第三章物流信息系統(tǒng)的支撐技術(shù)4_GIS

1、第四節(jié)第四節(jié) 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng) （ Geographic Information System， GISGIS） 學(xué)習(xí)思路學(xué)習(xí)思路: :什么是什么是 GIS? GIS? 定義及定義及 特點(diǎn)特點(diǎn)GISGIS的的 組成組成GISGIS功能功能 及工作及工作 流程流程GIS GIS 的應(yīng)用的應(yīng)用1 1、地理：、地理：地球表面各種地球表面各種自然自然現(xiàn)象和現(xiàn)象和人文人文現(xiàn)象以及他們之間的相互關(guān)現(xiàn)象以及他們之間的相互關(guān)系和區(qū)域分異。系和區(qū)域分異。2 2、地理數(shù)據(jù)：、地理數(shù)據(jù)：用來(lái)描述地球表面所有要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布、聯(lián)系和規(guī)用來(lái)描述地球表面所有要素的數(shù)量、質(zhì)量、分布、聯(lián)系和規(guī)律信息的數(shù)字、律信

2、息的數(shù)字、 文字、圖像和圖形和聲音符號(hào)的總稱。文字、圖像和圖形和聲音符號(hào)的總稱。 n珠穆朗瑪峰高程為珠穆朗瑪峰高程為8848.13米米數(shù)字?jǐn)?shù)字 n北京位于華北平原的西北部北京位于華北平原的西北部文字文字 n衛(wèi)星遙感發(fā)回地表植物土壤分布狀態(tài)衛(wèi)星遙感發(fā)回地表植物土壤分布狀態(tài)圖象圖象 n地圖上描繪了七大洲四大洋地理分布地圖上描繪了七大洲四大洋地理分布圖形圖形 n輸入北京位置坐標(biāo)，發(fā)聲輸入北京位置坐標(biāo)，發(fā)聲 “這里是北京這里是北京”聲音聲音 一、基本概念一、基本概念衛(wèi)衛(wèi)星星遙遙感感圖圖3、地理信息：、地理信息：有關(guān)地理實(shí)體性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征。有關(guān)地理實(shí)體性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征。或一切與空間

3、位置有關(guān)的信息都叫地理信息?；蛞磺信c空間位置有關(guān)的信息都叫地理信息。 地理信息的載體地圖地理信息的載體地圖 地圖是地理信息最常見的載體，地圖表現(xiàn)了各種地理要素地圖是地理信息最常見的載體，地圖表現(xiàn)了各種地理要素的數(shù)量、質(zhì)量特征及時(shí)空關(guān)系。地圖是地理信息系統(tǒng)中不可的數(shù)量、質(zhì)量特征及時(shí)空關(guān)系。地圖是地理信息系統(tǒng)中不可缺少的工具。缺少的工具。4、地理信息系統(tǒng)（、地理信息系統(tǒng)（GIS）：）：地理信息系統(tǒng)是一種能把圖形地理信息系統(tǒng)是一種能把圖形管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)各種空間信息管理系統(tǒng)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，對(duì)各種空間信息進(jìn)行收集、儲(chǔ)存、分析和可視化表達(dá)的信息處理與管理系統(tǒng)。進(jìn)行收

4、集、儲(chǔ)存、分析和可視化表達(dá)的信息處理與管理系統(tǒng)。例如例如: :一條道路或一幢房子的空間位置、幾何形態(tài)，以及道路的類別、寬度、建筑材料種類，房子的主人、建筑年代等輸入到計(jì)算機(jī)中，借助計(jì)算機(jī)的硬件、軟件對(duì)之進(jìn)行各種查詢和分析，并以地圖的表現(xiàn)形式顯示出來(lái)。二、地理信息系統(tǒng)的組成二、地理信息系統(tǒng)的組成（五個(gè)部分）：五個(gè)部分）：硬硬 件件軟件軟件數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)人員人員方方 法法輸入設(shè)備輸入設(shè)備專用設(shè)備專用設(shè)備常規(guī)設(shè)備常規(guī)設(shè)備GPS全數(shù)字?jǐn)z影全數(shù)字?jǐn)z影 測(cè)量工作站測(cè)量工作站解析和數(shù)字解析和數(shù)字 攝影測(cè)量?jī)x器攝影測(cè)量?jī)x器遙感與遙感遙感與遙感 圖象處理系統(tǒng)圖象處理系統(tǒng)全站儀全站儀掃描儀掃描儀數(shù)字化儀數(shù)字化儀鍵盤、鼠

