02典型物流信息技术04

2.4地理信息系统（GIS）与全球定位（GPS）2.4.1GIS技术空间数据管理概述空间信息是有关空间实体的性质、特征和运动状态的表征进行描述的数据，它是对表达空间特征与空间现象之间关系的空间数据的解释。空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。空间分析的基本要素时间空间位置空间属性特征空间数据处理空间系统中的实体（对象）一般包括三种基本信息：语义信息、度量信息和关系结构信息。类型特征语义信息语义信息表明实体的类型度量信息度量信息用于描述实体的形状和位置等几何属性关系结构描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也包括对关系结构信息用于描述一个实体与其它实体的联系空间数据的编码关系结构描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也包括对关系结构信息用于描述一个实体与其它实体的联系空间数据的编码则主要是指语义信息的数据化，它是建立在地理特征的分类及其等级组织基础之上的空间信息数据编码。空间数据的编码用于表明实体元素在数据分类分级中的层次关系和属性性质。空间数据的描述空间数据描述就是对空间分析的3个基本要素（有关空间位置、空间属性特征以及时间信息）的符号记录。描述质量则是空间数据在表达这三个基本要素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性，以及它们三者之间统一性的程度。空间数据描述质量有关指标类型指标数据情况说明地理数据的来源、数据内容及其处理过程等作出准确、全面和详尽的说明位置精度或称定位精度空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，常表现为空间三维坐标数据精度。它包括数据基础精度、平面精度、高程精度、接边精度、形状再现精度（形状保真度）、象元定位精度（图像分辨率）等。属性精度指空间实体的属性与其真值相符的程度。通常取决于地理数据的类型，且常常与位置精度有关，包括要素分类与代码的正确性、要素属性值的准确性及其名称的正确性等时间精度可以通过数据更新的时间和频度来表现逻辑一致性指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容（包括空间特征、专题特征和时间特征），以及拓扑性质上的内在一致性。数据完整性指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完整程度，包括数据范围、空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性表达形式的合理性指数据抽象、数据表达与真实地理世界吻合性，包括空间特征、专题特征和时间特征表达的合理性等空间信息的特征空间信息除了具有信息的一般特性，如共享性、客观性等外，还具有以下独特特性：(1)空间定位(2)数据量大(3)信息载体的多样性空间信息系统信息系统按照是否含空间信息分为非空间信息系统（一般指管理信息系统）和空间信息系统，如图3-2所示。空间信息系统分为非GIS（一般CAD/CAM）和GIS。信息系统非空间信息系统（一般指管理信息系统）空间信息系统土地信息系统（依照其应用领域划分）GIS非GIS（根据其使用的数据模型）资源管理信息系统地学信息系统专题信息系统区域信息系统栅格矢量混合信息系统地理信息系统（根据其服务对象）空间信息系统特征与一般的管理信息系统相比，空间信息系统具有以下特征：（1）空间信息系统使用了空间数据与非空间数据，并通过DBMS将两者联系在一起共同管理、分析和应用；而MIS只有非空间数据库的管理，即使存贮了图形，也往往以文件形式等机械形式存贮，不能进行有关空间数据的操作，如空间查询、检索、相邻分析等，不能进行复杂的空间分析。（2）通过利用空间解析式模型来分析空间数据，空间信息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。空间信息系统的基本功能空间信息系统的功能数据分析数据采集（采集、检验与编辑）数据格式化、转换、概化数据输出（显示和打印）数据存储与组织地理信息系统地理信息系统（GeographicInformationSystem，GIS）是管理和研究空间数据的由计算机系统、地理数据和用户组成的人机信息系统。它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间实体及相互关系。从技术和应用的角度，GIS是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度，GIS是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上，GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度，GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之，GIS是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。GIS的基础结构地图学测量学统计学环境调查农学经济学城市工学设施管理GIS的基本处理模式GIS是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统，下图说明地理信息系统的基本处理模式。地理信息系统特征地理信息系统具有以下三个方面的特征：（1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性；（2）以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；（3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。