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文檔簡介

1、案例51 GIS技術(shù)在災(zāi)害監(jiān)測中的應(yīng)用P119思考:(1)分析GIS在汶川地震中所起到的作用;(2)GIS技術(shù)是否可以應(yīng)用在物流活動中,如何應(yīng)用?項目項目51 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GIS)一、 GIS概述(一)地理信息1. 1.地理地理 泛指地球表面各種自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象以及它們之間相互關(guān)系和區(qū)域的分異。2.2.地理信息地理信息 地理信息地理信息(Geographic Information)是指與空間地理分布有關(guān)的信息,是對地球表面位置相關(guān)的地理現(xiàn)象和過程的客觀表示。地理信息屬于空間信息。3.3.地理信息的特性地理信息的特性空間性(地域性)空間性(地域性) 地理信息屬于空間信息,其位置

2、的識別是與數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起的。這是地理信息區(qū)別于其他類型信息最顯著的標(biāo)志。多維性多維性 地理信息在二維空間的基礎(chǔ)上實現(xiàn)多專題的三維結(jié)構(gòu)。例如,在一個地面點(diǎn)上,可取得高程、污染、交通等多種信息。時序性(動態(tài))時序性(動態(tài)) 地理信息能夠劃分成不同時間段來尋找信息的分布規(guī)律。4.4.地理信息的載體地理信息的載體地圖地圖 地圖是地理信息最為常見的載體,我們可以通過查看地圖獲取所需要的地理信息。 地圖本質(zhì)上是地球自身的一種描述,其研究的對象是地理環(huán)境的各種要素,地圖表現(xiàn)的內(nèi)容是各種地理要素的數(shù)量、質(zhì)量特征及其時空關(guān)系。 地圖是地理信息系統(tǒng)研究中不可缺少的工具,也是地理信息系統(tǒng)研究成果的最好表達(dá)方式。 可

3、以說,地理信息系統(tǒng)是地圖的一個延續(xù),地理信息系統(tǒng)擴(kuò)展了地圖工作的內(nèi)容。(二)信息系統(tǒng)1信息系統(tǒng)的基本組成信息系統(tǒng)是具有采集、管理、分析和表達(dá)數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)。由計算機(jī)硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶四大要素組成,另外,智能化的信息系統(tǒng)還包括知識。計算機(jī)硬件包括各類計算機(jī)處理及終端設(shè)備;軟件是支持?jǐn)?shù)據(jù)信息的采集、存儲加工、再現(xiàn)和回答用戶問題的計算機(jī)程序系統(tǒng);數(shù)據(jù)是系統(tǒng)分析與處理的對象,構(gòu)成系統(tǒng)的應(yīng)用基礎(chǔ);用戶是信息系統(tǒng)所服務(wù)的對象。2信息系統(tǒng)的類型根據(jù)系統(tǒng)所執(zhí)行的任務(wù),信息系統(tǒng)可分為事務(wù)處理系統(tǒng)(Transaction process system)和決策支持系統(tǒng)(Decision support syst

4、em)。事務(wù)處理系統(tǒng)事務(wù)處理系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)的是數(shù)據(jù)的記錄和操作,民航訂票系統(tǒng)是其典型示例之一。決策支持系統(tǒng)決策支持系統(tǒng)是用以獲得輔助決策方案的交互式計算機(jī)系統(tǒng),一般是由語言系統(tǒng)、知識系統(tǒng)和問題處理系統(tǒng)共同構(gòu)成。 (三)地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(GIS)有時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。定義:定義: 地理信息系統(tǒng)是以地理數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在計算地理信息系統(tǒng)是以地理數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),在計算機(jī)的硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層機(jī)的硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、(包括大氣層)空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲存、管理、運(yùn)算、分析、

5、顯示和描述,并采用地理儲存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述,并采用地理模型分析方法,實時提供多種空間和動態(tài)的地理數(shù)據(jù),模型分析方法,實時提供多種空間和動態(tài)的地理數(shù)據(jù),為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機(jī)技術(shù)為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。系統(tǒng)。 地理信息系統(tǒng)處理、管理的對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)及其關(guān)系,包括空間定位數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、遙感圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)等,用于分析和處理在一定地理區(qū)域內(nèi)分布的各種現(xiàn)象和過程,解決復(fù)雜的規(guī)劃、決策和管理問題。2.GIS的基本功能基本功能空間數(shù)據(jù)采集空間數(shù)據(jù)處理空間數(shù)據(jù)存儲分析模型建立空間信息建立空間信息輸出各種地圖制作等其中空間分析功能是

