物流动态跟踪技术

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2.地理参考系
• 地理空间数据包括绝对位置信息,如经纬度坐标,以及相对位 置信息,包括地址、编码、统计调查等。地理空间数据是用于 描述位置和空间要素属性的数据。GIS可以将这些地球表面的 空间要素作为地图要素展现在平面上,但地图图层必须基于相 同的坐标系统。与GIS有关的坐标系统主要有地理坐标和投影 坐标,前者属于球面坐标系统,后者属于平面坐标系统。
• 某个已知坐标系中的位置
• 实体间的空间相关性
• 与几何位置无关的属性
• 4. 系统开发、管理和使用人员
人是GIS中的重要构成因素。地理信息系统从 其设计、建立、运行到维护的整个生命周期, 处处都离不开人的作用。
完整GIS的组成和内容
数据获取 表现
界面 决策模型
操作
空间数据库 管理 分析
用户
通讯 网络
但是,当数据量很大而且是多个用户同时使用 数据时,最好使用一个数据库管理系统(DBMS) 来帮助存储、组织和管理空间数据。
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4. 空间统计与分析
空间统计与分析是GIS的核心,是GIS最重要和最 具有魅力的功能。其以地理事物的空间位置和形态特 征为基础,以空间数据与属性数据的综合运算为特征, 提取与产生空间的信息。
(2)图像。图像也是空间实体的一种模型,它不 采用符号化的方法、而是采用人的直观视觉变量 表示各空间位置实体的质量特征。它一般将空间 范围划分为规则的单元、然后再根据几何规则所 确定的图像平面的相应位置用直观视觉变量表示 该单元的特征。
• (3)数据分析与处理
空间分析是GIS的大脑,它是GIS区别于一般 事务数据库和其他一些系统的重要特征。它通过 对GIS中空间数据的分析和运算,为GIS的具体应 用提供分析处理后的信息。但GIS基础软件往往只 提供通用基本的分析模型。各种专业的应用模型 需要专业人员进行二次开发。
GIS通常提供地形分析、叠置分析、缓冲区分 析、网络分析等基本的分析功能。
数学
计算机科学
软件工程及 项目管理
数据库技术
人工智能
计算机图形学
及ES
网络技术 数据结构
• GIS与地理信息、信息系统之间的关系:

地理信息





信息系统
空间位置:(X,Y,Z)
数据采集、存储、 管理、处理、分析、
模拟和显示
• 简单地说,GIS就是把一定空间内感兴趣的空 间实体的信息,例如,一条道路或一幢房子的空 间位置、几何形态以及道路的类别、宽度、建筑 材料种类、房子的主人、建筑年代等输入到计算 机中,借助计算机的硬件、软件对之进行各种查 询和分析,并以地图的表现形式显示出来。
问题的计算机程序系统; • 数据是系统分析与处理的对象,构成系统的应用基础; • 用户是信息系统所服务的对象。
2.信息系统的类型
根据系统所执行的任务,信息系统可分为事务 处理系统(Transaction process system)和决策 支持系统(Decision support system)。
• 3.地理信息的特性
空间性(地域性)
地理信息属于空间信息,其位置的识别是与数据 联系在一起的。这是地理信息区别于其他类型信息 最显著的标志。
多维性
地理信息在二维空间的基础上实现多专题的三维 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。
时序性(动态)
地理信息能够划分成不同时间段来寻找信息的分 布规律。
• (4)数据输出与表示模块
将GIS中的数据经过分析、转换、处理、组织、 以某种用户可以理解的形式(如报表、地图等)提 供给用户,GIS还可以直接通过Internet传给网络用 户。
由于地图是地理信息表示的最佳媒介,所以, GIS的数据输出中大量的是地图的显示与输出。输 出的产品可以是在屏幕、打印机、绘图机、磁盘等 上面进行显示和保存,也可以通过网络直接传递给 其他用户。
• 计算机系统软件(如操作系统、汇编程序、编译程序以及 各种维护程序等)
• 基础软件(图形、数据库等) • 地理信息系统软件(包括GIS基本功能软件、GIS应用软件
等)。
用户界面
GIS应用软件
GIS基本功能软件
标准软件
(图形、数据库等)
系统库
(编程语言、数学库等)
操作系统
(系统调用、设备运行、网络等)