GIS的地理信息构成和信息结构地理信息是对地理实体特征的描述，地理实体特征分类表：类型特征空间特征描述地理实体空间位置、空间分布及空间相对位置关系属性特征描述地理实体的物理属性和地理意义关系特征描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也包括对由基本地理关系所构成的复杂地理关系的描述动态特征描述地理实体的动态变化特征。地理信息对这些特征的描述，是以一定信息结构为基础的。GIS的组成GIS应包括三个基本部分：计算机系统（硬件、软件）、地理数据库系统、应用人员与组织机构。（1）计算机系统可分为硬件系统、软件系统和GIS的开发工具和硬件/网络平台的选择标准。（2）地理数据库系统由数据库和地理数据库管理系统组成。地理DBMS主要用于数据维护、操作和查询检索。（3）GIS的人员配置有系统项目经理/技术组、数据库经理、数字化操作员、系统操作员、应用分析软件经理和程序编写员。地理信息系统的分类地理信息系统广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域，以及测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。GIS的应用领域◆资源管理(ResourceManagement)主要应用于农业和林业领域，解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。主要回答“定位”和“模式”两类问题。◆资源配置(ResourceConfiguration)在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。◆城市规划和管理(UrbanPlanningandManagement)空间规划是GIS的一个重要应用领域，城市规划和管理是其中的主要内容。例如，在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。◆土地信息系统和地籍管理(LandInformationSystemandCadastralApplicaiton)土地和地籍管理涉及土地使用性质变化、地块轮廓变化、地籍权属关系变化等许多内容，借助GIS技术可以高效、高质量地完成这些工作。◆生态、环境管理与模拟(EnvironmentalManagementandModeling)区域生态规划、环境现状评价、环境影响评价、污染物削减分配的决策支持、环境与区域可持续发展的决策支持、环保设施的管理、环境规划等。◆应急响应(EmergencyResponse)解决在发生洪水、战争、核事故等重大自然或人为灾害时，如何安排最佳的人员撤离路线、并配备相应的运输和保障设施的问题。◆商业与市场(BusinessandMarketing)商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数，建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构(年龄构成、性别构成、文化水平)、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。◆基础设施管理(FacilitiesManagement)城市的地上地下基础设施(电信、自来水、道路交通、天然气管线、排污设施、电力设施等)广泛分布于城市的各个角落、且这些设施明显具有地理参照特征的。它们的管理、统计、汇总都可以借助GIS完成，而且可以大大提高工作效率。◆选址分析(SiteSelectingAnalysis)根据区域地理环境的特点，综合考虑资源配置、市场潜力、交通条件、地形特征、环境影响等因素，在区域范围内选择最佳位置，是GIS的一个典型应用领域，充分体现了GIS的空间分析功能。怀柔区基础GIS和在其之上搭建的环保局业务应用系统：谷歌地图：WEBGIS，基于浏览器的地图服务清华“猥琐”男如何通过两张照片+40分钟，推理并锁定王珞丹住址！GIS在物流管理中的应用•车辆路线模型•网络物流模型•配送区域划分模型•设施定位模型•空间查询模型GIS在物流分析中的应用GIS在物流管理中的应用•图形显示输出上的优势•分析功能上的优势•模型模拟上的优势GIS应用于物流管理的技术优势与单纯CAD比较应用实例：海尔集团利用GIS大力降低服务成本海尔的服务质量有目共睹，但是这并不意味着他们为高质量要付出很高的成本。那么，他们怎么有效控制成本呢？海尔集团的顾客服务实行网上派工制，电话中心收到客户信息后，利用全国联网的派工系统在5分钟之内将信息同步派送到离用户距离最近的专业维修服务网点。在海尔的服务管理中，用户报修的流程是这样的：首先，用户打电话报修，之后登记用户信息，关键是用户所处的位置，然后工作人员手工选择离该用户最近的维修网点，手工网上分派任务，之后维修工程师上门服务。乍一看，流程非常完美。但仔细看却有不少漏洞。在登记用户信息时，接线员可能对该地址一点都不熟悉，她怎样才能快速、准确地定位用户的位置？而在手工选择离该用户最近维修网点的环节，该接线员又怎样知道哪个网点离报修地点最近？海尔为上门维修的服务商按照距离配发津贴，而怎么确定距离？凭服务商报，是不是会有很大的漏洞？这些漏洞用常规手段解决很困难。刚开始，海尔使用的是人海＋人脑的战术。先记住各个城市网点的分布情况，然后根据用户提供的信息，将维修任务派送到业务员认为最近的网点。之后，业务员使用纸质地图量出用户点至维修网点的大概距离进行费用结算。纸质地图本身存在就较大的测量误差，同时，当手工量出15公里时，会有服务商说量的路是直的，而实际路是弯的，要求多加5公里。维修费就这样溜出去了。很显然，这种通过手工方法得到的信息，在准确性、正确性和详细程度上都有很大问题。而同时，人海战术直接带来的是成本的上升。2006年，海尔引入了SuperMapGIS地理信息系统的空间分析功能，在售后服务系统中增加了地理信息处理能力。GIS系统包含了全国所有的县级道路网和200个城市的详细道路信息，还记录了全国100多万条地址信息。在如此海量的地理信息基础上，售后服务系统可以在很短时间内计算出距离用户最近的网点，以及网点到用户家的详细路径描述和距离，并及时将这些信息派送到最合理的服务网点。应用GIS之后，海尔的售后服务流程变为这样：用户打电话报修，之后接线员登记用户信息，关键是位置信息。接线员记录后，系统自动匹配用户地址，计算出距离用户最近的网点，之后自动将维修信息派送到网点，网