.,物流信息技術與應用,第七章地理信息系統(tǒng)（GIS）技術與應用,.,第七章地理信息系統(tǒng)技術與應用,第三節(jié),第二節(jié),第四節(jié),第一節(jié),GIS概述(GeographicalInformationSystem),GIS的運行機理,GIS在物流信息系統(tǒng)中的作用,GIS的組成和功能,第四節(jié),GIS工具軟件,第五節(jié),.,江西省萬安縣臍橙種植區(qū)劃,.,包頭市大氣二氧化硫分布圖,.,第一節(jié)GIS概述,GIS的定義,GIS的分類,GIS的特征,3,1,2,.,第三種觀點強調地理信息系統(tǒng)的社會作用，認為GIS從根本上改變了一個組織或部門（如政府規(guī)劃部門）運作的方式。,第二種觀點認為地理信息系統(tǒng)是信息系統(tǒng)的特例。,第一種觀點把地理信息系統(tǒng)描述為一個工具箱，其中包含有一套用于采集、存儲、管理、處理、分析和顯示地理數據的計算機軟件工具。,一、GIS的定義,.,一、GIS的定義,地理信息系統(tǒng)區(qū)別于其他信息系統(tǒng)和信息技術的四大特點：,首先，GIS具備處理地理數據的能力。其二，GIS是在統(tǒng)一的地表定位坐標系統(tǒng)下，以特定的數據模型輸入、組織、存儲和管理（包括更新）地理數據，并允許用戶根據地理空間位置訪問數據，或根據專題屬性訪問數據，以地圖的形式表示地理數據。其三，GIS擁有一套特殊的用于處理和分析地理數據的基本工具。最后，GIS具有很強的地理數據的輸出功能。,.,二、GIS的分類,地理信息系統(tǒng)按照范圍大小可分為全球的、區(qū)域的和局部的三種。按照表達空間數據維數，可分為2維、2.5維、布滿整個三維空間的真三維地理信息系統(tǒng)、考慮時間維的時態(tài)地理信息系統(tǒng)和4維地理信息系統(tǒng)。按照地理空間數據模型或數據結構，可分為地理相關模型、地理關系模型和面向對象模型的地理信息系統(tǒng)。按照內容來分，可以分為專題地理信息系統(tǒng)、綜合地理信息系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)工具。,.,1）專題地理信息系統(tǒng)（ThematicGIS），是具有有限目標和專業(yè)特點的地理信息系統(tǒng)，為特定的專門目的服務。森林動態(tài)監(jiān)測信息系統(tǒng)、水資源管理信息系統(tǒng)、礦業(yè)資源信息系統(tǒng)、農作物估產信息系統(tǒng)、草場資源管理信息系統(tǒng)、水土流失信息系統(tǒng)等。2）區(qū)域信息系統(tǒng)（RegionalGIS），主要以區(qū)域綜合研究和全面的信息服務為目標，可以有不同的規(guī)模，如國家級的、地區(qū)或省級的、市級和縣級等為各不同級別行政區(qū)服務的區(qū)域信息系統(tǒng)；也可以按自然分區(qū)或流域為單位的區(qū)域信息系統(tǒng)。區(qū)域信息系統(tǒng)如加拿大國家信息系統(tǒng)、中國黃河流域信息系統(tǒng)等。許多實際的地理信息系統(tǒng)是介于上述二者之間的區(qū)域性專題信息系統(tǒng)，如北京市水土流失信息系統(tǒng)、海南島土地評價信息系統(tǒng)、河南省冬小麥估產信息系統(tǒng)等。,.,三、GIS的特征,地理信息系統(tǒng)具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和動態(tài)性。地理信息系統(tǒng)由計算機系統(tǒng)支持進行空間地理數據管理，并由計算機程序模擬常規(guī)的或專門的地理分析方法、作用與空間數據，產生有用信息。地理信息系統(tǒng)以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態(tài)預測的能力，并能產生高層次的地理信息。,.,地理信息系統(tǒng)在分析處理問題中使用了空間數據與屬性數據，并通過數據庫管理系統(tǒng)將兩者聯系在一起共同管理、分析和應用，從而提供了認識地理現象的一種新的思維方法。地理信息系統(tǒng)強調空間分析，通過利用空間解析式模型來分析空間數據，地理信息系統(tǒng)的成功應用依賴于空間分析模型的研究與設計。,三、GIS的特征,.,.,第二節(jié)GIS的組成和功能,計算機硬件系統(tǒng)計算機軟件系統(tǒng)地理空間數據（數據庫）GIS應用模型GIS用戶,一個典型的、完整的GIS，其基本組成一般包括以下5個主要部分：,.,.,（1）硬件系統(tǒng),.,（2）計算機軟件系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)軟件和其他支持軟件包括通用的GIS軟件包，也可以包括數據庫管理系統(tǒng)、計算機圖形軟件包、計算機圖像處理系統(tǒng)、CAD等，用于支持對空間數據輸入、存儲、轉換、輸出和與用戶接口。