ArcGIS基础知识——Buffer缓冲区计算方法

摘要：

Buffer缓冲区分析是ArcGIS系列软件的重要空间分析功能，常用于噪声影响范围、污染物扩散、热点吸引力等空间分析。基本内涵是空间要素能够扩散、影响的范围。在实际以shp数据做Buffer分析时，ArcGIS提供两种Buffer缓冲区计算方法：Euclidean和Geodesic两种计算方式。这两种方法的计算原理不同，得出的结果也不一样。下面是对二者区别的研究

1. Euclidean（欧氏缓冲区）

欧氏缓冲区以二维笛卡尔坐标系为基准计算缓冲距，表示的是两点之间的直线距离。欧氏缓冲区是一般类型的缓冲区，在投影后地图中的一小块区域内（比如UTM中的一个Zone单位-6°*6°）计算缓冲区是没有问题的。但是在距离投影中心较远的区域，变形较大，此时用欧氏距离就不合适了。

2. Geodesic（测地线缓冲区）

Geodesic汉语意思是测地线的、测量的。这种方法将输入矢量线、面要素和地理空间中的大地线关联起来，能够测量地球表面上两点间的最短距离，因而能够计算地理空间数据的真实距离缓冲区。它的基本原理就是将带有投影坐标信息的数据转化到地理空间坐标中计算。

两种方法的区别：

Geodesic方法做出的缓冲区是地理正确的。在数据有确定的坐标系统的前提下，用Geodesic做出的缓冲区是准确的、真实的，而用Euclidean做出来的缓冲区是不准确的，这种不准确是由其直线距离的计算原理决定的。
但是Euclidean计算简单，速度快；Geodesic因为牵涉到坐标系转换的问题，计算量要比Euclidean大很多，速度要慢一些。
当然小范围内两者的结果相差不大，只有在大尺度的具有较大投影变形的地图数据上才能体现出二者的差别。

计算方法	优点	缺点
Euclidean	原理简单，计算速度快	地球曲面上距离计算不准确
geodesic	地球曲面上距离计算准确	原理复杂，计算速度慢

Euclidean和Geodesic缓冲区对比（出自ARCGIS help）

适用条件

ArcMap 在做缓冲区分析的时候，当使用的数据有地理空间坐标系，并且指定缓冲距单位时，直接可以使用Geodesic，有投影坐标时，要先将投影坐标转换成地理空间坐标，再将缓冲区由地理空间转换到投影坐标系中。当输入数据没有空间坐标信息或投影信息时，可能就是直接采用euclidean做缓冲区。
计算的过程中还要牵涉到单位的转换问题，具体的单位转换表格如下：

输入要素坐标系统	缓冲距单位	单位转换
Geographic	Angular or linear	Converted to meters
Projected	Angular	Converted to input coordinate system unit
Projected	Linear	Converted to input coordinate system unit
Geographic or Projected	Unknown	Assumed to be input coordinate system unit
Unknown	Angular or Linear	No conversion

Reference：
1.缓冲区的工作原理http://resources.arcgis.com/zh-cn/help/main/10.2/0008/00080000001s000000.htm