国产GIS在数字化城市管理中的应用及技术创新V1 3

第一篇：国产GIS在数字化城市管理中的应用及技术创新V1 3

国产GIS在数字化城市管理中的应用及技术创新

曹嘉张煊张宁欧长红王少华张成陈正王娟娟（北京超图软件股份有限公司北京100015）

摘要：地理信息系统是数字化城市管理的技术核心，国产GIS平台在数字化城市管理中的应用，既体现了自主创新的国产GIS平台的成熟与发展，也为数字化城市管理的自主可控奠定了基础。本文以SuperMap GIS为例，介绍了国产GIS平台在数字化城市管理中应用的历程及技术创新点，对国产GIS在数字化城市管理中应用的趋势进行展望。

关键词：国产GIS SuperMap数字化城市管理技术创新 前言

数字化城市管理综合多种技术，有效地解决了城市管理工作中存在的信息滞后、管理被动、职能交叉、管理粗放等难题，实现了城市管理的精确、敏捷、高效和全时段、全方位、全覆盖[1]。其核心在于利用地理信息、空间定位和移动网络技术，以地理空间为基本框架集成和融合各类城市信息（如基础地理、市政设施、行政区划、事件和部件等），通过划分多层级空间管控单元（街道、社区和网格等），实现事件和部件的精确定位，以及基于空间管控单元（网格）的职责分工和业务协同。因此，地理信息系统是数字化城市管理的技术核心。

随着国产GIS平台的成熟与发展，以SuperMap GIS为代表的国产GIS平台已在数字化城市管理中得到广泛应用，并通过技术创新不断

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扩展和深化应用领域，使数字化城市管理成为国产GIS的重要应用领域，为数字化城市管理的自主可控奠定了坚实的基础。国产GIS的现状及发展趋势

地理信息系统(Geographic InformationSystem 简称GIS)是以采集、存储、管理、分析、显示和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统, 是分析和处理海量地理数据的通用技术[2]。经过五十余年的发展，地理信息技术已经成为一门综合性的新兴产业[3]，并得到广泛应用。

我国GIS经过起步阶段和试验阶段，于上世纪90年代进入全面发展阶段。这一时期，在国家扶持下，GeoStar、MapGIS和SuperMap等自主创新的GIS平台软件不断涌现，并与国外差距迅速缩小，形成了一批具有我国自主品牌的地理信息产品。

SuperMap GIS是由北京超图软件股份有限公司开发的，具有完全自主知识产权的大型地理信息系统软件平台。在我国GIS发展历程中，SuperMap的发展在技术自主创新和产业化方面具有多方面的特色，不但在较短时间内研制出一套完整的GIS技术体系和系列产品，而且拥有了100余个国家的大批用户群。目前，凭借其跨平台、二三维一体化、云端一体化等技术优势，已成为最具有影响的亚洲GIS品牌。

随着国产GIS快速发展，作为GIS技术核心体现的国产GIS平台软件, 其技术水平已经与国外同类软件相当, 在某些算法性能和支持

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机制方面, 甚至较国外同类软件更有优势[5]。同时，国产GIS的市场份额不断提升，产业规模不断壮大。据行业协会不完全统计，2009年以来我国地理信息产业年均增长速度超过25%，2014年达3000亿元人民币，国产GIS平台软件国内市场份额达到40%左右。

随着地球空间信息技术、计算机技术和网络技术的飞速发展，未来地理信息服务理念、理论、技术、产品和服务模式等都将发生深刻的变化[4]，在地理大数据技术创新加速 [6]、与网格计算、云计算等新兴技术的结合发展、地理信息服务模式丰富多样 [5]等方面将有更多的研究和进展。国产GIS在数字城管中的应用