可以说,地理信息系统是地图的一个延续,地理 信息系统扩展了地图工作的内容。
(二)信息系统
1.信息系统的基本组成 • 信息系统是具有采集、管理、分析和表达数据能力的
系统。 • 由计算机硬件、软件、数据和用户四大要素组成,另
外,智能化的信息系统还包括知识。
• 计算机硬件包括各类计算机处理及终端设备; • 软件是支持数据信息的采集、存储加工、再现和回答用户
• 4.地理信息的载体——地图
地图是地理信息最为常见的载体,我们可以通过 查看地图获取所需要的地理信息。
地图本质上是地球自身的一种描述,其研究的对 象是地理环境的各种要素,地图表现的内容是各种地 理要素的数量、质量特征及其时空关系。
地图是地理信息系统研究中不可缺少的工具,也 是地理信息系统研究成果的最好表达方式。
二、 GIS组成和功能
(一)GIS的组成
完整的GIS主要由五个部分构成,即 • 计算机硬件系统 • 计算机软件系统 • 地理空间数据 • 系统管理操作人员 • 方法(应用模型)
其核心部分是计算机软、硬件系统,空间数据库反映了GIS的地理内容, 而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。
地理信息系统的组成
根据任务的需要,将各种系统外部的原始数据转 化为GIS软件可以识别的格式并加以利用的过程称为 数据采集。
数据采集就是保证各层实体的地物要素按顺序转 化为x,y坐标及对应的代码输入到计算机中。
通常数据采集的方式有以下几种:通过纸质地图 的数字化获取数据;直接通过数字数据获取数据;通 过GPS采集数据;直接获取坐标数据。
Geographic Information
System Planning for Managers》)一书的作者。
• 空间数据处理
• 空间数据存储
• 分析模型建立
• 空间信息建立
• 空间信息输出
• 各种地图制作等
其中空间分析功能是GIS的核心功能。
GIS的相关学科
地理学及测量学
空间科学和RS
GIS
5.数据显示与输出
数据显示是中间处理过程和最终结果的屏幕显示, 通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式,对 于图形数据根据要素的信息量和密集程度,可选择 放大或缩小显示。
GIS不仅可以输出全要素地图,还可以根据用户 需要,分层输出各种专题图、各类统计图、图表及 数据等。
(1)地图。地图是空间实体的符号化模型,是地 理信息系统产品的主要表现形式,常用的地图种 类有点位符号图、线状符号图、面状符号图、等 值线图、三维立体图、晕渲图等。
GIS软件 基础软件 系统软件
GIS
系统软件示意图
GIS的软件系统按功能一般分为五个部分
(1)数据输入
数据是GIS的血液。数据输入的目的是将现有的地图、航 空相片、遥感图像、文本资料等转换成GIS可以处理与接收 的数字形式,使系统能够识别、管理和分析。
数据输入方式常有三种形式:
①手扶跟踪数字化仪的矢量跟踪数字化,它是通过人工 选点或跟踪线段进行数字化,主要输入有关图形点、线、面 的位置坐标;
三、GIS的工作原理
• GIS把地理事物的空间数据和属性数据,以数字的方式存储在 计算机中,再利用计算机图形技术、数据库技术以及各种数学 方法来管理、查询、分析和应用,输出各种地图和地理数据。
1.空间模型间模式
• GIS将现实世界抽象为相互联结的具有不同特征的图层(Layer) 组合,在GIS中,地理数据以图层为单位进行组织和存储,一 个图层表示一种类型的地理实体。
• 3 矢量和栅格数据结构 • 要将实际地理世界的实体、现象在GIS概念世界表达,需要建
立一定的数据模型来描述地理实体及实体关系。在GIS领域, 目前普遍采用了两种数据模型:基于目标的和基于场的。
两者的优缺点比较见表
三、地理信息系统的功能 • 1.采集与数据输入 • 2.数据编辑与处理 • 3.数据的存储与管理 • 4.空间统计与分析 • 5.可视化表达与输出
• (5)用户接口模块 该模块用于接收用户的指令、程序或数据,是用
户和系统交互的工具,主要包括用户界面、程序接口 与数据接口。
3.地理空间数据
地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自 然、社会和人文景观数据,可以是图形、图像、文 字、表格和数字等。