6、GIS的核心功能。 羅杰湯姆林森博士(最早提出“地理信息系統(tǒng)”這個名詞的人 ),探索GIS:用地理信息系統(tǒng)進(jìn)行規(guī)劃(Thinking About GIS: Geographic Information System Planning for Managers)一書的作者。 GIS計算機(jī)科學(xué)計算機(jī)科學(xué)數(shù)學(xué)數(shù)學(xué)空間科學(xué)和空間科學(xué)和RS地理學(xué)及測量學(xué)地理學(xué)及測量學(xué)軟件工程及軟件工程及項目管理項目管理數(shù)據(jù)庫技術(shù)數(shù)據(jù)庫技術(shù)計算機(jī)圖形學(xué)計算機(jī)圖形學(xué)人工智能人工智能及及ES數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)GIS與地理信息、信息系統(tǒng)之間的關(guān)系: 簡單地說,GIS就是把一定空間內(nèi)感興趣的空間實體的信息,例如,一

7、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算機(jī)中,借助計算機(jī)的硬件、軟件對之進(jìn)行各種查詢和分析,并以地圖的表現(xiàn)形式顯示出來。地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)地理信息信息系統(tǒng)空間位置:(X,Y,Z)數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、處理、分析、模擬和顯示(一)GIS的組成完整的GIS主要由五個部分構(gòu)成,即計算機(jī)硬件系統(tǒng)計算機(jī)硬件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理操作人員系統(tǒng)管理操作人員方法(應(yīng)用模型)方法(應(yīng)用模型)其核心部分是計算機(jī)軟、硬件系統(tǒng),空間數(shù)據(jù)庫反映了GIS的地理內(nèi)容,而管理人員和用戶則決定系統(tǒng)的工作方式和信息表示

8、方式。 二、 GIS組成和功能地理信息系統(tǒng)的組成 1. 1.計算機(jī)硬件系統(tǒng)計算機(jī)硬件系統(tǒng)計算機(jī)主機(jī):計算機(jī)主機(jī):包括顯示器、鍵盤、鼠標(biāo)等。數(shù)據(jù)輸入設(shè)備:數(shù)據(jù)輸入設(shè)備:數(shù)字化儀、圖像掃描儀、手寫筆、光筆、RS遙感、GPS等。數(shù)據(jù)存儲設(shè)備:數(shù)據(jù)存儲設(shè)備:光盤刻錄機(jī)、磁帶機(jī)、光盤塔、活動硬盤、磁盤陣列等。數(shù)據(jù)輸出設(shè)備:數(shù)據(jù)輸出設(shè)備:筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀(打印機(jī))、激光打印機(jī)等。2.2.計算機(jī)軟件系統(tǒng)計算機(jī)軟件系統(tǒng)指GIS運(yùn)行所必需的各種程序。其通常包括計算機(jī)系統(tǒng)軟件計算機(jī)系統(tǒng)軟件(如操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序以及各種維護(hù)程序等)基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)軟件(圖形、數(shù)據(jù)庫等)地理信息系統(tǒng)軟件地理信息系統(tǒng)軟件(

9、包括GIS基本功能軟件、GIS應(yīng)用軟件等)。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)庫系統(tǒng)庫(編程語言、數(shù)學(xué)庫等)(編程語言、數(shù)學(xué)庫等)標(biāo)準(zhǔn)軟件標(biāo)準(zhǔn)軟件(圖形、數(shù)據(jù)庫等)(圖形、數(shù)據(jù)庫等)GISGIS基本功能軟件基本功能軟件GISGIS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GIS系統(tǒng)軟件示意圖3.地理空間數(shù)據(jù)地理空間數(shù)據(jù)是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文景觀數(shù)據(jù),可以是圖形、圖像、文字、表格和數(shù)字等。由系統(tǒng)的建立者通過數(shù)字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機(jī)或其他通信系統(tǒng)輸入GIS,是系統(tǒng)程序作用的對象,是GIS

10、所表達(dá)的現(xiàn)實世界經(jīng)過模型抽象的實質(zhì)性內(nèi)容。不同用途的GIS其地理空間數(shù)據(jù)的種類、精度都是不同的,但基本上都包括三種互相聯(lián)系的數(shù)據(jù)類型。某個已知坐標(biāo)系中的位置實體間的空間相關(guān)性與幾何位置無關(guān)的屬性4. 系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員人是GIS中的重要構(gòu)成因素。地理信息系統(tǒng)從其設(shè)計、建立、運(yùn)行到維護(hù)的整個生命周期,處處都離不開人的作用。 完整GIS的組成和內(nèi)容空間數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)庫操作操作管理管理分析分析決策模型決策模型界面界面表現(xiàn)表現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)獲取通訊通訊用戶用戶網(wǎng)絡(luò)三、GIS的工作原理GIS把地理事物的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù),以數(shù)字的方式存儲在計算機(jī)中,再利用計算機(jī)圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及各種數(shù)學(xué)方法來

