課件：GIS技術(shù)及應(yīng)用 (1).課件：gis技術(shù)及應(yīng)用

《物流信息技術(shù)與應(yīng)用》第五章物流動態(tài)跟蹤技術(shù)

第一節(jié)GIS技術(shù)及應(yīng)用第二節(jié)GPS技術(shù)及應(yīng)用第二章公路貨物運輸目錄學(xué)習目標：掌握地理信息系統(tǒng)的概念；掌握全球定位系統(tǒng)的概念；掌握GIS的構(gòu)成、工作原理及應(yīng)用；掌握GPS的主要功能、特點、構(gòu)成及應(yīng)用；學(xué)會使用GIS與GPS。中國倉儲協(xié)會調(diào)查報告案例導(dǎo)入隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展和通信技術(shù)的進步，跨平臺、組件化GIS、GPS技術(shù)的逐步成熟，物流企業(yè)通過無線通信、GIS/GPS能夠精確地獲取運輸車輛的信息，再通過Internet讓企業(yè)內(nèi)部和客戶訪問，從而把整個企業(yè)的操作業(yè)務(wù)變得透明，為協(xié)同商務(wù)打下基礎(chǔ)。使用GIS、GPS我國車輛運營的空載率約40%左右，造成這一狀況的原因：物流企業(yè)無法準確知道運行車輛的具體位置司機只能憑個人經(jīng)驗確定路線實際客戶也不能及時了解貨物配送過程的情況，不能和物流企業(yè)協(xié)調(diào)配合?，F(xiàn)狀介紹地理空間信息技術(shù)在應(yīng)急救援起到什么作用？

地球上幾乎80%的信息都與空間位置相關(guān)，空間信息技術(shù)是一門綜合處理與空間信息相關(guān)的多源信息的信息處理技術(shù)。空間信息包括空間位置、空間形態(tài)、空間分布、空間相關(guān)與空間關(guān)系等信息?！翱臻g位置”是指單個物體的定位信息；“空間形態(tài)”描述物體的形狀和結(jié)構(gòu)；“空間分布”描述群體空間對象的定位信息；“空間相關(guān)”是空間物體基于屬性數(shù)據(jù)的關(guān)系。

地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）、空間決策支持系統(tǒng)（SDSS）等屬于空間信息技術(shù)的范疇。

物流活動常處于運動的和非常分散的空間分布狀態(tài)，物流空間信息技術(shù)作為一門處理與物流空間相關(guān)的多源信息的技術(shù)，已成為現(xiàn)代物流信息技術(shù)的重要組成部分，并發(fā)揮了越來越重要的作用。第一節(jié)GIS技術(shù)及應(yīng)用一、GIS概述二、GIS的構(gòu)成三、GIS的應(yīng)用一、GIS概述（一）地理信息1.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.地理信息

地理信息（GeographicInformation）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.地理信息的特性

（1）空間性（地域性）地理信息屬于空間信息，其位置的識別是與數(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志。

（2）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，在一個地面點上，可取得海拔（地勢）、污染、交通等多種信息。

（3）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.地理信息的載體——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)容則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方式?？梢哉f，地理信息系統(tǒng)是地圖的一個延續(xù)，地理信息系統(tǒng)擴展了地圖工作的內(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、分析和表達數(shù)據(jù)能力的系統(tǒng)。由計算機硬件、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。計算機硬件包括各類計算機處理及終端設(shè)備；軟件是支持數(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)和決策支持系統(tǒng)。事務(wù)處理系統(tǒng)強調(diào)的是數(shù)據(jù)的記錄和操作，12306火車票訂票系統(tǒng)、收銀系統(tǒng)等是其典型示例。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。防汛、防風、防旱/?renqun_youhua=759492（三）地理信息系統(tǒng)（GIS）

