第三章物流信息系統(tǒng)的支撐技術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） 學習思路學習思路: :什么是什么是 GIS? GIS? 定義及定義及 特點特點GISGIS的的 組成組成GISGIS功能功能 及工作及工作 流程流程GIS GIS 的應用的應用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現(xiàn)象以及他們之間的相互關系和區(qū)域分異。系和區(qū)域分異。2 2、地理數據：、地理數據：用來描述地球表面所有要素的數量、質量、分布、聯(lián)系和規(guī)用來描述地球表面所有要素的數量、質量、分布、聯(lián)系和規(guī)律信息的數字、律信

2、息的數字、 文字、圖像和圖形和聲音符號的總稱。文字、圖像和圖形和聲音符號的總稱。 n珠穆朗瑪峰高程為珠穆朗瑪峰高程為8848.13米米數字數字 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，發(fā)聲輸入北京位置坐標，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：有關地理實體性質、特征和運動狀態(tài)的表征。有關地理實體性質、特征和運動狀態(tài)的表征?；蛞磺信c空間

3、位置有關的信息都叫地理信息。或一切與空間位置有關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量、質量特征及時空關系。地圖是地理信息系統(tǒng)中不可的數量、質量特征及時空關系。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)和數據管理系統(tǒng)有機地結合起來，對各種空間信息管理系統(tǒng)和數據管理系統(tǒng)有機地結合起來，對各種空間信息進行收集、儲存、分析和可視化表達的信息處理與管理系統(tǒng)。進行收

4、集、儲存、分析和可視化表達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。二二、地理信息系統(tǒng)的組成、地理信息系統(tǒng)的組成（五個部分）：五個部分）：硬硬 件件軟件軟件數據數據人員人員方方 法法輸入設備輸入設備專用設備專用設備常規(guī)設備常規(guī)設備GPS全數字攝影全數字攝影 測量工作站測量工作站解析和數字解析和數字 攝影測量儀器攝影測量儀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字化儀數字化儀鍵盤、鼠

5、標鍵盤、鼠標計算機計算機工作站工作站服務器服務器硬盤陣列硬盤陣列存儲設備存儲設備活動硬盤活動硬盤光盤機光盤機磁帶機磁帶機輸出設備輸出設備繪圖儀繪圖儀終端終端打印機打印機1、計算機硬件系統(tǒng)、計算機硬件系統(tǒng)操作系統(tǒng)操作系統(tǒng) （系統(tǒng)調用、設備運行、網絡等）（系統(tǒng)調用、設備運行、網絡等）系統(tǒng)庫系統(tǒng)庫 （編程語言、數學庫等）（編程語言、數學庫等）標準軟件標準軟件 （圖形、數據庫等）（圖形、數據庫等）GIS基本功能軟件基本功能軟件GIS應用軟件應用軟件用戶界面用戶界面GIS軟件軟件基礎軟件基礎軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)軟件GIS2 2、計算機軟件系統(tǒng)（三大板塊）、計算機軟件系統(tǒng)（三大板塊） GISGIS中有三種數據

6、，即中有三種數據，即空間數據空間數據、屬性數據和時間屬性數據和時間數據。數據。n空間數據空間數據 是描述目標的空間位置、幾何形態(tài)以及與是描述目標的空間位置、幾何形態(tài)以及與其他目標的空間關系的數據。例如描述一幢房子位其他目標的空間關系的數據。例如描述一幢房子位置和形狀的坐標數據?？臻g數據通常是通過測繪手置和形狀的坐標數據。空間數據通常是通過測繪手段獲取的（包括地圖、遙感、段獲取的（包括地圖、遙感、GPSGPS等）。等）。 n屬性數據屬性數據 指描述空間目標的社會或自然屬性的數據，指描述空間目標的社會或自然屬性的數據，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 3

7、、地理數據、地理數據（1）低級技術人員：不必知道GIS如何工作，任務是數據的輸入、結果的輸出等。 （2）業(yè)務操作人員：運行和完成應用任務。 （3）軟件技術人員：開發(fā)及數學模型的建立，應熟練掌握GIS的操作。 （4）科研人員：利用GIS 進行科研工作，并提出新的 應用項目、新的要求和功能。 （5）管理人員：包括決策 和公關等人員，應懂得GIS 技術，能介紹GIS的功能， 尋找用戶等。咨咨詢詢 管管理理 信息信息管理管理 數據數據整理整理 4 4、管理和操作人員、管理和操作人員 模型是在對專業(yè)領域的具體對象與過程進行大量研究的基礎上總結出來的規(guī)律表示。 GIS利用這些模型對大量空間數據進行分析綜合