11、管理、查詢、分析和應(yīng)用,輸出各種地圖和地理數(shù)據(jù)。1.空間模型間模式GIS將現(xiàn)實世界抽象為相互聯(lián)結(jié)的具有不同特征的圖層(Layer)組合,在GIS中,地理數(shù)據(jù)以圖層為單位進(jìn)行組織和存儲,一個圖層表示一種類型的地理實體。2.地理參考系地理空間數(shù)據(jù)包括絕對位置信息,如經(jīng)緯度坐標(biāo),以及相對位置信息,包括地址、編碼、統(tǒng)計調(diào)查等。地理空間數(shù)據(jù)是用于描述位置和空間要素屬性的數(shù)據(jù)。GIS可以將這些地球表面的空間要素作為地圖要素展現(xiàn)在平面上,但地圖圖層必須基于相同的坐標(biāo)系統(tǒng)。與GIS有關(guān)的坐標(biāo)系統(tǒng)主要有地理坐標(biāo)和投影坐標(biāo),前者屬于球面坐標(biāo)系統(tǒng),后者屬于平面坐標(biāo)系統(tǒng)。 3 矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)要將實際地理世界的實體

12、、現(xiàn)象在GIS概念世界表達(dá),需要建立一定的數(shù)據(jù)模型來描述地理實體及實體關(guān)系。在GIS領(lǐng)域,目前普遍采用了兩種數(shù)據(jù)模型:基于目標(biāo)的和基于場的。 兩者的優(yōu)缺點(diǎn)比較見表 三、地理信息系統(tǒng)的功能三、地理信息系統(tǒng)的功能1采集與數(shù)據(jù)輸入采集與數(shù)據(jù)輸入2數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)編輯與處理3數(shù)據(jù)的存儲與管理數(shù)據(jù)的存儲與管理 4空間統(tǒng)計與分析空間統(tǒng)計與分析5可視化表達(dá)與輸出可視化表達(dá)與輸出(1)數(shù)據(jù)輸入)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)是GIS的血液。數(shù)據(jù)輸入的目的是將現(xiàn)有的地圖、航空相片、遙感圖像、文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以處理與接收的數(shù)字形式,使系統(tǒng)能夠識別、管理和分析。數(shù)據(jù)輸入方式常有三種形式三種形式:手扶跟蹤數(shù)字化儀的矢量跟蹤數(shù)

13、字化,它是通過人工選點(diǎn)或跟蹤線段進(jìn)行數(shù)字化,主要輸入有關(guān)圖形點(diǎn)、線、面的位置坐標(biāo);掃描數(shù)字化儀的光柵掃描數(shù)字化,主要輸入有關(guān)圖像的網(wǎng)格數(shù)據(jù);鍵盤輸入,主要輸入有關(guān)圖像、圖形的屬性數(shù)據(jù)(即代碼、符號),在屬性數(shù)據(jù)輸入之前,須對其進(jìn)行編碼。(2)數(shù)據(jù)存儲與管理)數(shù)據(jù)存儲與管理 數(shù)據(jù)管理部分使GIS的心臟。在GIS 的核心部分,有一個巨大的地理數(shù)據(jù)庫,它必須能管理存儲于GIS中的一切數(shù)據(jù)。GIS的地理數(shù)據(jù)庫中主要存儲有空間數(shù)據(jù)、專題數(shù)據(jù)以及多媒體數(shù)據(jù)等,并具有數(shù)據(jù)庫的定義、維護(hù)、查詢、通信等功能。(3)數(shù)據(jù)分析與處理)數(shù)據(jù)分析與處理 空間分析是GIS的大腦,它是GIS區(qū)別于一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫和其他一些系

14、統(tǒng)的重要特征。它通過對GIS中空間數(shù)據(jù)的分析和運(yùn)算,為GIS的具體應(yīng)用提供分析處理后的信息。但GIS基礎(chǔ)軟件往往只提供通用基本的分析模型。各種專業(yè)的應(yīng)用模型需要專業(yè)人員進(jìn)行二次開發(fā)。GIS通常提供地形分析、疊置分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等基本的分析功能。(4)數(shù)據(jù)輸出與表示模塊)數(shù)據(jù)輸出與表示模塊 將GIS中的數(shù)據(jù)經(jīng)過分析、轉(zhuǎn)換、處理、組織、以某種用戶可以理解的形式(如報表、地圖等)提供給用戶,GIS還可以直接通過Internet傳給網(wǎng)絡(luò)用戶。由于地圖是地理信息表示的最佳媒介,所以,GIS的數(shù)據(jù)輸出中大量的是地圖的顯示與輸出。輸出的產(chǎn)品可以是在屏幕、打印機(jī)、繪圖機(jī)、磁盤等上面進(jìn)行顯示和保存,也