5、標(biāo)鍵盤、鼠標(biāo)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)工作站工作站服務(wù)器服務(wù)器硬盤陣列硬盤陣列存儲(chǔ)設(shè)備存儲(chǔ)設(shè)備活動(dòng)硬盤活動(dòng)硬盤光盤機(jī)光盤機(jī)磁帶機(jī)磁帶機(jī)輸出設(shè)備輸出設(shè)備繪圖儀繪圖儀終端終端打印機(jī)打印機(jī)1、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) （系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)等）（系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運(yùn)行、網(wǎng)絡(luò)等）系統(tǒng)庫(kù)系統(tǒng)庫(kù) （編程語(yǔ)言、數(shù)學(xué)庫(kù)等）（編程語(yǔ)言、數(shù)學(xué)庫(kù)等）標(biāo)準(zhǔn)軟件標(biāo)準(zhǔn)軟件 （圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)等）（圖形、數(shù)據(jù)庫(kù)等）GIS基本功能軟件基本功能軟件GIS應(yīng)用軟件應(yīng)用軟件用戶界面用戶界面GIS軟件軟件基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件GIS2 2、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)（三大板塊）、計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)（三大板塊） GIS GIS中有三種數(shù)

6、據(jù)，即中有三種數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和時(shí)間屬性數(shù)據(jù)和時(shí)間數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。n空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù) 是描述目標(biāo)的空間位置、幾何形態(tài)以及與是描述目標(biāo)的空間位置、幾何形態(tài)以及與其他目標(biāo)的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)。例如描述一幢房子位其他目標(biāo)的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)。例如描述一幢房子位置和形狀的坐標(biāo)數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)通常是通過(guò)測(cè)繪手置和形狀的坐標(biāo)數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)通常是通過(guò)測(cè)繪手段獲取的（包括地圖、遙感、段獲取的（包括地圖、遙感、GPSGPS等）。等）。 n屬性數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù) 指描述空間目標(biāo)的社會(huì)或自然屬性的數(shù)據(jù)，指描述空間目標(biāo)的社會(huì)或自然屬性的數(shù)據(jù)，如房子的戶主、建筑年代、建筑材料等。如房子的戶主、建筑年代、建筑材料等。 3

7、3、地理數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)（1）低級(jí)技術(shù)人員：不必知道GIS如何工作，任務(wù)是數(shù)據(jù)的輸入、結(jié)果的輸出等。 （2）業(yè)務(wù)操作人員：運(yùn)行和完成應(yīng)用任務(wù)。 （3）軟件技術(shù)人員：開發(fā)及數(shù)學(xué)模型的建立，應(yīng)熟練掌握GIS的操作。 （4）科研人員：利用GIS 進(jìn)行科研工作，并提出新的 應(yīng)用項(xiàng)目、新的要求和功能。 （5）管理人員：包括決策 和公關(guān)等人員，應(yīng)懂得GIS 技術(shù)，能介紹GIS的功能， 尋找用戶等。咨咨詢?cè)?管管理理 信息信息管理管理 數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)整理整理 4 4、管理和操作人員、管理和操作人員 模型是在對(duì)專業(yè)領(lǐng)域的具體對(duì)象與過(guò)程進(jìn)行大量研究的基礎(chǔ)上總結(jié)出來(lái)的規(guī)律表示。 GIS利用這些模型對(duì)大量空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析綜

8、合來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的。如基于GIS的礦產(chǎn)資源評(píng)價(jià)模型、災(zāi)害評(píng)價(jià)模型等。 例：例：公公園園選選址址5 5、方法（模型）、方法（模型）GIS的基本功能分為數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)編輯與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達(dá)與輸出四個(gè)方面。 1、數(shù)據(jù)輸入。、數(shù)據(jù)輸入。數(shù)據(jù)輸入主要是指將地圖數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)和文字報(bào)告等輸入、轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可處理的數(shù)字形式的過(guò)程。2、數(shù)據(jù)編輯與管理。、數(shù)據(jù)編輯與管理。數(shù)據(jù)編輯主要是指屬性編輯和圖形編輯。屬性編輯主要與數(shù)據(jù)庫(kù)管理結(jié)合在一起完成，圖形編輯主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立、圖形編輯、圖形整修、圖幅拼接、圖形變換、誤差校正等功能。3 3、空間查詢和空間分析功能。、空間查詢和空間分析功能。這是