3.1 国产GIS在数字城管中的应用历程

1、数字城管起步阶段

2006年，北京市崇文区数字化城市管理系统成为全国第二个开通网格化城市管理系统的城市，并首次使用国产GIS平台——SuperMap IS.net作为GIS基础平台。基于SuperMap GIS应用，对崇文区城市管理区域网格进行精细划分，实现了基于地形图、遥感影像数据和单元网格的城市部、事件精细化管理；实现了图文一体化的协同工作环境；基于移动GIS技术、无线通讯和GPS技术实现了城管案卷的采集与传输；基于地理编码技术实现了城市管理对象在管理区域中的精确定位；基于空间数据库引擎SuperMap SDX+实现了海量空间数据和业务数据的一体化管理。

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2007年起始，因Service GIS技术在服务器端大量分析计算和可视化渲染工作的模式，降低了数字城管系统对宽带的要求，拓展了应用范围；多层架构提升了数字城管系统安全性；支持异构GIS平台集成应用，降低了数字城管推广应用的代价。

数字城管在住建部推动下在全国迅速推广，截至2008年，已有75个城市（城区）建设了数字城管项目。随着“数字化城市管理新模式”不断成熟和一系列标准规范的颁布，GIS技术成为数字城管不可缺少的重要工具。

2、数字城管深化应用阶段

随着全国城市（城区）的推广实践，数字城管的管理内容随实践的深入发生了变化。横向上，数字城管职能扩大，在原有市政市容管理基础上，扩展到了车辆违停、违章建筑、渣土垃圾、应急管理、地下管线等范围，逐渐从“小城管”演变为“大城管”。例如，西安市目前已实现横向覆盖20多个城市管理职能部门的市、区两级“大城管”应用模式。在此发展期间，基于时间序列的影像分析技术使违章建筑监管、园林绿化管理等更便捷更精准；基于二三维一体化GIS 的应急预案模拟推演技术保障了应急预案的合理性和有效性，同时，二三维一体化GIS技术实现了地下管线的直观立体化管理和应用，等等。

纵向上，在区（县）级数字城管平台基础上向上延伸形成全市（省）统一平台，向下深入完善社区的各项机制[7]。北京市怀柔区基于网格化社会服务管理系统，推动社会服务管理力量下沉到社区（村庄），将区域内人、地、事、物、组织等社会服务管理内容全部纳入网格，第4页

推行城市管理、社会服务、综合治理三网合一，最终实现社会治理全覆盖，从而实现了精细化社会服务管理。GIS技术在实现人、地、事、物、组织的“一张图”可视化管理基础上，实现了“以图找房、以房管人，以人找房”，使各类管理要素关联起来；基于空间分析技术的楼宇经济管理、人口数据分析、房屋属性结构分析、可视化调度指挥等应用提升了辅助领导决策水平。

另外，数字化城市管理的辅助应用日益丰富，如监督员管理、业务短信、移动执法、领导督办、全民城管等。

数字城管的不断深化应用引发了对倾斜摄影、多源数据集成、空间分析等GIS技术的需求；三维GIS、实景影像等GIS技术的发展成果丰富了数字城管的展现内容和手段。

3.2 国产GIS在数字城管中的应用现状

国产GIS平台份额逐渐扩大。从2006年首个使用国产GIS平台的北京市崇文区数字化城市管理系统开始，国产GIS平台凭借可定制、价格优势、服务周到等特点，越来越多地被接受并用于数字城管建设中。据不完全统计，截止到2015年，基于国产GIS平台进行数字城管建设的城市（城区）已超过80个。2014年以来，在国家信息安全政策引导下，部分原来选用国外GIS平台的数字城管供应商开始自主研发GIS平台或者选用其他国产GIS平台。国产GIS平台份额将进一步扩大。

随着数字城管的不断深化应用和国产GIS技术的蓬勃发展，国产GIS技术在数字城管建设中取得了大量应用成果。例如，西安市总投

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资3876.95万，基于地理信息共享平台实现城市管理资源的整合与共享，实现城市管理移动监控手段，建立了标准执法和网上办案等特色应用、9+7的市区两级数字城管软件体系以及标准指标和移动抽查结合的考核体系。目前系统横向覆盖 20 多个城市管理职能部门，纵向构建起市、区（10个试点区）两级的数字化城市管理协同平台，实现了市区两级城市管理业务的互联互通和数据共享。应用成果中不乏优秀案例，不仅为城市管理带来了变化，并得到了相关主管部门的认可，例如：芜湖、西安、乌海等城市的数字城管建设先后被授予地理信息产业优秀工程奖。SuperMap GIS平台在城管应用的技术创新

