随着科学技术的不断进步和发展，GIS正向集成化、产业化和社会化发展。人们对GIS的应用不断提出新的要求，特别是空间数据的分析，已经成为GIS的主要功能特征，也是评价一个GIS功能的主要指标之一。GIS的目的不仅是计算机绘制地图，更主要的是分析空间数据，提供空间决策信息，进行空间分析。空间分析是GIS的核心功能，也是GIS区别与其它类型系统的一个最主要的功能特征，是GIS的核心和灵魂。

从本质上讲，空间分析是人类认知自然能力的一种延伸，其用于地理现象研究已有很长的历史。空间分析领域的一个最著名的案例就是1854年约翰·斯诺博士发现伦敦霍乱病爆发的原因。1854年8~9月期间，英国伦敦爆发了霍乱疫情，医生约翰·斯诺参与调查病源，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比例尺地图上，标出了每个霍乱病死者的居住位置，得到了霍乱病死者的居住分布图（图8-1所示）。通过这张图的分析，找到了引发霍乱的水井，关闭这口水井后，再有没有新的霍乱病例产生，有力的支持了霍乱是通过水源而非空气传播的理论。

虽然地理学者很早就采用空间分析的方法对各类地理学问题进行研究，但是空间分析概念的提出与飞跃式的发展很大程度获益于20世纪50年代开始的计量地理革命。到20世纪60年代，随着计算机技术的发展，计量地理学又达到了一个新的高峰。在这一时期，第一个GIS在加拿大出现，空间分析的理论与方法体系也在这一时期建立。此后，1970年Tobler提出了著名的地理学第一定律：任何事物都与其它事物相联系，但邻近的事物比较远的事物更为紧密。奠定了现代空间分析的理论基础。

空间分析是对地理空间现象的定量研究，是基于地理对象位置、形态、分布和空间关系数据分析、建模的理论和方法。空间分析的目的是利用各种空间分析方法及空间操作对地理数据库中的空间数据进行深加工，提取和发现地理信息中隐含的空间特征或规律，从而产生新的知识。

空间分析是对分析空间数据有关技术的统称。根据作用的数据性质不同，可以分为：（1）基于空间图形数据的分析运算；（2）基于非空间属性的数据运算；（3）空间和非空间数据的联合运算。空间分析赖以进行的基础是地理空间数据，其运用的手段包括各种几何的逻辑运算、数理统计分析，代数运算等数学手段，最终的目的是解决人们所涉及到地理空间的实际问题，提取和传输地理空间信息，特别是隐含信息，以辅助决策。

空间数据挖掘的基本方法之一，是地学领域一个十分重要的研究内容，是各类综合性地学分析方法与模型的基础。空间分析是已经成为地理科学研究的有力手段，经济建设的实践要求地理科学对自然资源、自然环境和地域系统进行定量分析，应用数学方法和计算机技术，寻求地理现象发生性质变化的数量方面的依据和度量，从而对地理环境的发展、变化提出预测及最优控制。地理空间分析过程如图8-2所示。