15、可以通過網(wǎng)絡(luò)直接傳遞給其他用戶。(5)用戶接口模塊)用戶接口模塊該模塊用于接收用戶的指令、程序或數(shù)據(jù),是用戶和系統(tǒng)交互的工具,主要包括用戶界面、程序接口與數(shù)據(jù)接口。 跟蹤數(shù)字化掃描數(shù)字化鍵盤解釋測圖儀編輯、修改、圖像糾正等地圖數(shù)據(jù)遙感圖像數(shù)字資料文字報告地理數(shù)據(jù)庫空間數(shù)據(jù)屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)計評價評價評價宏觀決策多維分析顯示終端打印機(jī)繪圖機(jī)磁帶磁盤屏幕地圖圖表數(shù)據(jù)其他數(shù)據(jù)采集與輸入數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)存儲與管理空間統(tǒng)計與分析數(shù)據(jù)顯示與輸出1.數(shù)據(jù)采集與輸入數(shù)據(jù)采集與輸入根據(jù)任務(wù)的需要,將各種系統(tǒng)外部的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GIS軟件可以識別的格式并加以利用的過程稱為數(shù)據(jù)采集。數(shù)據(jù)采集就是保證各層實體的地物要素按順

16、序轉(zhuǎn)化為x,y坐標(biāo)及對應(yīng)的代碼輸入到計算機(jī)中。通常數(shù)據(jù)采集的方式有以下幾種通常數(shù)據(jù)采集的方式有以下幾種:通過紙質(zhì)地圖的數(shù)字化獲取數(shù)據(jù);直接通過數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù);通過GPS采集數(shù)據(jù);直接獲取坐標(biāo)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)的輸入方法:數(shù)據(jù)的輸入方法:主要有圖形數(shù)據(jù)輸入、柵格數(shù)據(jù)輸入、測量數(shù)據(jù)輸入和屬性數(shù)據(jù)輸入。2. 數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)編輯與處理數(shù)據(jù)處理的任務(wù)和操作內(nèi)容有:數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu)和數(shù)據(jù)抽取。3. 數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)存儲與管理數(shù)據(jù)存儲,即將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機(jī)內(nèi)部或外部存儲介質(zhì)上。屬性數(shù)據(jù)管理一般直接利用商用關(guān)系數(shù)據(jù)庫軟件,如Oracle、SQL Sever、FoxBase、FoxPro等進(jìn)行管理。

17、但是,當(dāng)數(shù)據(jù)量很大而且是多個用戶同時使用數(shù)據(jù)時,最好使用一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)來幫助存儲、組織和管理空間數(shù)據(jù)。4. 空間統(tǒng)計與分析空間統(tǒng)計與分析空間統(tǒng)計與分析是GIS的核心,是GIS最重要和最具有魅力的功能。其以地理事物的空間位置和形態(tài)特征為基礎(chǔ),以空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的綜合運(yùn)算為特征,提取與產(chǎn)生空間的信息。5.數(shù)據(jù)顯示與輸出數(shù)據(jù)顯示與輸出數(shù)據(jù)顯示是中間處理過程和最終結(jié)果的屏幕顯示,通常以人機(jī)交互方式來選擇顯示的對象與形式,對于圖形數(shù)據(jù)根據(jù)要素的信息量和密集程度,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)計圖、圖表及數(shù)據(jù)等。(1)地

18、圖。)地圖。地圖是空間實體的符號化模型,是地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的主要表現(xiàn)形式,常用的地圖種類有點(diǎn)位符號圖、線狀符號圖、面狀符號圖、等值線圖、三維立體圖、暈渲圖等。(2)圖像。)圖像。圖像也是空間實體的一種模型,它不采用符號化的方法、而是采用人的直觀視覺變量表示各空間位置實體的質(zhì)量特征。它一般將空間范圍劃分為規(guī)則的單元、然后再根據(jù)幾何規(guī)則所確定的圖像平面的相應(yīng)位置用直觀視覺變量表示該單元的特征。(3)統(tǒng)計圖表。)統(tǒng)計圖表。非空間信息可采用統(tǒng)計圖表示。統(tǒng)計圖將實體的特征和實體間與空間無關(guān)的相互關(guān)系采用圖形表示。統(tǒng)計圖常用的形式有柱狀圖、扇形圖、直方圖、折線圖和散點(diǎn)圖等(一)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)(一)地