智慧城市由云服务中心、城市运行管理中心和众多智慧应用构成。在智慧城市中，可依托智慧城管建立城市运行管理中心。数字城管建设所形成的数据基础、应用基础和网络硬件基础将成为未来智慧城市运行管理中心建设的重要基础。

伴随着移动GIS、三维GIS等新一代信息技术的飞速发展，以SuperMap 为代表的国产GIS平台在数字城管建设中的应用不断深入，并进行了技术创新。下面就SuperMap GIS平台的技术创新点进行阐述。

4.1 采用SOA和SERVICE GIS技术实现信息资源整合和共享

利用SOA和Service GIS技术封装工作流服务，地理空间框架数

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据服务、部件数据服务、城市管理案卷数据服务、考核评价数据服务、地理编码服务、短彩信发送服务等业务逻辑和数据，可为子级数字城管平台、外网网站、专业部门以及城管专网内的其它应用系统提供各类数字城管相关服务，并可被多种客户端跨平台、跨网络、跨语言调用，实现城市管理信息资源整合和共享[8]。

4.2 基于移动GIS技术实现现场信息动态采集和高效传输

城管通和移动视频监控系统等都是进行现场采集，SuperMap移动GIS技术结合无线通讯技术，实现了现场案卷信息的快速定位、采集和上报；利用自动定位技术和道路数据信息对当前位置坐标进行纠偏，解决GPS等定位误差；高性能的交互显示技术可以实现在移动端地图上实时监控目标对象的位置变化、状态变化，实现移动监管；离线数据存贮技术使得移动GIS应用不受网络信号、带宽等因素限制，降低网络依赖并节省流量，实现稳定流畅的应用。

4.3 消息总线技术提高任务执行效率

利用消息总线技术实现了点对点、一对多、多对多的通信，使个终端执行的操作可以快速的同步到其它相关终端，实现多终端协同，从而实现数据共享与即时通讯。在数据采集场景中可以实现和某一成员之间的点对点通信，完成任务的下达，也可以广播任务，解决了任务下达后执行不及时的问题。

4.4 二三维一体化GIS技术实现城市立体管理

传统的基于二维GIS可实现对城市管理部件和城市管理问题的精

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确定位，但难以满足城乡一体化及城管业务化监管需要。二三维一体化GIS技术有机整合了GIS功能和三维可视化效果，突破了三维技术中看不中用的应用瓶颈。利用三维模型符号化技术，解决了二三维数据的一体化存储和管理难题，并可实现快速构建和查询分析应用，节省了建模时间同时兼顾了平台性能，为三维管线应用提供了强大技术支撑；结合矢量数据的倾斜摄影模型单体化技术实现了对倾斜摄影模型的三维空间分析，海量数据存储技术有效解决了倾斜摄影模型数量庞大的难题。

4.5 基于多源空间数据融合技术的城市多样管理应用

为了满足城市多样化管理应用，基于多源空间数据融合技术的SuperMap GIS平台支持OGC服务、天地图服务、谷歌地图等公开地图服务，丰富地图数据源；融合视频数据，实现重点区域的实时监控；融合不同时期倾斜摄影和实景影像，实现对违法建设、违章建筑、园林绿地管理等重点、难点问题的动态监控、综合监管；基于三维模型可立体化支撑城市部件、地下管线、人口、房屋、法人等数据的精细化管理，实现地上地下一体化管理。通过不同数据源、不同精度和不同模型的地理数据融合，有效地推动空间数据在城市管理领域的多样化应用。国产GIS在城管应用中的发展趋势

5.1 结合物联网技术建设具有智慧架构的城管系统

将GIS技术和感知与识别技术、网络与通信技术、计算与服务技

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术结合，对城区重点监控区域的积水等状况实时监测并同步计算危险等级及危险范围分析，实现基于智能辅助决策的应急预案；对管线、环卫设施、车辆等管理对象的智能识别和管理、可视化实时监测；高精度地图数据结合物联网技术和卫星导航定位技术进行无人自动驾驶，将实现车辆移动视频监控的自动执法和自动化专项普查等，从而建设具有智慧架构的城管系统。