8、來解決實際問題的。如基于GIS的礦產資源評價模型、災害評價模型等。 例：例：公公園園選選址址5 5、方法（模型）、方法（模型）GIS的基本功能分為數據輸入、數據編輯與管理、空間查詢與空間分析、可視化表達與輸出四個方面。 1、數據輸入。、數據輸入。數據輸入主要是指將地圖數據、統(tǒng)計數據和文字報告等輸入、轉換成計算機可處理的數字形式的過程。2、數據編輯與管理。、數據編輯與管理。數據編輯主要是指屬性編輯和圖形編輯。屬性編輯主要與數據庫管理結合在一起完成，圖形編輯主要包括拓撲關系建立、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。這是這

9、是GISGIS的核心功能的核心功能nGIS可以在各種咨詢服務中為房地產開發(fā)商找到適合于開發(fā)的土地； n房地產經紀人可以用GIS在一定的區(qū)域內尋找滿足例如小高層、三房兩廳等條件的所有房屋，并可列出這些房屋的所有特點； n農業(yè)人員利用GIS找尋糧食、土壤和天氣之間的相關關系等。 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范圍內有多少房子？這家商店附近10 km范圍內有多少消費者？在這口井周圍500 m范圍內某種作物種植了多大面積？為了回答這些問題，GIS使用一個稱為緩沖區(qū)的分析方法來確定要素間的鄰近關系。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的

10、區(qū)域。如分析商場的市場區(qū)域，道路沿線的地價變化等（圖4一13）。 【實例】緩沖區(qū)分析例子?！緦嵗烤彌_區(qū)分析例子。 有時需要對同一個對象生成多個緩沖區(qū)，如黃浦江上游淀山湖沿岸500 m范圍內不得建立永久性建筑物，5 km范圍內不得有污染性工業(yè)。這個向題的實質是以淀山湖為多邊形對象，分別生成500 m和5000 m為半徑的兩個緩沖區(qū)。 【實例【實例】【實例【實例】網絡路徑分析】網絡路徑分析 盡管城區(qū)街道錯綜復雜，用電子交通圖就可迅速查詢各種有關的情況。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與終點，銀灰色和粉紅色道路分別是兩次查詢出來的最短路徑。 網絡路徑分析主要包括

11、最佳路徑分析、網絡追蹤分網絡路徑分析主要包括最佳路徑分析、網絡追蹤分析和輻射區(qū)分析等。析和輻射區(qū)分析等。4 4、可視化表達與輸出、可視化表達與輸出n可視化表達與輸出通常以人機交互方式來選擇顯示的對象與形式，對于圖形數據，根據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，還可以根據用戶需要，分層輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計圖、圖表及數據等，（圖）為通過屏幕顯示地圖。 暈渲地形圖 普通地圖（1）地圖）地圖 地圖是空間實體的符號化模型，是地理信息系統(tǒng)產品的主要地圖是空間實體的符號化模型，是地理信息系統(tǒng)產品的主要表現(xiàn)形式（如圖表現(xiàn)形式（如圖)?！緦嵗康乩硇畔⑾到y(tǒng)輸出產品類型【實

12、例】地理信息系統(tǒng)輸出產品類型 統(tǒng)計表格將數據直接表示在表格中，使讀者可直接看到具體數據值（圖4-22、圖4一23、圖424）。 統(tǒng)計圖表與地圖的綜合使用形成專題地圖（圖425）。（3 3）統(tǒng)計圖表）統(tǒng)計圖表四、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技術在物流領域的應用 GIS物流分析軟件集成了運輸路線模型、空間查詢模型、網絡物流模型、配送區(qū)域劃分模型和設施定位模型等。 (1)網絡物流模型。用于解決尋求最有效的分配貨物路徑問題，也就是物流網點布局問題。 如將貨物從N個倉庫送到M個商店，每個商店都有固

13、定的需求量，因此需要確定由哪個倉庫提貨送給哪個商店，所耗的運輸代價最小。包括決定使用多少運輸工具，每部運輸工具的行駛路線等。五、地理信息系統(tǒng)的應用五、地理信息系統(tǒng)的應用n(2)(2)配送區(qū)域劃分模型配送區(qū)域劃分模型。根據各個要素的相似點把同一層上的所有或部分要素分為幾個組，用以解決確定服務范圍和銷售市場范圍等問題。如某一公司要設立X個分銷點，要求這些分銷點要覆蓋某一地區(qū)，而且要使每個分銷點的顧客數目大致相等。 n(3)(3)設施定位模型。設施定位模型。在物流系統(tǒng)中，倉庫和運輸線共同組成了物流網絡，倉庫處于網絡的節(jié)點上，節(jié)點決定著線路，如何根據供求實際需要并結合經濟效益原則，在既定區(qū)域內設立多少

