近几年,随着人们对环境污染、城市应急资源调度、现代服务设施管理和城市社区功能定位等的需要不断增长,缓冲区分析在交通、林业、资源管理、城市规划、环境与生态保护等领域应用越来越广泛,并日益成为GIS空间分析中的研究热点之一.本硕士论文在系统分析了国内外相关研究成果的基础上,设计和实现了高效的缓冲区分析系列算法,该算法工具成为VegaGIS平台的一个构件工具. 论文取得的主要成果有: 1.设计和实现了基于游程栅格的快速缓冲区构建算法.本算法采用压缩形式的栅格结构(游程栅格)来表示栅格图形,通过对缓冲目标的缓冲区进行栅格化和对栅格进行矢量边界提取,形成目标的缓冲区.算法实现过程中对栅格操作和游程栅格矢量化算法进行了优化,使算法在计算大数据量缓冲区时具有很高效率.对比测试证明,本算法比ArcGIS在解决大数据量缓冲时具有很大的效率优势.算法已成功应用于织女星地理信息系统(VegaGIS)中. 2.设计和实现了基于边界矢量的缓冲区分析算法.本算法基于线段缓冲区生成算法和凸角圆弧法,它是一种基于平面扫描技术的改进的凸角圆弧算法.算法充分考虑了相邻线段的相关性,避免了不必要的线线求交;重构了以前VegaGIS中缓冲区的生成流程,避免了缓冲失真现象;采用矢量圆弧存储凸角圆弧,有效地减少了数据量.算法在计算单要素缓冲区时具有很高的效率.试验结果证明,本算法比ArcGIS中同等功能算法效率提高了20﹪以上. 3.提出并实现了一种矢栅结合的缓冲区分析算法.该算法充分考虑栅格和矢量算法的优势,通过矢量算法计算单要素的缓冲区,使用游程栅格计算所有要素缓冲区的并,从而使算法具有更高的效率.此算法适合快速生成海量数据的缓冲区. 4.设计和实现了点、线的单侧缓冲区及面的内、外侧缓冲区、线的不对称缓冲区及带条件的缓冲区等缓冲区分析算法,满足用户和实际的不同需求.经过大量真实地理数据的测试和真实地理环境应用表明:本文给出的几种解决方案能很好满足各种不同需求.算法表现得稳定高效.