5.2 基于云GIS技术搭建新型数字城管系统

将IT基础设施、地图数据、GIS功能和GIS服务等资源以云的方式弹性调度，提供一个集中的空间信息存储环境和以服务为基础的空间信息应用平台，并以此为基础搭建新型数字城管系统，将较好地适应对业务类型和数据类型请求快速变化的需要。

融合了GIS、计算、存储、网络和虚拟化等软硬一体化的云GIS一体机，由于高度集成的架构，软硬一体化的优化适配，将在节约能耗和占地空间、缩短业务实施周期、降低业务系统运营成本上有较大优势。

5.3 结合移动互联技术形成数字城管移动办公平台

目前，数字城管已实现移动端的专项信息采集、案卷上报、领导督办、标准化执法、市民上报等应用，未来将结合移动互联技术形成数字城管移动办公平台，实现PC和移动端双同步系统，每个办公角色都可用数字城管移动办公平台完成自身的工作职责。

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5.4 与时空信息云平台深度交互融合，实现共建共享

基于GIS技术的时空信息云平台具有整合城市数据的功能特征。随着时空信息云平台的不断发展成熟，数字城管可用云平台提供的基础数据资源，同时为云平台提供城管业务数据资源，云平台将以地理位置关联和整合城管业务数据和其他专题数据资源，建立城市管理的面向城市的数据模型，提现城市管理、其他行业和空间之间的相互关系，并进一步加工分析，最终以API等方式将分析数据反哺数字城管，拓展数字城管的应用广度和深度。

5.5 更精准快速定位，助力调度管理

近年来快速发展的北斗卫星导航系统（BeiDou Navigation Satellite System，BDS）、连续运行卫星定位服务综合系统（Continuous Operational Reference System，CORS）和高分系列卫星影像成果的应用，将提供更精准更快速的定位服务，除地形图修测外，通过人员和车辆的快速高精度定位以及科学的调度分析，将有效解决车辆高密度高流动性导致的定位不准、调度不力问题。

5.6 基于空间分析和挖掘技术，形成具有自动分析功能的城管系统

目前GIS在数字城管系统中的应用多是空间定位和查询统计。地理大数据的快速增长，必然促进地理大数据地址匹配、存储、处理、空间可视化表达、空间分析与挖掘等技术的加速创新，未来的城管系统将自动网罗系统中多种信息来源，并进行智能分析，为城市管理者

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提供智能辅助决策功能。小结

数字城管的不断深化应用引发了对GIS技术的新需求，以SuperMap 为代表的国产GIS平台利用SOA和SERVICE GIS、移动GIS、消息总线、二三维一体化、多源空间数据融合等方面的技术创新，实现了数字城管全面发展建设。在未来，国产GIS将结合物联网、云GIS、移动互联、跨平台集成、高精准定位和空间分析挖掘等技术构建更智慧、更便捷和更开放的城市管理系统。

参考文献

[1] 杨茂标, 何荣坤.数字化城市管理信息系统基本原理[M].浙江大学出版社, 2006：1-26.[2] 邬伦,刘瑜,张晶, 等.地理信息系统——原理,方法和应用[M].北京:科学出版社,2001.[3] 钟耳顺, 刘利.我国地理信息产业现状分析[J].测绘科学, 2008年1月,第33卷第1期.[4] 王家耀,崔晓杰.创新驱动地理信息产业转型发展[J].测绘地理信息转型升级研究报告（2014）.[5] 储征伟, 杨娅丽.地理信息系统应用现状及发展趋势[J].现代测绘, 2011年01月, 第34 卷第1 期.[6] 刘利孙威.大数据时代的地理信息产业发展趋势[OL].[2016-01-12].http://fazhan.sbsm.gov.cn/article//zlyzcyj/201601/20160100155390.shtml.[7] 郭滨,郝力,高萍.2015：中国数字城管发展趋势及建议.[8] 张健.GIS在西安数字化城市管理中的综合应用研究[J].电子世界,2012.01.第11页