9、這是GISGIS的核心功能的核心功能nGIS可以在各種咨詢服務(wù)中為房地產(chǎn)開發(fā)商找到適合于開發(fā)的土地； n房地產(chǎn)經(jīng)紀(jì)人可以用GIS在一定的區(qū)域內(nèi)尋找滿足例如小高層、三房?jī)蓮d等條件的所有房屋，并可列出這些房屋的所有特點(diǎn)； n農(nóng)業(yè)人員利用GIS找尋糧食、土壤和天氣之間的相關(guān)關(guān)系等。 三、地理信息系統(tǒng)的基本功能三、地理信息系統(tǒng)的基本功能 如在這片水域周圍100 m范圍內(nèi)有多少房子？這家商店附近10 km范圍內(nèi)有多少消費(fèi)者？在這口井周圍500 m范圍內(nèi)某種作物種植了多大面積？為了回答這些問(wèn)題，GIS使用一個(gè)稱為緩沖區(qū)的分析方法來(lái)確定要素間的鄰近關(guān)系。緩沖區(qū)又稱影響區(qū)或影響帶，是指圍繞某一地理要素一定寬度

10、的區(qū)域。如分析商場(chǎng)的市場(chǎng)區(qū)域，道路沿線的地價(jià)變化等（圖4一13）。 【實(shí)例】緩沖區(qū)分析例子?！緦?shí)例】緩沖區(qū)分析例子。 有時(shí)需要對(duì)同一個(gè)對(duì)象生成多個(gè)緩沖區(qū)，如黃浦江上游淀山湖沿岸500 m范圍內(nèi)不得建立永久性建筑物，5 km范圍內(nèi)不得有污染性工業(yè)。這個(gè)向題的實(shí)質(zhì)是以淀山湖為多邊形對(duì)象，分別生成500 m和5000 m為半徑的兩個(gè)緩沖區(qū)。 【實(shí)例】【實(shí)例】【實(shí)例】網(wǎng)絡(luò)路徑分析【實(shí)例】網(wǎng)絡(luò)路徑分析 盡管城區(qū)街道錯(cuò)綜復(fù)雜，用電子交通圖就可迅速查詢各種有關(guān)的情況。在電子交通圖上查詢最短路徑。圖中的白色方塊分別代表指定查詢道路的起點(diǎn)與終點(diǎn)，銀灰色和粉紅色道路分別是兩次查詢出來(lái)的最短路徑。 網(wǎng)絡(luò)路徑分析主要

11、包括最佳路徑分析、網(wǎng)絡(luò)追蹤分網(wǎng)絡(luò)路徑分析主要包括最佳路徑分析、網(wǎng)絡(luò)追蹤分析和輻射區(qū)分析等。析和輻射區(qū)分析等。4 4、可視化表達(dá)與輸出、可視化表達(dá)與輸出n可視化表達(dá)與輸出通常以人機(jī)交互方式來(lái)選擇顯示的對(duì)象與形式，對(duì)于圖形數(shù)據(jù)，根據(jù)要素的信息密集程度，可選擇放大或縮小顯示。GIS不僅可以輸出全要素地圖，還可以根據(jù)用戶需要，分層輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計(jì)圖、圖表及數(shù)據(jù)等，（圖）為通過(guò)屏幕顯示地圖。 暈渲地形圖 普通地圖（1）地圖）地圖 地圖是空間實(shí)體的符號(hào)化模型，是地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的主要地圖是空間實(shí)體的符號(hào)化模型，是地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的主要表現(xiàn)形式（如圖表現(xiàn)形式（如圖)?！緦?shí)例】地理信息系統(tǒng)輸出產(chǎn)品類型

