空间分析是综合分析空间数据的技术的通称。空间分析有着十分丰富的内涵，它是构成地理信息系统的核心部分之一，在整个地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用，也是GIS区别与其它信息系统的一个显著标志
随着对地观测和计算机技术的发展，空间信息及其分析、处理能力已极大丰富和加强了，人们渴望利用这些空间信息来认识和把握地球和社会的空间运动规律，进行虚拟、科学预测和调控，迫切需要建立空间信息分析的理论和方法体系。下面来看看空间分析的发展史，以及它与GIS像遇后给我们大家带来的震撼吧！
一、空间分析的发展史
现代空间分析概念的提出，起源于60年代地理和区域科学的计量革命。在起步阶段，主要是将统计分析的定量手段用于分析点、线、面的空间分布模式。在60年代地理学计量革命中，有些模型初步考虑了空间信息的关联性问题，成为当今空间数据分析模型的萌芽。如在60年代，法国Matheron在前人的基础上，提出“地统计学”，或称Kriging 方法，它是一种用变异函数评价和估计自然现象的理论与方法；随后Journel针对矿物储量推算，将此技术在理论上和实践中推向成熟。同时，统计学家也对空间数据统计产生了兴趣，在方法完备性方面有诸多贡献。地理学、经济学、区域科学、地球物理、大气、水文等专门学科为空间信息分析模型的建立提供知识和机理。逐渐成熟后的空间分析理论与方法更多地强调地理空间的自身特征、空间决策过程及复杂空间系统的时空演化过程分析，分析方法也从统计方法扩展到运筹学、拓扑学和系统论。
实际上自有地图以来，人们就始终在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析。如在地图上量测地理要素之间的距离、方位、面积，乃至利用地图进行战术研究和战略决策等，都是人们利用地图进行空间分析的实例，而后者实质上已属较高层次上的空间分析。
空间分析的概念，从不同的角度理解有不同的定义方式。
从侧重于空间实体对象的图形与属性的交互查询角度考察，空间分析是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识，其分析对象是地理目标的空间关系，内容由以下几个部分组成：拓扑空间查询、缓冲区分析、叠置分析、空间集合分析和地学分析。从侧重于空间信息的提取和空间信息传输角度考虑，空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。分析对象是地理目标的位置和形态特征，则可将空间信息分为：空间位置、空间分布、空间统计、空间关系、空间关联、空间对比、空间趋势和空间运动。其对应的空间分析操作为：空间位置分析、空间分布分析、空间形态分析、空间关系分析和空间相关分析。
随着空间分析向更深层次发展，空间分析逐步走向为决策提供支持。空间分析对象是与决策支持有关的地理目标的空间信息及其形成机理，主要强调相关数学建模及模型的管理与应用。空间分析可以理解为是在对地理空间中的目标进行形态结构定义与分类的基础上，对目标的空间关系和空间行为进行描述，为目标的空间查询和空间相关分析提供参考，进一步为空间决策提供服务的功能体系，其体系包括以下内容：空间数据探索、空间回归分析、空间机理模型、空间统计——机理模型、空间复杂系统模型、空间运筹模型、空间数据挖掘。
然而，地理信息系统出现后，迅速吸取能利用的空间分析方法和手段，将它们植入GIS软件中，并且利用各种计算机新技术，使复杂的传统空间分析任务变得简单易行，并能方便、高效的应用几何、逻辑、代数等运算、数理统计分析和其他数学物理方法，更科学、高效地分析和解释地理特征间的相互关系及空间模式。于是，对于GIS为空间分析提供了良好支撑平台；空间分析也因为有了GIS而真正得以应用；而GIS真是因为有空间分析功能才使之区别于一般的计算机辅助设计系统。
二、基于GIS的空间分析
基于GIS的空间分析是地理信息系统区别于其他信息系统的主要特色，是评价地理信息系统功能的主要特征之一。地理信息系统集成了多学科的最新技术，如关系数据库管理，高效图形算法，插值，区划和网络分析，为GIS空间分析提供了强大的工具。目前绝大多数地理信息系统软件都具备一定的空间分析功能，GIS空间分析已成为地理信息系统的核心功能之一，它特有的地理信息（特别是隐含信息）的提取、表现和传输功能，是地理信息系统区别于一般信息系统的主要功能特征。
现在我们来通过不同的角度和层次来理解基于GIS的空间分析，大致分为三大方向：
1、按空间数据结构类型
按处理的空间数据结构类型来看，可分为栅格数据分析、矢量数据分析。
栅格数据分析是建立在矩阵代数基础上的，在数据处理与分析中使用二维数字矩阵分析法作为其数学基础。因此分析处理简单，处理的模式化很强。一般来说，栅格数据的分析处理方法可以概括为聚类、聚合分析、复合叠加分析、窗口分析、追踪分析等。
矢量数据空间分析数学基础则是二维迪卡尔坐标系统。常用矢量数据空间分析内容包括拓扑包含分析、缓冲区分析及网络分析等。其中有些分析方法二者兼而有之，只是分析处理方式不同，如叠加分析在矢量数据和栅格数据中都有完善的实施方案。
2、 按分析对象的维数
按分析对象的维数来看，包括二维分析、DTM三维分析及多维分析。
其中二维分析包括常规GIS分析的大部分内容，如矢量数据空间分析、栅格数据空间分析、空间统计分析（空间插值、创建统计表面等）、水文分析（河网提取、流域分割、汇流累积量计算、水流长度计算等）、多变量分析、空间插值、地图代数等。
三维分析则有如下内容：三维模型建立和显示基础上的空间查询定位分析，以及建立在三维数据上的趋势面分析、表面积、体积、坡度、坡向、视亮度、流域分布、山脊、山谷及可视域分析等。
多维空间分析是建立在多维GIS系统之上的。相对于时态GIS而言，时空分析包括如下内容：时空数据的分类、时间量测、基于时间的数据平滑和综合、根据时空数据变化进行统计分析、时空叠加分析、时间序列分析及预测分析等。
3、按分析的复杂性程度
从分析复杂性程度来看，GIS空间分析可以分为空间问题查询分析、空间信息提取、空间综合分析、数据挖掘与知识发现、模型构建。
空间问题查询分析包括利用地理位置数据查询属性数据、由属性数据查询位置特征、区位查询（查询用户给定的图形区域——点、圆、矩形或多边形等内的地物属性和空间位置关系）。
空间信息提取涉及空间位置、空间分布、空间统计、空间关系、空间关联、空间对比、空间趋势和空间运动等的研究。其对应的空间分析操作为：空间位置分析、空间分布分析、空间形态分析和空间相关分析等。
空间综合分析涉及空间统计分析、可视性分析、地下渗流分析、水文分析、网络分析等内容。
数据挖掘与知识发现则包括空间分类与聚类、空间关联规则确定、空间异常发现与趋势预测等内容。
模型构建作为复杂空间分析内容，主要涉及各种机理模型的构建，包括空间机理模型、空间统计与机理模型、空间运筹模型、空间复杂系统模型等内容。