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空间分析是研究问题的一种思维方式，也是一种技术工具，其本质是通过与现代信息技术手段的结合提取研究对象的空间信息和空间属性。目前，空间分析已广泛应用于社会科学领域，成为引领社会科学研究的前沿之一。
随着大数据时代的来临，人类社会进入了信息大爆炸时代。当然，大数据的出现也使人们对信息的需求发生了重大变化，对信息来源的广泛性和多元性、信息分析的综合性和精确性提出了更高的要求。随着计算机技术的出现和快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统（geographic information system，GIS）也取得了快速发展，在此基础上的空间分析的重要作用日益凸显。
所有的事情都具有与它们相联系的时间坐标和空间坐标，它们在某一时间发生在某一地方（海宁，2009）。若所有事情共同发展，就不会有发展。若每件事情存在于同一地方，就不会有特殊性。只有空间才使特殊成为可能，然后在时间中展开（勒施，2010）。这其实是在阐述人类观察问题和研究问题的两种思维，即时间思维和空间思维。由于所有研究对象均发生在相应的空间中，因此从空间的视角来看待研究对象是人类自古以来的习惯。也就是说，空间是一个古老的问题，但空间分析作为一种技术手段或技术工具，却是随着近现代科学技术，尤其是信息技术的发展才出现、逐渐受到重视并被广泛应用的。
实际上，自有地图以来，人们就在自觉或不自觉地进行着各种类型的空间分析（spatial analysis）。在地图上测量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，而后者实质已属较高层次上的空间分析（郭仁忠，2001）。“空间分析”这一术语的出现可追溯到20世纪50年代（Berry and Mable，1968），与地理学有较多渊源。发起于20世纪60年代的地理和区域科学计量革命，使空间分析得到蓬勃发展。但在开始阶段，空间分析侧重应用定量（主要是统计）分析手段分析点、线、面的空间分布模式。Chorley（1972）对数据的空间分布和空间结构进行重构后，发现与以往研究方法相比将得出不同的研究结果。Ripley（1981）则对点、面两类数据进行了分析。Uniwn（1981）把地理数据分为点、线、面和空间连续性数据等类型，进行参数描述和图形分析。后来，空间分析借助技术手段，更多地强调研究对象的空间特征、空间决策过程和复杂空间系统的时空演化过程分析。Haining（1994）认为，空间分析是基于地理对象的空间布局的地理数据分析技术。郭仁忠（2001）认为，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。由此可以得出，空间分析是借助计算机软硬件技术的一种分析手段，其目的在于着重分析研究对象的空间属性，提取和传输空间信息。其中，空间分析中“空间”的内容指的是研究对象的每个数据项都应该配有一个地理参考，便于人们观察到每个事例发生在地图上的具体位置。
一般来说，空间分析包括三项基本内容：一是制图建模，即每个数据集被表示为一幅地图或是基于地图操作生成的新的地图（海宁，2009）。例如，缓冲区分析就是对给定的空间对象，如医院门诊部、道路、商业设施、学校等，按设定的距离条件，围绕这些要素形成具有一定范围的多边形实体，从而实现数据在二维空间的扩展。二是数学建模，即根据相关理论，提出相应假设条件，建立模型描述研究对象空间分布模式和动态过程。当然，空间分析中数学模型的效果依赖于模型中对象之间的空间相互作用形式，或空间关系，或模型中对象的空间位置，如一个地区人口的不同地理分布和人口的密度分布会对流行病的传播产生影响。同时，一个地区选民的政治倾向与区域的人口地理分布与人口密度之间也可能存在一定的关系。三是对空间数据进行适当分析的统计技术的开发和应用，以及充分利用数据中的空间参考，如空间分析与GIS的结合使用。
空间分析在应用过程中一般从以下几个方面入手：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似（如空间拓扑）分析（郭仁忠，2001）。
1854年8—9月，英国伦敦霍乱大流行，当局始终找不到发病的原因。当时关于霍乱起因的主流观点是空气污染论，而非病菌学说。后来，约翰·斯诺（John Snow）博士说：“我们画一张图吧。”他在绘有霍乱流行地区所有道路、房屋、饮用水机井等内容的1∶6500比例尺的地图上标出了每个霍乱病死者的住家位置，得到了霍乱病死者居住分布图。斯诺医生分析了这张分布图，得出了霍乱病源之所在——死者住家都集中于饮用“布洛多斯托”井水的地方及周围。进一步深入调查发现，这口水井的水来自河水，而河水被伦敦排出的污水污染了，污染的水携带霍乱病菌。霍乱病患者大都喝了这口水井的水。根据斯诺博士的分析和请示，当局于9月8日摘下了这口水井的水泵，禁止使用该水泵吸水。这天以后，再也没有出现新的霍乱病患者，霍乱疫情得到了有效缓解。