19、理信息系統(tǒng)應(yīng)用特點(diǎn)1 1GISGIS應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大 2 2GISGIS應(yīng)用研究不斷深入應(yīng)用研究不斷深入3 3GISGIS應(yīng)用社會化應(yīng)用社會化4 4GISGIS應(yīng)用全球化應(yīng)用全球化 5 5GISGIS應(yīng)用環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化、集成化應(yīng)用環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化、集成化6 6GISGIS應(yīng)用模型多樣化應(yīng)用模型多樣化GISGIS的應(yīng)用的應(yīng)用自然資源管理自然資源管理石油天然氣勘測水利信息化礦產(chǎn)資源管理土地資源管理日常生活A(yù)TM機(jī)網(wǎng)點(diǎn)分布智能交通管理企業(yè)服務(wù)公共衛(wèi)生政治軍事戰(zhàn)爭情報人口統(tǒng)計防洪抗災(zāi)1車輛路線模型車輛路線模型 2網(wǎng)絡(luò)物流模型網(wǎng)絡(luò)物流模型3分配集合模型分配集合模型4設(shè)施定位模型設(shè)施定位模型GISG

20、IS的應(yīng)用的應(yīng)用(三)(三)GIS在物流分析中的應(yīng)用在物流分析中的應(yīng)用1車輛路線模型車輛路線模型用于解決一個起始點(diǎn)、多個起終點(diǎn)的貨物運(yùn)輸用于解決一個起始點(diǎn)、多個起終點(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)量中,如何降低物流作業(yè)費(fèi)用,并保證服務(wù)質(zhì)量的問題。包括決定多少車輛,每輛車的行駛路的問題。包括決定多少車輛,每輛車的行駛路線等。線等。2網(wǎng)絡(luò)物流模型網(wǎng)絡(luò)物流模型用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題,也就是網(wǎng)點(diǎn)布局問題。如將貨物從N個倉庫運(yùn)往M個商店都有固定的需求量,因此需要研究由哪個倉庫提貨送給哪個商店運(yùn)輸代價小。3分配集合模型分配集合模型根據(jù)各個要素的相似把同一層上的所有或部分根據(jù)

21、各個要素的相似把同一層上的所有或部分要素分為幾個組,用于解決服務(wù)范圍和銷售市要素分為幾個組,用于解決服務(wù)范圍和銷售市場的問題。如某一公司要設(shè)立場的問題。如某一公司要設(shè)立 x 個分銷點(diǎn),要個分銷點(diǎn),要求這些分銷要覆蓋某一地區(qū),而且要使每個分求這些分銷要覆蓋某一地區(qū),而且要使每個分銷點(diǎn)的顧客數(shù)目大致相同。銷點(diǎn)的顧客數(shù)目大致相同。4設(shè)施定位模型設(shè)施定位模型用于研究一個或多個設(shè)施的位置。在物流系統(tǒng)中,倉庫和運(yùn)輸線共同組成了物流網(wǎng)絡(luò),倉庫處于網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)上,節(jié)點(diǎn)決定著路線。如何根據(jù)實際供需情況并結(jié)合經(jīng)濟(jì)效益等原則,在既定區(qū)域內(nèi)設(shè)立多少個倉庫,每個倉庫的位置,每個倉庫的規(guī)模,以及倉庫之間的物流關(guān)系等。企業(yè)G

22、ISGoogel Earth中國電子地圖2009地圖客版習(xí)題1.地理信息系統(tǒng)的定義:2.地理信息系統(tǒng)由( )幾個主要部分構(gòu)成。 3.一個GIS軟件系統(tǒng)應(yīng)完成的五個任務(wù),即( )、數(shù)據(jù)編輯與處理、( )、 ( )和數(shù)據(jù)顯示與輸出。4.目前有兩類GIS系統(tǒng),一類是( ),另一類是( )。一、衛(wèi)星定位技術(shù)回顧 1957年世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功,40年來,人造地球衛(wèi)星技術(shù)在通信、氣象、資源勘察、導(dǎo)航、遙感、大地測量、地球動力學(xué)、天文學(xué)和軍事科學(xué)等眾多領(lǐng)域,得到了極廣泛應(yīng)用。 人造地球衛(wèi)星的出現(xiàn),首先引起了各國軍事部門的高度重視。1958年底,美國海軍武器實驗室,開始著手建立為美國海軍艦艇導(dǎo)航

23、的衛(wèi)星系統(tǒng),即“海軍導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)”(Navy Navigation Satellite SystemNNSS)。由于該系統(tǒng)衛(wèi)星都通過地極,也稱“子午(Transit)衛(wèi)星系統(tǒng)”。GPS技術(shù)技術(shù) 為滿足軍事和民用對連續(xù)實時和三維導(dǎo)航的迫切要求,1973年美國國防部開始組織陸??杖?,共同研究建立新一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的計劃,這就是目前所稱的“導(dǎo)航衛(wèi)星授時測距/全球定位系統(tǒng)”(Navigation Satellite Timing and ranging / Global Positioning System)簡稱全球定位系統(tǒng)(GPS)。GPS實施計劃共分三個階段:第一階段為方案論證和初步設(shè)計階段。第