12、【實(shí)例】地理信息系統(tǒng)輸出產(chǎn)品類型 統(tǒng)計(jì)表格將數(shù)據(jù)直接表示在表格中，使讀者可直接看到具體數(shù)據(jù)值（圖4-22、圖4一23、圖424）。 統(tǒng)計(jì)圖表與地圖的綜合使用形成專題地圖（圖425）。（3 3）統(tǒng)計(jì)圖表）統(tǒng)計(jì)圖表四、地理信息系統(tǒng)的類型四、地理信息系統(tǒng)的類型n（1）專題地理信息系統(tǒng)n（2）區(qū)域信息系統(tǒng)n（3）地理信息系統(tǒng)工具或地理信息系統(tǒng)外殼1、GIS技術(shù)在物流領(lǐng)域的應(yīng)用 GIS物流分析軟件集成了運(yùn)輸路線模型、空間查詢模型、網(wǎng)絡(luò)物流模型、配送區(qū)域劃分模型和設(shè)施定位模型等。 (1)網(wǎng)絡(luò)物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問(wèn)題，也就是物流網(wǎng)點(diǎn)布局問(wèn)題。 如將貨物從N個(gè)倉(cāng)庫(kù)送到M個(gè)商店，每個(gè)商店都

13、有固定的需求量，因此需要確定由哪個(gè)倉(cāng)庫(kù)提貨送給哪個(gè)商店，所耗的運(yùn)輸代價(jià)最小。包括決定使用多少運(yùn)輸工具，每部運(yùn)輸工具的行駛路線等。五、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用五、地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用n(2)(2)配送區(qū)域劃分模型配送區(qū)域劃分模型。根據(jù)各個(gè)要素的相似點(diǎn)把同一層上的所有或部分要素分為幾個(gè)組，用以解決確定服務(wù)范圍和銷售市場(chǎng)范圍等問(wèn)題。如某一公司要設(shè)立X個(gè)分銷點(diǎn)，要求這些分銷點(diǎn)要覆蓋某一地區(qū)，而且要使每個(gè)分銷點(diǎn)的顧客數(shù)目大致相等。 n(3)(3)設(shè)施定位模型。設(shè)施定位模型。在物流系統(tǒng)中，倉(cāng)庫(kù)和運(yùn)輸線共同組成了物流網(wǎng)絡(luò)，倉(cāng)庫(kù)處于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上，節(jié)點(diǎn)決定著線路，如何根據(jù)供求實(shí)際需要并結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益原則，在既定區(qū)域內(nèi)設(shè)立

14、多少個(gè)倉(cāng)庫(kù)，每個(gè)倉(cāng)庫(kù)的位置、規(guī)模，以及倉(cāng)庫(kù)之間的物流關(guān)系等，運(yùn)用此模型均能很容易地得到解決。 n(4)(4)運(yùn)輸路線模型。運(yùn)輸路線模型。用于解決一個(gè)起始點(diǎn)、多個(gè)終點(diǎn)的貨物運(yùn)輸中，如何降低物流作業(yè)費(fèi)用，并保證服務(wù)質(zhì)量的問(wèn)題。n(5)(5)空間查詢模型。空間查詢模型。如可以查詢以某一商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)為圓心某半徑內(nèi)配送點(diǎn)的數(shù)目，以此判斷哪一個(gè)配送中心距離最近，為安排配送做準(zhǔn)備。案例案例:GIS在醫(yī)療救護(hù)中的應(yīng)用在醫(yī)療救護(hù)中的應(yīng)用 當(dāng)患者向監(jiān)控中心請(qǐng)求急救時(shí)，監(jiān)控中心可以從GIS電子地圖上查看到患者的具體位置并同時(shí)搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者?；颊哌M(jìn)入救護(hù)車后，監(jiān)控中心可以通過(guò)雙向通話功能，指導(dǎo)