第二篇：GIS在城市管理的应用论文

GIS在城市管理的应用

摘 要：地理信息系统是一种特定的空间信息系统，能对空间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。广泛应用于各种领域，尤其有人类息息相关的城市管理。

关键词：地理信息系统 城市管理 城市规划 地籍管理 基础设施管理 道路交通管理 可视化应用

当代社会被称为信息社会，信息技术的高速发展使得更加完善的地理信息成为解决资源环境，建设等社会问题的重要信息资源。地理信息系统应运而生。地理信息系统（Geographic Information System, 简称 GIS）由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。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。【1】

地理信息系统系统的运行环境包括计算机硬件系统、软件系统、网络。空间数据和管理与应用人员。核心部分为计算机软硬件系统，空间数据则是地理信息系统的地理内容的反映，管理人员与用户则决定了系统的工作方式和信息的表达方式。地理信息系统有着数据的空间定位特征、空间关系处理的复杂性、海量数据管理能力、所以它有着广泛的应用。

当代中国的城市化进度空前快速，使城市的管理完善速度赶不上发展速度。城市作为区域经济、政治、文化、教育、科技和信息中心，是劳动力、资本、各类经济、生活基础设施高度聚集，人流、资金流、物资流、能量流、信息流高度交汇，其信息系统多维度、多结构、多层次、多要素，十分复杂。城市是经济发展的龙头，缺乏管理力度的城市必定影响其发展。空间信息的管理、分析和决策辅助是GIS 作为城市建设基础设施所应发挥作用的重要方面。在前一阶段数字城管建设工作中，GIS对于及时有效地对各类城市管理部件进行监控管理、提高相关事件处置效率起到了良好的作用。

从90年代初期开始，多个政府部门开始进行GIS系统建设，将GIS技术和具体应用结合起来，建设信息化系统。中国的GIS应用从此走向了商用阶段，迅速扩展到了城市管理中。主要应用于下面几个方面。

1.在城市规划中的应用

城市规划指导着城市的发展，是促进经济发展的原动力。在城市发展与管理中站十分重要地位。目前地理信息系统与城市规划紧密联系，为城市建设作辅助性规划。

城市规划建设必须有图样跟证书。图样包括建设地区的方位，人口，交通，甚至土壤，水源状况等信息。此信息此前是由实地考察而得到，进行地形勘测，采用数字测图等外业工作方法，而地理信息形同则免除了此繁琐的工作方法。人们可以直接喜爱数据库中获取区域地形图，地理薄膜图，以及航拍照片进行分析。另外，地理信息系统还将图样有纸质变成电子质，并通过贯彻一套计算机技术规程和管理规程，使电子文件符合一定的规范标准，可以输入计算机处理。审批则可以交给计算机完成，既可以省下资源，还可以提高效率。【2】

虚拟现实技术应用于城市规划中，可为规划决策者提供一个全新的技术平台，直观地提供现实世界中的各种感觉。通过地理信息系统，政府可以通过此技术，回溯规划前后地理环境的变迁，或者构建城市形态。此做法既能建立查询系统，也能在网络上让用户了解规划的方向，让用户参与评估评估，尤其是网络与虚拟现实技术及多媒体的结合，可提供直观的规划方案展示，提高公众参与规划的积极性。

嵌入式地理信息系统技术与移动通讯及无线互联网设备（包括掌上电脑、PDA和手机等）集成，可快速提供与位置信息相关的信息服务，具有动态性、移动性等特点。着让决策者更好更快更容易随时随地掌握规划的各类信息，如用地单位名、项目名称、地点、面积、国土文号、城规文号等。此外，利用图片。录像等展示，让决策者身历其境，有利于决策的科学性。【3】 2，在地籍管理工作的应用