24、一階段為方案論證和初步設(shè)計階段。從1973年到1979年,共發(fā)射了4顆試驗衛(wèi)星。研制了地面接收機(jī)及建立地面跟蹤網(wǎng)。第二階段為全面研制和試驗階段。第二階段為全面研制和試驗階段。從1979年到1984年,又陸續(xù)發(fā)射了7顆試驗衛(wèi)星,研制了各種用途接收機(jī)。實驗表明,GPS定位精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。第三階段為實用組網(wǎng)階段。第三階段為實用組網(wǎng)階段。1989年2月4日第一顆GPS工作衛(wèi)星發(fā)射成功,表明GPS系統(tǒng)進(jìn)入工程建設(shè)階段。1993年底實用的GPS網(wǎng)即(21+3)GPS星座已經(jīng)建成,今后將根據(jù)計劃更換失效的衛(wèi)星。uGLONASS 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)uGalileo系統(tǒng)u北斗系統(tǒng):我國的第一代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)二

25、、其他建設(shè)和發(fā)展中的定位系統(tǒng)二、其他建設(shè)和發(fā)展中的定位系統(tǒng)1、GLONASSu類似于GPS,是俄羅斯以空間為基礎(chǔ)的無線電導(dǎo)航系統(tǒng);u其前身CICADA與子午系統(tǒng)同期,于1965年設(shè)計,有12顆衛(wèi)星;u20世紀(jì)70年代中期開始啟動GLONASS計劃u1982年10月12日發(fā)射第一顆GLONASS衛(wèi)星u1996年1月18日,完成24顆衛(wèi)星的布局,衛(wèi)星具備完全工作能力u由于經(jīng)濟(jì)原因,現(xiàn)在天空上的GLONASS衛(wèi)星僅為8顆。GLONASS2、Galileou背景:GLONASS在軌衛(wèi)星缺失,GPS獨(dú)霸市場 GLONASS、GPS均由軍方控制u歐盟:要建立國際民間控制的或歐盟自己的民用導(dǎo)航系統(tǒng)u特點(diǎn):共

26、享的獨(dú)立于GPS的無增強(qiáng)條件下的適于海陸空的 系統(tǒng)。參股共建,收費(fèi)。u階段:(一)2000年前,可行性評估或定義(二)20012005,開發(fā)和檢測(三)20062007,部署(四)2008,商業(yè)運(yùn)行Galileo計劃概況伽利略計劃的資金預(yù)計為32億到36億歐元系統(tǒng)由30顆高軌道衛(wèi)星組成,分布在軌道高度為2.4萬千米、傾角為56度的3個軌道面上。基礎(chǔ)設(shè)施包括天基和地基兩部分。衛(wèi)星將為用戶提供精確的時間和誤差不超過一米的全球精確定位服務(wù),與美國GPS和俄羅斯的GLONASS爭奪市場。 3、北斗系統(tǒng)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與開發(fā)的區(qū)域性

27、有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(通信系統(tǒng)(CNSS),是除美國的全),是除美國的全球定位系統(tǒng)(球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯的)、俄羅斯的GLONASS之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)致力于航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)致力于向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)向全球用戶提供高質(zhì)量的定位、導(dǎo)航和授時服務(wù),其建設(shè)與發(fā)展則遵航和授時服務(wù),其建設(shè)與發(fā)展則遵循循開放性、自主性、兼容性、漸進(jìn)開放性、自主性、兼容性、漸進(jìn)性性這這4項原則。項原則。中國正在建設(shè)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)空間段由5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,提供兩種服務(wù)方式,即開放服務(wù)和授權(quán)服務(wù)(屬于第二代系統(tǒng))。開放

28、服務(wù)是在服務(wù)區(qū)免費(fèi)提供定位、測速和授時服務(wù),定位精度為10米,授時精度為50納秒,測速精度02米秒。授權(quán)服務(wù)是向授權(quán)用戶提供更安全的定位、測速、授時和通信服務(wù)以及系統(tǒng)完好性信息。 中國計劃2012年左右,“北斗”系統(tǒng)將覆蓋亞太地區(qū),2020年左右覆蓋全球。我國正在實施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè),已成功發(fā)射六顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃,2012年左右,系統(tǒng)將首先具備覆蓋亞太地區(qū)的定位、導(dǎo)航和授時以及短報文通信服務(wù)能力;2020年左右,建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。 北斗系統(tǒng)定位的目標(biāo)GPS概述概述一、GPS的定義全球定位系統(tǒng)全球定位系統(tǒng)(Global Positioning System,

