地理信息系统

地理信息系统(Geographical Information System,GIS),又称空间信息系统起源于北美。1963年,加拿大土地调查局为了处理大量的土地调查资料,由测量学家R.F.Tomlinson提出并建立了世界上第一个运行性地理信息系统。20世纪70、80年代分别是GIS的巩固和具有突破性的年代。自20世纪90年代起,全世界投入使用的地理信息系统每2~3年就翻一番。近10年来,高速发展的GIS成了一门综合应用系统,它能把各种信息与地理位置和有关的视图结合起来,并把地理学、几何学、计算机科学及各种应用对象、CAD技术、遥感、GPS技术、Internet、多媒体技术及虚拟现实技术等融为一体,利用计算机图形与数据库技术来采集、存储、编辑、显示、转换、分析和输出地理图形及其属性数据。这样,可根据用户需要将这些信息图文并茂地输送给用户,便于分析及决策使用。GIS渗透到遍及金融、电信、交通、国土资源、电力、水利、农林、环境保护、地矿等国民经济各领域,成为人们规划管理中不可缺少的应用工具。地理信息系统的定义可以分为两部分。一方面,地理信息系统是一门新兴的交叉学科,是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的学科;另一方面,地理信息系统是由计算机软硬件、地理数据和用户组成的,通过对地理数据的采集、输入、存储、检索、操作和分析,生成并输出各种地理信息,从而为工程设计、土地利用、资源管理、城市管理、环境监测、管理决策等应用服务的计算机系统,是计算机科学、遥感与航测技术、计算机图形学、计算机辅助设计、应用数学、地理学、地质学等学科综合发展的产物。

GIS基本概念GIS是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统,是分析、处理和挖掘海量地理数据的通用技术。1.空间数据及其特征空间数据由点、线、面构成,表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及拓扑集合关系,空间数据的表达可采用栅格和矢量两种方式。空间数据一般具有如下三个基本特征:(1)空间特征数据:表示空间实体的位置或现在所处的地理位置以及它们的拓扑关系和几何特征。几何特征又称为定位特征,一般以坐标加以表示。(2)属性特征数据:这里主要指的是专题属性,也是非定位数据。物流专题属性是指物流实体所具有的各种性质,如仓库的结构、高度、层数、储量,使用的主要建筑材料、功能等。专题属性可以用数字、符号、文本和图像等方式表达。常用的专题属性表达方式主要有两种:表格和图像。(a)表格:通过固定的表格格式详细列出空间实体的参数和描述数据。一般情况下,表格数据比较精确、明了,易于理解。(b)图形或图像:无论是通过矢量还是栅格表达地理空间中的实体,如果属性特征是通过属性值的级别来表达的,那么,就可以在同一级别的空间范围内填充一定的颜色或图例符号。例如,在绘制或显示配送中心的配送区域划分专题图时,不同配送中心的配送区域就可以通过不同颜色来加以表示。以图形图像表达的属性数据具有隐含的性质,必须通过图例或有关技术规范才能加以理解。(3)时间特征数据:指表示随时间变化的现象或物体的数据,其变化的周期有超短期的、短期的、中期的、长期的或超长期的。物流的空间特征数据和属性特征数据常常呈相互独立的变化,即在不同的时间,空间位置不变,但属性数据可能发生变化,或者相反。例如,某个仓库的空间位置不变,但其库存量随着时间不断发生着变化;又例如,某辆正在运货的集卡,它的最大载重量不变,但其空间位置却在运货过程中不断发生着变化。对于现有的大量GIS系统,由于它们并非是时态(temporal)GIS系统,所以,一般把专题属性和时间特征数据统称为属性数据。2.地理信息地理信息是指空间地理分布的有关信息,它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律的数字、文字、图形、图像等的总称。地理信息属于空间信息。地理信息与一般信息的区别在于它具有区域性、多维性和动态性。(1)区域性是指地理信息的定位特征,且这种定位特征是通过公共的地理基础来体现的。例如,用经纬网或公里网坐标来识别空间位置,并指定特定的区域。(2)多维性是指在二维空间的基础上实现多个专题第三维结构。例如,在一个地面点上,可取得高程、污染、交通等多种信息。(3)动态性是指地理信息的动态变化特征,即时序特征,从而使地理信息能够以时间尺度划分成不同时间段的信息。这就要求及时采集和更新地理信息,并根据多时相数据和信息来寻找时间分布规律,从而对未来做出预测和预报。3.地理数据库系统地理数据库系统由数据库和数据库管理系统组成,地理数据库系统主要用于数据维护、操作和查询检索。物流的地理空间数据可以通过数字化仪、扫描仪、键盘等输入设备输入到GIS中,通过GIS的输入处理模块按照一定的数据结构将其转化成标准的数据文件,存放到地理数据库中,由GIS 对物流数据进行处理并提供给用户使用。物流地理数据库是物流地理信息系统的重要资源与基础,它们的建立和维护是一项非常复杂、需要许多技术与经验的工作,涉及许多步骤,必须投入大量的人、财、物资源,是物流地理信息系统应用项目开展的瓶颈之一

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