GIS空间分析与建模是利用逻辑运算、数理统计和代数运算等数学方法，对空间目标的位置、形态、分布及空间关系进行描述、分析和建模的一门学科。其目标是提取和挖掘地理空间目标的隐含信息，并进一步辅助地理问题求解的空间决策支持技术。在空间分析与建模过程中，一些重要的概念和工具包括元数据、空间元数据、空间尺度、尺度转换、滤波运算、邻近度、空间统计分析、可视化和空间数据挖掘。
元数据是描述数据及其环境的数据，而空间元数据是描述地理空间数据和相关信息的描述性信息。空间尺度则是描述数据表达的空间范围的相对大小以及地理系统中各部分规模的大小。尺度转换指的是信息在不同层次水平尺度范围之间的变化，可以将某一尺度上所获得的信息和知识扩展或收缩到其他尺度上，从而实现不同尺度之间辨别、推断、预测或演绎的跨越。
滤波运算通过一移动的窗口，对整个栅格数据进行过滤处理，将窗口最中央的像元的新值定义为窗口中像元值的加权平均值。邻近度是定性描述空间目标距离关系的重要物关，而空间统计分析则以变异函数为主要工具，研究具有地理空间信息特性的事物或现象的空间相互作用和变化规律的学科。
在空间分析与建模中，可视化是一种非常重要的技术，它运用计算机图形图像处理技术，将复杂的科学现象、自然景观以及十分抽象的概念图形化，以便理解现象，观察其模拟和计算的过程和结果，发现规律和传播知识。另外，空间数据挖掘是从大量的、不完整的空间数据中发现有用的知识和信息的过程。
综上所述，GIS空间分析与建模是一门极其复杂而又充满挑战性的学科，它涉及了多种数学方法和工具，并在地理领域中有着广泛的应用。通过空间分析与建模，人们可以更好地理解和利用地理空间数据，以解决各种复杂的地理问题，并为决策提供更加科学的支持。随着技术的不断发展和进步，空间分析与建模的应用范围和深度将不断扩大，为人类社会的可持续发展和地球环境的保护提供更加强大的工具和支撑。