29、簡稱GPS),利用衛(wèi)星星座(通信衛(wèi)星)、地面控制部分和信號接收機(jī)對地球表面上任何地方的用戶都能進(jìn)行全方位導(dǎo)航和定位的系統(tǒng),也稱全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)。 GPS能對靜態(tài)、動態(tài)對象進(jìn)行動態(tài)空間信息的獲取,快速、精度均勻、不受天氣和時間的限制反饋空間信息,使在地球上任何地方GPS系統(tǒng)的用戶,都能計算出他們所處的方位 。NAVSTAR衛(wèi)星提供了P碼(精碼)和C/A碼(粗碼)兩種定位服務(wù),P碼為軍方服務(wù),定位精度達(dá)到3M;C/A碼對社會開放,定位精度為10M。目前,美國正加緊部署研究GPS計劃。為了滿足到2030年的軍用、民用要求,GPS將選擇全新的優(yōu)化設(shè)計方案,放棄現(xiàn)有的24顆中軌道衛(wèi)星,采用全新的33顆高

30、軌道加靜止軌道衛(wèi)星組網(wǎng)。據(jù)介紹,與現(xiàn)有GPS相比,GPS的信號發(fā)射功率可提高100倍,定位精度提高到0.2-0.5米,這樣可以使GPS制導(dǎo)武器的精度達(dá)到1米以內(nèi)。屆時,GPS的定位、導(dǎo)航和授時能力將得到進(jìn)一步提高。 二、GPS的主要功能軍事上,GPS已成為自動化指揮系統(tǒng)、先進(jìn)武器系統(tǒng)及新的戰(zhàn)役戰(zhàn)術(shù)理論的一項關(guān)鍵性基本保障技術(shù),它被廣泛應(yīng)用于陸??占皯?zhàn)略導(dǎo)彈等各軍兵種。民用上,GPS能為地面車輛、人員、商船、漁船、游艇、民航機(jī)導(dǎo)航定位,用于航道測量、河流及港口導(dǎo)航、大地測量、海洋石油勘探、鉆臺井位的精確定位、管道鋪設(shè)、機(jī)場著陸、交通管制等。GPS的主要功能表現(xiàn)在以下幾個方面:跟蹤車輛、船舶(掌握

31、動態(tài)位置)信息傳遞和查詢(雙向交流信息)及時報警(緊急救援)支持管理(物流系統(tǒng)管理)三、GPS系統(tǒng)的主要特點(diǎn)定位精確度高定位時間短(1s定位或測速)執(zhí)行操作簡便(“傻瓜化”)功能多、應(yīng)用廣(測量、導(dǎo)航、測速、測時)全球、全天候作業(yè)四、GPS系統(tǒng)的組成GPS系統(tǒng)包括三大部分:空間部分GPS衛(wèi)星星座;地面控制部分地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分GPS信號接收機(jī)。 空間部分:提供星歷和時間信息發(fā)射偽距和載波信號提供其它輔助信息GPS工作衛(wèi)星及其星座由高度約為2萬km的21顆工作衛(wèi)星和3顆在軌備用衛(wèi)星組成,記作(213)GPS星座??臻g衛(wèi)星系統(tǒng)由均勻分布在6個軌道平面上的24顆高軌道工作衛(wèi)星構(gòu)成,每顆衛(wèi)星都

32、配備有精度極高的原子鐘(30萬年的誤差為1s)。u衛(wèi)星星座的分布設(shè)置要保證地球上任何地點(diǎn),任何時刻至少可以同時觀測到四顆衛(wèi)星。1.GPS空間衛(wèi)星星座空間衛(wèi)星星座主控站(主控站(1個)個)主控站為全系統(tǒng)提供時間基準(zhǔn),監(jiān)視、控制衛(wèi)星的軌道,處理檢測站送來的各種數(shù)據(jù),編制各衛(wèi)星星歷,計算和修正時鐘誤差及電離層對電波傳播造成的偏差。監(jiān)測站(監(jiān)測站(5個)個)它的主要任務(wù)是接收衛(wèi)星信號,監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài),并向主控站提供觀測數(shù)據(jù)。 注入站(注入站(3個)個)它的作用是將主控站計算出的衛(wèi)星星歷、衛(wèi)星軌道和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中。此外,也能自動向主控站發(fā)射信號,每分鐘報告一次自己的工作狀態(tài)。2. 地面

