點為圓心，以緩沖區(qū)距離為半徑所得到的圓形區(qū)域即為點的緩沖區(qū)②線緩沖區(qū)建立方法：以線為參考軸線，向軸線兩側(cè)沿法線平移緩沖區(qū)距離，軸線起始點處以半圓弧與之相連，所圍成的帶狀區(qū)域即為線的緩沖區(qū)③面緩沖區(qū)建立方法：針對島嶼多邊形與非島多邊形，其緩沖區(qū)建立方法不相同④點、線、面緩沖區(qū)的示例:（（4）多點緩沖區(qū)（5）多線緩沖區(qū)（6）多面緩沖區(qū)（1）單點緩沖區(qū)（2）單線緩沖區(qū)（3）單面緩沖區(qū)

⑷緩沖區(qū)的數(shù)學描述①緩沖區(qū)的數(shù)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(qū)定義為：Bi={x|d(x,oi)≤R}③對象集合O={oi|i=1,2,……,n}的緩沖區(qū)定義為：⑸常見的特殊緩沖區(qū)①多級緩沖區(qū):一個要素不必只有一個緩沖區(qū)，可以同時具有多個不同半徑的緩沖區(qū)外層緩沖區(qū)內(nèi)層緩沖區(qū)外層緩沖區(qū)內(nèi)層緩沖區(qū)②變寬緩沖區(qū):緩沖區(qū)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(guī)律變化⑹緩沖區(qū)的多樣性變換①點的不規(guī)則緩沖區(qū)②線的雙側(cè)對稱緩沖區(qū)③線的雙側(cè)不對稱緩沖區(qū)④線的單側(cè)緩沖區(qū)⑤面的內(nèi)側(cè)緩沖區(qū)⑥面的外側(cè)緩沖區(qū)⑺緩沖區(qū)分析緩沖區(qū)分析(bufferanalysis)：是空間分析的一項重要內(nèi)容，是指對一類或一組目標按某一緩沖區(qū)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(jīng)過特定的分析后，導出所求的分析結(jié)果⑻緩沖區(qū)分析的意義緩沖區(qū)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(huán)狀區(qū)，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(qū)分析的應用領域①確定拆遷區(qū)范圍及區(qū)內(nèi)建筑物狀況②確定商業(yè)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(qū)域的確定⑤環(huán)境污染源的污染空間確定⑥環(huán)境監(jiān)測點的控制范圍⑦微波接收站的影響與作用范圍……作業(yè)練習：本節(jié)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(qū)？分別就點、線、面三類對象各舉一實例。②何為緩沖區(qū)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(nèi)禁止任何污染性工業(yè)企業(yè)存在，其周圍五百米內(nèi)的任何永久性建筑物都屬于違章建筑。已有湖泊區(qū)域、現(xiàn)有污染性工業(yè)企業(yè)及現(xiàn)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(qū)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(yè)企業(yè)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(nèi)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(fā)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(fā)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(jù)學生作業(yè)完成的情況，并結(jié)合學生的課堂表現(xiàn)，評定學生這堂課的考核成績。教學總結(jié)（課后填）：備注：緩沖區(qū)分析在實踐中應