15、救護(hù)車上的醫(yī)生實(shí)施救護(hù)治療，同時(shí)通過(guò)GIS的最優(yōu)路徑功能，給救護(hù)車指引道路，使其以最快的速度到達(dá)醫(yī)院或急救中心。而在救護(hù)車行進(jìn)的過(guò)程中，患者的家屬可以通過(guò)Internet立即上網(wǎng)查詢救護(hù)車的行進(jìn)位置及患者的狀態(tài)信息。通過(guò)GIS并結(jié)合GPS和GSM無(wú)線通信及網(wǎng)絡(luò)，使患者、家屬、救護(hù)車及醫(yī)生之間建立了無(wú)縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時(shí)的治療。 政府部門的GIS，首先是完成各種基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，為社會(huì)和個(gè)人提供專業(yè)信息查詢等。其應(yīng)用包括設(shè)備管理、醫(yī)療衛(wèi)生、旅游、公交、電信、房地產(chǎn)、城市規(guī)劃、水利項(xiàng)目等。 3 3、社會(huì)個(gè)人的、社會(huì)個(gè)人的GISGIS應(yīng)用應(yīng)用 滿足諸如出行最優(yōu)線路選擇、公共服務(wù)設(shè)施

16、定位、旅游線路選擇和網(wǎng)絡(luò)虛擬等需要。最近個(gè)人應(yīng)用GIS的參與者越來(lái)越多，規(guī)模也越來(lái)越大。2 2、GISGIS在政府部門的應(yīng)用在政府部門的應(yīng)用六、地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)六、地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)nGIS網(wǎng)絡(luò)化nGIS標(biāo)準(zhǔn)化n數(shù)據(jù)商業(yè)化n系統(tǒng)專門化nGIS企業(yè)化nGIS全球化nGIS大眾化1、 GIS與地圖學(xué) GIS是以地圖數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，其最終產(chǎn)品之一也是地圖，兩者都是地理學(xué)的信息載體，同樣具有存儲(chǔ)分析和顯示的功能。 GIS是地圖學(xué)理論、方法與功能的延伸，地圖學(xué)與GIS是一脈相承的，它們都是空間信息處理的學(xué)科，只不過(guò)地圖學(xué)強(qiáng)調(diào)圖形信息傳輸，而GIS則強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)處理與分析。 七、七、GISGIS與其它

17、信息技術(shù)的區(qū)別與其它信息技術(shù)的區(qū)別 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）專門研究如何存儲(chǔ)和管理所有類型的數(shù)據(jù)，其中包括地理數(shù)據(jù)。DBMS使存儲(chǔ)和查找數(shù)據(jù)最優(yōu)化，許多GIS需要包含DBMS。但是，許多DBMS數(shù)據(jù)表示不直觀，沒(méi)有空間概念，即使存儲(chǔ)了圖形，也只是以文件形式管理，圖形要素不能分解查詢。而GIS具有以某種選定的方式對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和判斷的能力，而不是簡(jiǎn)單的數(shù)據(jù)管理，這種能力使用戶能得到關(guān)于數(shù)據(jù)的知識(shí)，因此，GIS是能對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的DBMS。例如，電話查號(hào)臺(tái)可看做一個(gè)一般數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，它只能回答用戶所詢問(wèn)的電話號(hào)碼，而GIS除了可查詢電話號(hào)碼外，還可提供電話用戶的地理分布、空間密度、最近

18、的郵電局等信息。 2 2 、 GISGIS與一般數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（與一般數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMSDBMS）3 3、 GISGIS與計(jì)算機(jī)地圖制圖與計(jì)算機(jī)地圖制圖 GIS應(yīng)用于地圖制圖，可實(shí)現(xiàn)地圖圖形數(shù)字化，建立圖形和屬性兩類數(shù)據(jù)相結(jié)合的數(shù)據(jù)庫(kù)。而計(jì)算機(jī)地圖制圖主要考慮可視材料的顯示和處理，考慮地形、地物和各種專題要素在圖上的表示，計(jì)算機(jī)地圖制圖通常只有圖形數(shù)據(jù)，不太注重可視實(shí)體具有或不具有的非圖形屬性，而這種屬性卻是地理分析中非常有用的數(shù)據(jù)。GIS既注重實(shí)體的空間分布又強(qiáng)調(diào)它們的顯示方法和顯示質(zhì)量，強(qiáng)調(diào)的是信息及其操作，不僅有圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，還有非圖形數(shù)據(jù)庫(kù)，并且可綜合兩者的數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析，提供對(duì)規(guī)劃、管理和決策有用的信息。數(shù)字地圖是GIS的數(shù)據(jù)源，也是GIS的表達(dá)形式，計(jì)算