地籍管理工作是土地管理的重要组成部分。我国的地籍管理比较落后,已阻碍了土地管理工作的发展。探讨如何在GIS技术下建立地籍管理信息系统及具体步骤、技术方法等一些实际应用的问题,将新技术引入土地管理中势在必行、传统上，地籍管理工作是由纯手工制成的，而在近代计算机技术的迅猛发展，使得计算机能取代手工制作，称为地籍管理工作的一个主要工具。地理信息系统具备了同时具备处理地理要素的统计属性和空间属性的功能。制作出图文并茂的低级管理系统已经成为可行之事。由未来公司和北京麦普联合研制的FLIS地籍管理系统采用美国Caliper公司的性能价格比最优秀的gis-maptitude为平台实现了对地籍管理的自动化和可视化，并成为同类产品的佼佼者。

此系统由土地登记（属性）、地理数据处理（空间）两部分。是空间数据库与数型数据库的有机结合，土地登记部分以SQL Server 6.0作为开发平台，用Visual-foxpro 5.0作前端开发工具，地理数据处理部分采用Maptitude地理信息系统软件为平台，配以本公司开发的TrueType“未来”字库。两个系统都具有安全性能高，人机交互界面好的特点，使得系统十分适合用于地籍管理。【4】 3在基础设施管理的应用

城市的基础设施，譬如道路交通，电力，电信，自来水管道，下水道等，都有很明显的地理空间特征。利用地理信息系统可以方便快捷完成工程设计，应急抢修，日常维护等工作，可大幅度提高工作效率。一般以城市的打比例尺为基础图形数据，在此基础上对地上地下八大类管线进行综合叠加，西欧那个人形成一个测绘数据的城市管线信息系统，实现对管线的现代化管理。再者，此系统能为为城市规划设计与管理部门、市政工程设计与管理部门、城市交通部门与道路建设部门等提供地下管线及其它测绘部门的查询服务。

以电网为例，城市电网的地理特征有着网络节点多，路线复杂，负荷大等。STP-GIS是充分利用介现代计算机的二维、三维图形和数据库技术来输入、存储、编辑、查询、分析、决策和输出具有城市地理信息的电网图形及相应数据的计算机系统。它采用Client／Server体系结构主要软件是C++语言编写。它的功能有：1，自动绘图，可以方便信息的导入跟导出，显示相关数据，还可以进行地图格式的转换。2，检测，通过联网可以得到实时状态，把实时状态与地理信息有机结合在一起，可获得设备的状态，或正常或破损，还可以得到用电量的最大最小值，停电时间等数据。对 线路进行拓扑分析，安史记情况进行着色，使电网运行状况一目了然。3故障处理，利用系统得到为维修人员提供到达现场最短路径，根据故障情况，地点，设备类型名称，原因自动生成检修方案，提供检修需要的停电范围和停电设备，影响用户的范围，并填入故障停电登录表中。4，可以按现有的电网运行情况提供方案进行改革，使电网服务更加完善。【5】 4在道路交通管理

假如把城市比喻成一个人，那么交通系统就是经脉系统，把人流，物流，资金流等“血液”疏导到各个地方，城市交通的好坏，关乎着城市的发展状况。而地理信息系统则可以应用到这方面。

主要有两方面的应用，一是道路的设计，把各类信息汇集到GIS数据库中，确定约束条件，确认需要避开的区域，在地图上用不同颜色分别显示不同约束等级，一边设计时避开这些区域；另外，把每条试验性线路输入系统，系统分析计得出路廊多变形于约束多边形进行叠加，计算出路廊与多边形相交总面积，并乘上权重，得出加权面积，用于比较线路设计。

二是道路的管理，利用GIS可以对道路进行分段，测量其长度，或着进行编号，分析其属性，导入数据库一边以后的管理。除此之外，还可以对道路交通情况进行动态分析，得出车流量，拥挤情况，事故等信息，并在发生事故时显示最短路径。对城市的可视化应用

以地理信息系统的数字数据为基础，加上遥感图片或者野外测得的数据，把各类型的地图叠加一起，对特定的地点进行表述，有此建立城市，郊区，农村，或者大型建筑，风景旅游区，名胜古迹的三维可视化模型，实现多角度浏览，课广泛应用于路由宣传，区域管理等领域。