應用分析程序是系統(tǒng)開發(fā)人員或用戶根據地理專題或區(qū)域分析模型編制的用于某種特定應用任務的程序，是系統(tǒng)功能的擴充與延伸。,.,（3）系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員GIS不同于一幅地圖，而是一個動態(tài)的地理模型。需要人進行系統(tǒng)組織、管理、維護和數據更新、系統(tǒng)擴充完善、應用程序開發(fā)，并靈活采用地理分析模型提取多種信息，為研究和決策服務。對于合格的系統(tǒng)設計、運行和使用來說，地理信息系統(tǒng)專業(yè)人員是地理信息系統(tǒng)應用的關鍵，而強有力的組織是系統(tǒng)運行的保障。一個周密規(guī)劃的地理信息系統(tǒng)項目應包括負責系統(tǒng)設計和執(zhí)行的項目經理、信息管理的技術人員、系統(tǒng)用戶化的應用工程師以及最終運行系統(tǒng)的用戶。,.,（4）空間數據是指以地球表面空間位置為參照的自然、社會和人文經濟景觀數據，可以是圖形、圖像、文字、表格和數字等。它是由系統(tǒng)的建立者通過數字化儀、掃描儀、鍵盤、磁帶機或其他系統(tǒng)通訊輸入GIS，是系統(tǒng)程序作用的對象，是GIS所表達的現實世界經過模型抽象的實質性內容。在GIS中，空間數據主要包括：某個已知坐標系中的位置、實體間的空間關系等。,.,GIS的功能,數據處理與編輯,2,數據輸入,1,數據存儲與管理,3,空間查詢與分析,4,數據顯示與輸出,5,.,.,（1）數據采集、監(jiān)測與編輯主要用于獲取數據，保證地理信息系統(tǒng)數據庫中的數據在內容與空間上的完整性、數值邏輯一致性與正確性等。一般而論，地理信息系統(tǒng)數據庫的建設占整個系統(tǒng)建設投資的70%或更多，并且這種比例在近期內不會有明顯的改變。（2）數據處理初步的數據處理主要包括數據格式化、轉換、概括。（3）數據存儲與組織涉及到空間數據和屬性數據的組織。柵格模型、矢量模型或柵格/矢量混合模型是常用的空間數據組織方法。（4）空間查詢與分析（5）圖形與交互顯示地理信息系統(tǒng)為用戶提供了許多用于地理數據表現的工具，其形式既可以是計算機屏幕顯示，也可以是諸如報告、表格、地圖等硬拷貝圖件。,.,第三節(jié)GIS的運行機理,地理空間概述,地理空間數據模型,地理空間的數據結構,地理空間數據庫,地理數據的分類與編碼,一,二,三,四,五,地理空間數據的獲取和處理,六,.,一、地理空間概述,GIS中的地理空間是指經過投影變換后，在笛卡兒坐標系中的地球表層特征空間。它是定義在地球表層目標集上的關系，即地理世界以實體為單位進行組織，將客觀世界作為一個整體看待，每一個實體不僅具有空間位置屬性和空間上的聯系，更重要的是它與其他實體還具有邏輯上的語義聯系，它還具有時間屬性。,.,一、地理空間概述,地理空間定性框架即大地測量控制，由平面控制網和高程控制網組成。,地理空間特征實體表示地理空間信息的幾何形態(tài)、時空分布規(guī)律及其相互之間的關系，指具有形狀、屬性和時序性的空間對象或地理實體，包括點、線、面、體。,GIS中的地理空間一般包括地理空間定位框架及其所聯結的地理空間特征實體。,.,二、地理空間數據模型,GIS空間數據模型由三個有機聯系的層次所組成：,廣為采用的數據模型是基于平面圖的矢量數據模型和基于連續(xù)鋪蓋的柵格數據模型。,可將空間邏輯數據模型分為采用結構化模型和面向操作的模型兩大類。,邏輯數據模型并不涉及員底層的物理實現細節(jié)，但計算機處理的是二進制數據，必須將邏輯數據模型轉換為物理數據模型，即要設計空間數據的物理組織、空間存取方法、數據庫總體存儲結構等。,概念數據模型,邏輯數據模型,物理數據模型,.,三、地理空間的數據結構,基于矢量模型的數據結構簡稱為矢量數據結構。矢量數據結構是通過記錄坐標的方式來表示點、線、面等地理實體空間分布的一種數據組織方式。矢量數據結構的獲取方法主要有：手工數字化法、手扶跟蹤數字化法、數據結構轉換法。,矢量數據結構,.,三、地理空間的數據結構,柵格結構又稱為網格結構（raster或gridcell）或象元結構（pixel），是指將地球表面劃分為大小均勻緊密相鄰的網格陣列，每個網格作為一個象元或象素，由行、列號定義，并包含一個代碼，表示該象素的屬性類型或量值，或僅僅包含指向其屬性記錄的指針。,柵格數據結構,.,三、地理空間的數據結構,矢量柵格一體化數據結構,.,四、地理空間數據庫,GIS數據庫是指以特定的信息結構和數據模型（關系模型、面向對象模型等）來表達、存儲和管理從地理空間中獲取的某類空間信息，以滿足Internet和Intranet上的不同用戶對空間信息需求的數據庫。