定義：地理信息系統(tǒng)是以地理數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機的硬、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)進行采集、儲存、管理、運算、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)，為地理研究和地理決策服務(wù)而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。GIS計算機科學(xué)數(shù)學(xué)空間科學(xué)和RS地理學(xué)及測量學(xué)GIS的相關(guān)學(xué)科軟件工程及項目管理數(shù)據(jù)庫技術(shù)計算機圖形學(xué)人工智能及ES數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)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中，借助計算機的硬件、軟件對之進行各種查詢和分析，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，即計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)地理空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)管理操作人員方法（應(yīng)用模型） 其核心部分是計算機軟、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方式。

二、GIS組成和功能1.計算機硬件系統(tǒng)計算機主機：包括顯示器、鍵盤、鼠標等。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：光盤刻錄機、磁帶機、光盤塔、活動硬盤、磁盤陣列等。數(shù)據(jù)輸出設(shè)備：筆式繪圖儀、噴墨繪圖儀（打印機）、激光打印機等。2.計算機軟件系統(tǒng) 指GIS運行所必需的各種程序。其通常包括：計算機系統(tǒng)軟件（如操作系統(tǒng)、匯編程序、編譯程序以及各種維護程序等）基礎(chǔ)軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）地理信息系統(tǒng)軟件（包括GIS基本功能軟件、GIS應(yīng)用軟件等）。操作系統(tǒng)（系統(tǒng)調(diào)用、設(shè)備運行、網(wǎng)絡(luò)等）系統(tǒng)庫（編程語言、數(shù)學(xué)庫等）標準軟件（圖形、數(shù)據(jù)庫等）GIS基本功能軟件GIS應(yīng)用軟件用戶界面GIS軟件基礎(chǔ)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、磁帶機或其他通信系統(tǒng)輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對象，是GIS所表達的現(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、運行到維護的整個生命周期，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)庫操作管理分析決策模型界面表現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取通訊用戶網(wǎng)絡(luò)1、系統(tǒng)硬件2、系統(tǒng)軟件3、空間數(shù)據(jù)4、應(yīng)用人員5、應(yīng)用模型三、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中，再利用計算機圖形技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)以及各種數(shù)學(xué)方法來管理、查詢、分析和應(yīng)用，輸出各種地圖和地理數(shù)據(jù)。 四、地理信息系統(tǒng)的功能1．采集與數(shù)據(jù)輸入2．數(shù)據(jù)編輯與處理3．數(shù)據(jù)的存儲與管理4．空間統(tǒng)計與分析5．可視化表達與輸出跟蹤數(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繪圖機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

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序轉(zhuǎn)化為x，y坐標及對應(yīng)的代碼輸入到計算機中。

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)字數(shù)據(jù)獲取數(shù)據(jù)；通過GPS采集數(shù)據(jù)；直接獲取坐標數(shù)據(jù)。

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)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，即將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計算機內(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、SQLSever、FoxBase、FoxPro等進行管理。 但是，當數(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)顯示是中間處理過程和最終結(jié)果的屏幕顯示，通常以人機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。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、折線圖和散點圖等1．GIS應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大2．GIS應(yīng)用研究不斷深入3．GIS應(yīng)用社會化4．GIS應(yīng)用全球化5．GIS應(yīng)用環(huán)境網(wǎng)絡(luò)化、集成化五、GIS的應(yīng)用地理信息系統(tǒng)應(yīng)用特點：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江西省安遠縣臍橙種植區(qū)劃

日常生活A(yù)TM機網(wǎng)點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)GoogleearthGIS數(shù)據(jù)信息1．車輛路線模型2．網(wǎng)絡(luò)物流模型3．分配集合模型4．設(shè)施定位模型GIS在物流分析中的應(yīng)用

1．車輛路線模型用于解決一個起始點、多個起終點的貨物運輸中，如何降低物流作業(yè)費用，并保證服務(wù)質(zhì)量的問題。包括決定多少車輛，每輛車的行駛路線等。

2．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)點布局問題。如將貨物從N個倉庫運往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輸代價、成本小。

3．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要素分為幾個組，用于解決服務(wù)范圍和銷售市場的問題