33、監(jiān)控系統(tǒng)地面監(jiān)控系統(tǒng)地面控制部分一個主控站:科羅拉多斯必靈司三個注入站:阿松森(Ascencion) 迭哥伽西亞(Diego Garcia) 卡瓦加蘭(kwajalein)五個監(jiān)測站=1個主控站+3個注入站+夏威夷(Hawaii)55HawaiiAscencionDiego GarciakwajaleinColorado springs3. GPS信號接收機(jī)信號接收機(jī)GPS的用戶設(shè)備主要由接收機(jī)硬件和處理軟件組成,用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)射信號,經(jīng)信號處理而獲得用戶位置、速度等信息,再通過數(shù)據(jù)處理完成導(dǎo)航和定位。GPS的用戶只接收而不必發(fā)射信號,因此用戶的數(shù)量不受限制。GPS定位和導(dǎo)航原理一、衛(wèi)星

34、定位的基本原理首先假定衛(wèi)星的位置為已知,而又能準(zhǔn)確測定某地點(diǎn)A至衛(wèi)星之間的距離,那么A點(diǎn)一定是位于以衛(wèi)星為中心,所測得距離為半徑的圓球面上。 進(jìn)一步,又測得點(diǎn)A至另一衛(wèi)星的距離,則A點(diǎn)一定處在前后兩個圓球面相交的圓環(huán)上。另外,還可測得與第三個衛(wèi)星的距離,通過3個定位球面就可以確定A點(diǎn)在地球上的空間位置。如果要定位空中位置(如飛機(jī)),還可通過第4顆衛(wèi)星。GPS的定位原理在太空中如果只有一顆衛(wèi)星,并知道某被觀測物與這顆衛(wèi)星的距離,那么被觀測物肯定在以衛(wèi)星為中心,以被觀測物與衛(wèi)星距離為半徑的球面上(如圖),這雖然界定了一個范圍,但球面可以有無數(shù)個點(diǎn),無法確定它的準(zhǔn)確位置。 如果有第二顆衛(wèi)星,且知道被

35、觀測物與第二顆衛(wèi)星的距離,同理,被觀測物也在以第二顆衛(wèi)星為中心,以與第二顆衛(wèi)星的距離為半徑的球面上,若滿足上述兩個條件的被觀測物一定在兩個球面的交界線上,即一個圓周線上。 如果有第三顆衛(wèi)星,并知道被觀測物與它的距離,那么被觀測物一定在圓周線與第三顆衛(wèi)星為中心的球面的交點(diǎn)上,這時,球面與圓周線相交于兩點(diǎn)。1. 1. 怎樣確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置怎樣確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置 要確知衛(wèi)星所處的準(zhǔn)確位置,首先優(yōu)化設(shè)計衛(wèi)星運(yùn)行軌道,而且要由監(jiān)測站通過各種手段連續(xù)不斷地監(jiān)測衛(wèi)星的運(yùn)行狀態(tài),適時發(fā)送控制指令,使衛(wèi)星保持在正確的軌道運(yùn)行。將正確的運(yùn)行軌跡編成星歷,注入衛(wèi)星,且經(jīng)由衛(wèi)星發(fā)送給GPS接收機(jī)。正確接受每

36、個衛(wèi)星的星歷,就可以確知衛(wèi)星的準(zhǔn)確位置。2. 2. 如何測定衛(wèi)星至用戶的距離如何測定衛(wèi)星至用戶的距離衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時間信息,用戶接收機(jī)收到后經(jīng)過計算求出接收機(jī)的三維位置、運(yùn)動方向以及速度和時間等數(shù)據(jù)。(1)時間基準(zhǔn)問題。(原子鐘)(2)時間差與偽距離問題。距離(L)=光速(c)時間差(T1-T0)注意:上述時間差由于接收機(jī)時鐘誤差、大氣傳播誤差及受其他干擾因素的影響,算出來的距離稱為偽距離。(3)誤差及修正技術(shù)。(差分技術(shù))GPS接收機(jī)接收機(jī)uDSNPDSNPuLEICALEICAuGARMINGARMIN uTRIMBLE TRIMBLE uASHTECHASHTECHuJAVADJAVADGPS接收機(jī)接收機(jī)圖片:導(dǎo)航型GPS機(jī)手持型手持型GPS機(jī)機(jī)圖片:大地型GPS接收機(jī)單頻機(jī)單頻機(jī)雙頻機(jī)雙頻機(jī)GPS接收機(jī)天線 天線的基本作用是把來自于衛(wèi)星信號的能量轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電流,并經(jīng)前置放大器進(jìn)行頻率變換,以便對信號進(jìn)行跟蹤、處理和量測。 天線基本類型GPS用于救援GPS用于森林防火GPS用于地震預(yù)報GPS用于大壩及地面沉降的監(jiān)測GPS用于通信汽車導(dǎo)航產(chǎn)品手持式GPS產(chǎn)品網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)GPSGPS5 5網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)GPSGPS 網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)GPSGPS是把是把InternetInternet技術(shù)

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