概論
空間分析空間分析是GIS的核心和靈魂，是GIS區別於一般的信息系統、CAD或者電子地圖系統的主要標誌之一。空間分析，配合空間數據的屬性信息，能提供強大、豐富的空間數據查詢功能。因此，空間分析在GIS中的地位不言而喻。
簡介
空間分析空間分析主要通過空間數據和空間模型的聯合分析來挖掘空間目標的潛在信息，而這些空間目標的基本信息，無非是其空間位置、分布、形態、距離、方位、拓撲關係等，其中距離、方位、拓撲關係組成了空間目標的空間關係，它是地理實體之間的空間特性，可以作為數據組織、查詢、分析和推理的基礎。通過將地理空間目標劃分為點、線、面不同的類型，可以獲得這些不同類型目標的形態結構。將空間目標的空間數據和屬性數據結合起來，可以進行許多特定任務的空間計算與分析。
不少空間分析方法已經在GIS軟體中實現，ArcGISToolsBox中就集成了大量的空間分析工具，例如空間信息分類、疊加、網路分析、領域分析、地統計分析等等，另外，還有一系列適應地理空間數據的高性能計算模型和方法，例如人工神經網路、模擬退火算法、遺傳算法等等。但總的來說，在GIS軟體中實現的專業空間分析模組還比較少，由於空間分析理論自身的不完善，也使得還沒有比較全面、權威的軟體包集成於GIS軟體中。GIS軟體與空間分析軟體相結合的方式有兩種，一種是高度耦合，一種是鬆散耦合。
空間分析松耦合結構則是在相對獨立的GIS軟體和空間分析軟體之間使用一個數據交換接口，GIS軟體中的數據通過接口為空間分析軟體提供基本的分析數據源，經空間分析軟體計算出的結果通過接口以圖形的方式顯示在GIS軟體中，實現這種架構方式相對容易，費用也相對較低，一般可以使用開源的GIS軟體即可實現這種結構。
內容
空間分析1.基於空間關係的查詢
空間實體間存在著多種空間關係，包括拓撲、順序、距離、方位等關係。通過空間關係查詢和定位空間實體是地理信息系統不同於一般資料庫系統的功能之一。如查詢滿足下列條件的城市：在京九線的東部，距離京九線不超過200公里，城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬。整個查詢計算涉及了空間順序方位關係(京九線東部),空間距離關係（距離京九線不超過200公里），甚至還有屬性信息查詢(城市人口大於100萬並且居民人均年收入超過1萬）。
2.空間量算
對於線狀地物求長度、曲率、方向，對於面狀地物求面積、周長、形狀、曲率等；求幾何體的質心；空間實體間的距離等。
3.緩衝區分析
鄰近度描述了地理空間中兩個地物距離相近的程度，其確定是空間分析的一個重要手段。交通沿線或河流沿線的地物有其獨特的重要性，公共設施的服務半徑，大型水庫建設引起的搬遷，鐵路、公路以及航運河道對其所穿過區域經濟發展的重要性等，均是一個鄰近度問題。緩衝區分析是解決鄰近度問題的空間分析工具之一。所謂緩衝區就是地理空間目標的一種影響範圍或服務範圍。在建立緩衝區時，緩衝區的寬度並不一定是相同的，可以根據要素的不同屬性特徵，規定不同的緩衝區寬度，以形成可變寬度的緩衝區。例如，沿河流繪出的環境敏感區的寬度應根據河流的類型而定。這樣就可根據河流屬性表，確定不同類型的河流所對應的緩衝區寬度，以產生所需的緩衝區。
空間分析大部分GIS軟體是以分層的方式組織地理景觀，將地理景觀按主題分層提取，同一地區的整個數據層集表達了該地區地理景觀的內容。地理信息系統的疊加分析是將有關主題層組成的數據層面，進行疊加產生一個新數據層面的操作，其結果綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。疊加分析不僅包含空間關係的比較，還包含屬性關係的比較。疊加分析可以分為以下幾類：視覺信息疊加、點與多邊形疊加、線與多邊形疊加、多邊形疊加、柵格圖層疊加。
5.網路分析
對地理網路（如交通網路）、城市基礎設施網路（如各種網線、電力線、電話線、供排水管線等）進行地理分析和模型化，是地理信息系統中網路分析功能的主要目的。定位與分配模型是根據需求點的空間分布，在一些候選點中選擇給定數量的供應點以使預定的目標方程達到最佳結果。不同的目標方程就可以求得不同的結果。在運籌學的理論中，定位與分配模型常可用線性規劃求得全局性的最佳結果。由於其計算量以及記憶體需求巨大，所以在實際套用中常用一些啟發式算法(heuristicalgorithms)來逼近或求得最佳結果。在眾多的啟發算法中以下兩個算法是常用的網路分析是運籌學模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何安排，並使其運行效果最好，如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。
6.空間統計分類分析
多變數統計分析主要用於數據分類和綜合評價。在大多數情況下，首先是將大量未經分類的數據輸入信息系統資料庫，然後要求用戶建立具體的分類算法，以獲得所需要的信息。分類評價中常用的幾種數學方法有：主成分分析、層次分析、聚類分析、判別分析。
空間分析