由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁 带机或其他通信系统输入GIS,是系统程序作用的对 象,是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性 内容。不同用途的GIS其地理空间数据的种类、精度 都是不同的,但基本上都包括三种互相联系的数据 类型。
数据的输入方法:主要有图形数据输入、栅格数 据输入、测量数据输入和属性数据输入。
2. 数据编辑与处理
数据处理的任务和操作内容有:数据变换、数 据重构和数据抽取。
3. 数据存储与管理
数据存储,即将数据以某种格式记录在计算机 内部或外部存储介质上。属性数据管理一般直接 利用商用关系数据库软件,如Oracle、SQL Sever、 FoxBase、FoxPro等进行管理。
物流动态跟踪技术
学习目标: •掌握地理信息系统的概念; •掌握全球定位系统的概念; •掌握GIS的构成、工作原理及应用; •掌握GPS的主要功能、特点、构成及应 用; •学会使用GIS与GPS。
• 案例5-1 GIS技术在灾害监测中的应用 • P119
• 思考: (1)分析GIS在汶川地震中所起到的作用; (2)GIS技术是否可以应用在物流活动中,如何应用?
• 地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体 数据及其关系,包括空间定位数据、图形数据、遥感 图像数据、属性数据等,用于分析和处理在一定地理 区域内分布的各种现象和过程,解决复杂的规划、决 策和管理问题。
2.GIS的基本功能
• 空间数据采集
罗杰•汤姆林森博士(最早提 出“地理信息系统”这个名 词的人 ),《探索GIS:用 地理信息系统进行规划》 (《Thinking About GIS:
• 事务处理系统强调的是数据的记录和操作,民航订 票系统是其典型示例之一。
• 决策支持系统是用以获得辅助决策方案的交互式计 算机系统,一般是由语言系统、知识系统和问题处 理系统共同构成。
(三)地理信息系统
• 地理信息系统(GIS)有时又称为“地学信息系统” 或“资源与环境信息系统”。
• 定义:是在计算机硬、软件系统支持下,对整个或部 分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数 据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述 的技术系统。
项目5-1 地理信息系统(GIS)
一、 GIS概述 二、 GIS的构成 三、 GIS的应用
一、 GIS概述
(一)地理信息
1.地理
泛指地球表面各种自然现象和人文现象以及它 们之间相互关系和区域的分异。
2.地理信息
地理信息(Geographic Information)是指与空间 地理分布有关的信息,是对地球表面位置相关的地 理现象和过程的客观表示。地理信息属于空间信息。
②扫描数字化仪的光栅扫描数字化,主要输入有关图像 的网格数据;
③键盘输入,主要输入有关图像、图形的属性数据(即 代码、符号),在属性数据输入之前,须对其进行编码。
• (2)数据存储与管理
数据管理部分使GIS的心脏。在GIS 的核心部分, 有一个巨大的地理数据库,它必须能管理存储于 GIS中的一切数据。GIS的地理数据库中主要存储 有空间数据、专题数据以及多媒体数据等,并具有 数据库的定义、维护、查询、通信等功能。
地图数据 跟踪数字化
统计评价 显示终端
屏 幕
遥感图像
数字资料
扫描数字化
键盘
编辑、修改、图像纠正等
地理数据库 空间数据 属性数据
评价评价
宏观决策
打印机
绘图机






文字报告 解释测图仪
数据采集与输入 数据编辑与处理
数据存储与管理
多维分析 空间统计与分析
磁带磁盘
其 他
数据显示与输出
• 1.数据采集与输入
1.计算机硬件系统
• 计算机主机:包括显示器、键盘、鼠标等。
• 数据输入设备:数字化仪、图像扫描仪、手写笔、 光笔、RS遥感、GPS等。
• 数据存储设备:光盘刻录机、磁带机、光盘塔、活 动硬盘、磁盘阵列等。
• 数据输出设备:笔式绘图仪、喷墨绘图仪(打印 机)、激光打印机等。
2.计算机软件系统
指GIS运行所必需的各种程序。其通常包括
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