在这个例子中，患者的居住地与饮用水井之间的空间位置关系揭示了霍乱病的发病根源。虽然约翰·斯诺没有发现导致霍乱的病原体，但创造性地使用空间统计学等分析手段找到了传染源，证明了该研究方法的价值。后来，空间统计分析在医学界成为一项基本的研究方法，而“约翰霍乱地图”也成为空间分析的经典案例（Smith，2009）。
地理信息系统是在计算机软硬件的支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。其处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，主要用于分析和处理地理区域内分布的各种现象和过程（汤国安等，2021）。
一般来说，完整的地理信息系统必须包括三个方面：硬件系统（包括网络系统）、用于分析的软件系统、地理空间数据（Uniwn，1981；陈述彭、鲁学军、周成虎，1999；龚健雅，1999，2006；汤国安等，2021；普莱斯，2012）。早期的地理信息系统一般缺乏空间分析功能，但20世纪90年代至今，随着地理信息系统在规模、复杂性和适用性等方面的提高，空间分析模型和方法的逐步完善，二者结合成为必然（Goodchild and Haining，1992）。地理信息系统不只是为了绘制地图，更重要的是分析空间数据，提供空间决策的支持信息，可以说空间分析是地理信息系统的灵魂（郭仁忠，2001）。空间分析丰富和完善了地理信息系统的核心功能，同时地理信息系统也为空间分析提供了技术支持，使得空间分析能够借助地理信息系统，分析研究对象具有空间属性的数据资料，揭示非空间分析方法不能揭示的研究对象的空间属性。当前，空间分析已经成为GIS的核心功能之一，并成为GIS有别于其他信息系统的重要标志之一。
空间分析最早是在地图制图学和测量学中发展起来的，但是很多领域都对空间分析的发展产生了重要影响，例如，统计学（Getis and Ord，1992；Haining，Wise and Ma，1998；Stei，Meer and Gorte，1999；赵作权，2014）、数学和计算机科学、地理信息系统（Goodchild，1987；Fischer，2006；海宁，2009）、遥感等领域都推动了空间分析的发展。当前，基于GIS的空间分析方法作为一种新兴的现代技术，凭借其在空间数据分析与空间处理能力方面的优势被广泛应用于地理学、地质学、生态学、生物学、地球物理、大气科学、水文学、区域科学等多种自然学科或交叉学科的研究，成为资源清查与评估、环境监测与评价、农作物估产与预警、农作物分区种植、灾害预警与损失评估、道路交通管理等领域重要的研究工具和分析手段。
随着相关学科研究的不断进步，尤其是计算机技术和信息技术的蓬勃发展，空间分析成为一种理解和解释现代社会问题的技术工具。空间分析依据自身方法多样、思想多元、多学科综合交叉等显著特征和优势，其研究成果已在经济学、社会学、公共卫生和公共医学、公共政策、犯罪学、交通经济学、经济地理学、城市治理、考古学等社会科学领域中广泛应用（美国国家研究院，2002）。例如，Goodchild和Janelle（2004）在《空间综合社会科学》中，使用空间分析方法研究土地利用、城市、商业、收入、公共卫生、公共政策等社会科学领域的问题。再如，为促进空间分析在社会科学领域中的应用，创刊于2008年的《应用空间分析和决策》将研究领域聚焦于犯罪和贫困、移民和人口结构调整、商业零售活动和就业变化、资源管理和环境改善等方面，侧重空间分析方法在不同学科领域和不同区域中的应用研究（赵永、王岩松，2011）。
空间分析在社会科学领域的具体应用中呈现出两种趋势——可视化与定量化（赵作权，2013）。可视化指的是将符号或数额转化为直观的几何图形，用来解释输入计算机中的图像数据，并从复杂的多维数据中生成图像，便于研究人员观察其模拟和计算过程。空间分析的可视化功能在社会科学领域的研究趋势包括四个部分，即精细化、球面化、立体化和网络化。
表1-1 GIS基础上的空间分析功能
续表
资料来源：国安，等.地理信息系统空间分析实验教程［M］.北京：科学出版社，2010.
定量化指的是通过建立空间分析的数学模型，对真实世界中的研究实体和现象进行抽象或简化，重点提取研究数据的空间信息和属性。用于定量的空间分析模型一般包括三种类型。①空间分布模型。空间分布一般有5个要素，即中心性、展布性、密集性、空间方位和空间形状，通过构建空间分布模型可以更加精确地确定研究对象的空间集聚、邻近性、均衡性和差异性等特征。②空间关系模型。通过辨识研究对象的方向、距离、联通和拓扑四种空间关系类型，构建研究对象的空间关系模型。③预测、评价和决策模型。这类模型强调应用性，对研究对象的未来发展趋势进行预测评估，以便为决策服务。
Butz和Torrey（2006）在《科学》杂志上发表的关于社会科学研究前沿的论文指出，基于地理信息系统的空间分析是当前社会科学的研究前沿之一，空间分析将对社会科学研究产生重大影响。空间分析引领了社会科学研究方法，不仅为社会科学研究提供了不同于以往的研究视角，注入了新的研究活力，更为重要的是使空间思维在社会科学领域得到广泛传播。可以说，在专业高度分化的今天，空间分析为社会科学领域提供了新的研究思路。