14、個倉庫，每個倉庫的位置、規(guī)模，以及倉庫之間的物流關系等，運用此模型均能很容易地得到解決。 n(4)(4)運輸路線模型。運輸路線模型。用于解決一個起始點、多個終點的貨物運輸中，如何降低物流作業(yè)費用，并保證服務質量的問題。n(5)(5)空間查詢模型?？臻g查詢模型。如可以查詢以某一商業(yè)網點為圓心某半徑內配送點的數目，以此判斷哪一個配送中心距離最近，為安排配送做準備。案例案例:GIS在醫(yī)療救護中的應用在醫(yī)療救護中的應用 當患者向監(jiān)控中心請求急救時，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搜索最近的急救車輛，讓最近的車輛前去接患者?；颊哌M入救護車后，監(jiān)控中心可以通過雙向通話功能，指導救護

15、車上的醫(yī)生實施救護治療，同時通過GIS的最優(yōu)路徑功能，給救護車指引道路，使其以最快的速度到達醫(yī)院或急救中心。而在救護車行進的過程中，患者的家屬可以通過Internet立即上網查詢救護車的行進位置及患者的狀態(tài)信息。通過GIS并結合GPS和GSM無線通信及網絡，使患者、家屬、救護車及醫(yī)生之間建立了無縫溝通體系，最終使患者能得到快速、及時的治療。 政府部門的GIS，首先是完成各種基礎地理信息數據，為社會和個人提供專業(yè)信息查詢等。其應用包括設備管理、醫(yī)療衛(wèi)生、旅游、公交、電信、房地產、城市規(guī)劃、水利項目等。 3 3、社會個人的、社會個人的GISGIS應用應用 滿足諸如出行最優(yōu)線路選擇、公共服務設施定位

16、、旅游線路選擇和網絡虛擬等需要。最近個人應用GIS的參與者越來越多，規(guī)模也越來越大。2 2、GISGIS在政府部門的應用在政府部門的應用六、地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢六、地理信息系統(tǒng)發(fā)展趨勢1.GIS網絡化2.GIS標準化3.數據商業(yè)化4.系統(tǒng)專門化5.GIS企業(yè)化6.GIS全球化7.GIS大眾化1、 GIS與地圖學 GIS是以地圖數據庫為基礎，其最終產品之一也是地圖，兩者都是地理學的信息載體，同樣具有存儲分析和顯示的功能。 GIS是地圖學理論、方法與功能的延伸，地圖學與GIS是一脈相承的，它們都是空間信息處理的學科，只不過地圖學強調圖形信息傳輸，而GIS則強調空間數據處理與分析。 七、七、GISG

17、IS與其它信息技術的區(qū)別與其它信息技術的區(qū)別 數據庫管理系統(tǒng)（DBMS）專門研究如何存儲和管理所有類型的數據，其中包括地理數據。DBMS使存儲和查找數據最優(yōu)化，許多GIS需要包含DBMS。但是，許多DBMS數據表示不直觀，沒有空間概念，即使存儲了圖形，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空間數據進行解釋和判斷的能力，而不是簡單的數據管理，這種能力使用戶能得到關于數據的知識，因此，GIS是能對空間數據進行分析的DBMS。例如，電話查號臺可看做一個一般數據庫管理系統(tǒng)，它只能回答用戶所詢問的電話號碼，而GIS除了可查詢電話號碼外，還可提供電話用戶的地理分布、空間

18、密度、最近的郵電局等信息。 2 2 、 GISGIS與一般數據庫管理系統(tǒng)（與一般數據庫管理系統(tǒng)（DBMSDBMS）3 3、 GISGIS與計算機地圖制圖與計算機地圖制圖 GIS應用于地圖制圖，可實現(xiàn)地圖圖形數字化，建立圖形和屬性兩類數據相結合的數據庫。而計算機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，計算機地圖制圖通常只有圖形數據，不太注重可視實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據。GIS既注重實體的空間分布又強調它們的顯示方法和顯示質量，強調的是信息及其操作，不僅有圖形數據庫，還有非圖形數據庫，并且可綜合兩者的數據進行深層次的空間分析，提供對規(guī)劃、管理和決策有用的信息。數字地圖是GIS的數據源，也是GIS的表達形式，計