地理信息系统是现代科技的重要产物，随着科技的不断发展，相信它一定会更加完善，更加方便快捷，运动到更多的领域中，为国民经济的发展做出更多贡献。

参考文献

【1】 http://baike.baidu.com/view/5201.htm[DB] 【2】 地理信息系统在城市规划中的应用 中国测绘报[N] 2009 04.28 【3】 林乾干 福建建设科技 地理信息系统在城市规划中的应用[J] 2000年04期 【4】 http://北京麦普信息技术有限公司ChinaByte)地籍信息系统方案 2002-04-29 【5】 滕欢，滕福生．实时监控系统中的多维数据库技术［J］．四川联大学报．1999年第4期，P118～123．

第三篇：RFID技术在数字化城市管理中的应用

RFID技术在数字化城市管理中的应用

数字城管主要依托“3S”技术，即空间信息技术、计算机技术和移动通信技术等现代信息技术，运用城市万米单元网格的划分、城市部件与事件管理法，建立起城市管理信息中心和城市管理协同平台“两个轴心”。

“数字化城市管理”是为了改变目前国内大多数城市管理的粗放式管理状态，提高城市管理水平，将现代信息技术应用到城市管理中而形成的城市管理新模式。

数字城管新模式有效解决了城市管理工作存在的一些困难和问题，通过城市万米单元网格划分，对城市部件与事件管理，将城市管理做细、做精、做到位，实现了各种城市管理问题的快速发现、精确定位、及时处置和有效监督。

RFID技术在数字城管中的应用需求

目前数字城管中部件事件的定位目前主要通过城管巡查人员持PDA人工检查万米网格内的各类部件和事件，并可利用PDA摄像头结合GPS定位作现场采集上报，其标识的准确性受人为影响较大。

而城市管理包罗万象，除了市容环卫之外，对涉及城市安全运转的重要市政交通设施、燃气管道、给排水设施及水质等进行监测、监管，建设城市减灾信息系统，建立应急联动指挥系统，建立面向城管政务服务系统等，都是数字城管进一步的建设内容。

在数字城管的进一步建设发展过程中，如何准确标识监控对象，如何解决特殊环境下的数据采集传输是数字城管监控网络的末端和关键数据来源，而RFID技术是这些问题的最新解决方案。

RFID（无线射频识别）技术也被称为电子标签技术，是无线电技术在自动设备识别领域中的具体应用。电子标签通过无线射频信号实

现非接触方式下的双向通信，完成对目标对象的自动识别和相关数据的读写操作，具有无接触、精度高、抗干扰、操作快捷以及环境适应能力强等优点。电子标签具有全球唯一识别码，可唯一代表物体本身，是衔接现实物理世界与虚拟信息世界的钥匙。

电子标签分为无源和有源两大类，有源标签自带电源，利用无线传输技术可以完成几米到几百米甚至上千米范围的远距离通讯识别，而其电池供电和使用寿命也可长达数年。

利用RFID的这些技术特点，结合相应信息系统的管理，可以大大增强数字城管的作用，更好实现对城市部件的管理，方便事件处理。

桥梁隧道监测

通过数字城管在线监测系统平台，可对桥隧主要信息进行定位、显示和预警，大型桥梁、高架、立交、隧道等设施的结构安全状况（包括振动、挠度、应力、位移、裂缝等）数据和环境情况（风力、温度、照度等）信息，以及工作状态综合评估数据的实时查询统计和定位显示，实现桥梁隧道管理的电子化、规范化、科学化，使监管部门能准确合理把握桥梁隧道的“健康状况”，节省人力和其他资源。

在传统传感器基础上，结合有源电子标签，传感器的信息可以通过有源电子标签发送给数据采集系统，有效解决了传感器的安装部署和数据采集问题。

防汛在线监测

防汛决策指挥系统是数字城市管理系统的重要组成部分，主要实现对城区主要河道水位数据的实时监控，气象信息的整合，灾情的上报和管理等功能，并通过门户网站和办公自动化系统，实现城市防汛的内部管理和公众服务。