,.,四、地理空間數據庫,GIS數據庫除了一般數據特征外，還具有一些區(qū)別于其他一般數據庫的特征，表現在以下七個方面：,空間特征抽象特征空間關系特征多尺度與多態(tài)性非結構化特征分類編碼特征海量數據特征,.,五、地理數據的分類與編碼,類型名稱可以根據地理實體的形態(tài)（form）或功能（function）而定。分類體系的描述部分描述各類地理實體的基本功能和性質。,地理數據的分類體系由兩部分組成：類型名稱和描述。,.,五、地理數據的分類與編碼,地理數據編碼是在數據分類的基礎上，以易于計算機和人識別的代碼（code）唯一地標識地理實體的類型。,.,六、地理空間數據的獲取和處理,數據源是指建立GIS地理數據庫所需的各種數據的來源，主要包括地圖、遙感圖像、文本資料、統(tǒng)計資料、實測數據、多媒體數據、已有系統(tǒng)的數據等，可歸納為原始采集數據、再生數據和交換數據三種來源。,.,六、地理空間數據的獲取和處理,空間數據采集的任務是將現有的地圖、外界觀測成果、航空像片、遙感圖像、文本資料等轉換成GIS可以處理與接收的數字形式，通常要經過驗證、修改、編輯等處理。,.,六、地理空間數據的獲取和處理,.,第四節(jié)GIS在物流信息系統(tǒng)中的作用,二、GIS物流管理系統(tǒng)的特點與結構,一、GIS和企業(yè)物流的聯系,三、GIS技術與數字物流,四、面向物流分析的GIS系統(tǒng),.,一、GIS和企業(yè)物流的聯系,由于物流對地理空間有較大的依賴性，采用GIS技術建立企業(yè)的物流管理系統(tǒng)可以實現企業(yè)物流的可視化、實時動態(tài)管理。,.,二、GIS物流管理系統(tǒng)的特點與結構,1.圖形顯示輸出上的優(yōu)勢2.分析功能上的優(yōu)勢3.模型模擬上的優(yōu)勢,在物流管理領域，與單純的數據庫及CAD技術相比，GIS具有獨特的技術優(yōu)勢。,.,GIS物流管理系統(tǒng)的特點,采用GIS建立的物流管理系統(tǒng)主要的特點是在GIS的可視化環(huán)境中對企業(yè)的物流進行可視化、實時動態(tài)管理。這種動態(tài)包含時間動態(tài)和空間動態(tài)。時間動態(tài)和傳統(tǒng)方式相比，所有的數據都可以更新。空間動態(tài)是指GIS的地圖或空間圖形的顯示和分析能力。,.,GIS物流管理系統(tǒng)的結構,整個GIS物流管理系統(tǒng)一般由終端、物流控制中心和物流管理臺組成。終端包括各種通信器材和處于局域網中的終端計算機。物流控制中心主要是高性能的服務器或大型機，運行大型數據庫系統(tǒng)，負責各種數據、調度信息的存儲和調用任務。物流管理臺是監(jiān)控和調度目標運行的終端，其實質是一個能接收并顯示動態(tài)信息的GIS平臺。,.,三、GIS技術與數字物流,物流行業(yè)的GIS系統(tǒng)一般都包括公路、鐵路、水路、海域、航空等交通信息、儲運資源信息（汽車、輪船、倉庫等）、服務資源信息（營運網點、生產工廠等）以及后勤資源信息（加油站、修理廠等）等。由于整套系統(tǒng)全部是數字化的，這就使得用戶有多種方式進行查詢和統(tǒng)計，系統(tǒng)輸出也可以人工控制，屏蔽不需要的信息，顯示需要的，并且可以圖表與數據結合，在數字地圖上直接表示出來。,.,四、面向物流分析的GIS系統(tǒng),集成的模型：車輛路線模型、最短路徑模型、網絡物流模型、分配集合模型和設施定位模型等。主要功能：（1）車輛和貨物跟蹤（2）提供運輸路線規(guī)劃和導航規(guī)劃出運輸線路，使顯示器能夠在電子地圖上顯示設計線路，并同時顯示汽車運行路徑和運行方法。,.,四、面向物流分析的GIS系統(tǒng),（3）信息查詢對配送范圍內的主要建筑、運輸車輛、客戶等進行查詢，查詢資料可以文字、語言及圖象的形式顯示，并在電子地圖上顯示其位置。（4）模擬與決策可利用長期客戶、車輛、訂單和地理數據等建立模型來進行物流網絡的布局模擬，并以此來建立DSS。,.,第五節(jié)GIS工具軟件,1）ESRI產品系列（EnvironmentalSystemsResearchInstituteInc.）于1969年成立于美國加利福尼亞州的Redlands市，公司主要從事GIS工具軟件的開發(fā)和GIS數據生產。,.,ArcViewGIS用戶界面,.,GIS工具軟件,2）Mapinfo產品系列MapInfo公司于1986年成立于美國特洛伊(Troy)市，成立以來，該公司一直致力于提供先進的數據可視化、信息地圖化技術，其軟件代表是桌面地圖信息系統(tǒng)軟件MapInfo。,.,GIS工具軟件,3）In