由于防汛监测点环境各异，包括河道监测点、水闸检测站、泵站、低洼积水区检测点等等，缺乏电源或网络等信息系统部署的必要条件。通过有源电子标签可以构造局部无线实时数据采集网络系统，实现与防汛决策指挥系统的实时通信，将传感器自动监测到的准确信息在地理信息系统上分图层展现，并可超限报警、积水预报、洪涝等信息发布。

城市排污在线监测

水污染是我国乃至世界面临的一个十分严重的环境问题，城市管理办公室作为城市监管部门做好对城市排污的监管工作具有重大意义。

城市排污在线监管系统主要就是对排污监管对象的运转情况以及监测情况进行监督管理，其业务主要包括数据采集、数据分析、行业监管、基础数据维护等功能。

与防汛监测类似，将污水监测传感器结合有源电子标签，可以构造一个灵活的无线数据采集系统，实时采集污水传感数据在数字城管系统中展示监控。

危险品跟踪与管理

基于电子标签的危险品安全管理和物流跟踪系统，将采用电子标签技术对危险品实施身份识别和使用、检验信息的纪录，并结合物流管理系统实现对危险品的出厂，检验，使用和销售等整个过程的全过程控制。

整个危险品管理系统包括三个部份，分别是危险品生产厂商系统，危险品销售系统和危险品检验站系统。

停车管理

本系统主要采用电子标签识别跟踪每个进场车辆，同时也可对每个停车位进行精确监控管理。通过对车辆进出场各个环节的监控，可

实现对车辆泊位的调度与管理，以及停车场巡更管理等，在各个环节都可利用车辆的泊位管理系统来了解车辆的泊位安排。

利用电子标签，计算机管理系统能对各个停车场实行科学化、规范化的管理，加强对停车场中各个环节的有效监控，提高停车场资源的有效利用，实现各类数据资源的统一管理与共享。

犬类管理

城市的犬类等宠物管理是一项关系到人民群众健康安全和养狗人直接利益的复杂工作。

犬类管理系统利用电子标签对犬类等宠物进行有效管理，为每一条狗发放RFID标签（电子狗牌），实现犬类管理智能化、网络化、数字化，实现与行政执法、卫生防疫等犬类管理相关部门的联网和数据共享，建立犬类RFID巡查监管系统。

“电子狗牌”中将宠物狗的各种信息如主人姓名、住址、狗的名字、狗的种类、狗的照片、狗的免疫情况、狗的年检等信息存储在“电子狗牌”中，而执法人员通过基于PDA掌上电脑的手持读写器就可以在远距离轻松查验狗佩戴的“电子狗牌”，对狗进行高效管理，同时也解决了狗牌的假冒伪劣、替换等问题。

小结

从应用方式看，目前数字城管中电子标签的应用主要可以分为两大类，一类利用电子标签的唯一识别功能，结合信息管理系统，完成对物品的监控管理，例如对车辆、犬类、危险品等的自动跟踪识别管理等；另一类结合有源电子标签的识别与无线通讯技术以及现代传感技术，可实现多种类型的监测监控，如桥梁隧道、水位、污染等的监控，解决传感数据采集和部署困难的问题。

由于采用了RFID技术，数字城管的有效性、及时性大大增加，同时，随着电子标签技术的成熟和发展，它在数字城管中的应用前景必将更加广泛和深入。

第四篇：GIS在林业中应用

GIS在林业中的应用

摘要: 在概述地理信息系统(GIS)的概念、功能、应用领域的基础上, 对GIS 在林业中多方面的应用现状进行了综述, 并对GIS 在林业中的应用前景进行了探讨, 指出地理信息系统在林业上应用研究的重要性。

关键词: 地理信息系统;林业;应用现状;前景

背景：林业具有用地广阔、生产周期长, 其所涉及的森林系统结构复杂, 森林资源附于地表等特点。而85%以上的森林管理决策与其空间位置有关, 采用传统方法制定管理决策, 缺乏直观性和决策过程的可视化, 给经营管理带来许多困难。而GIS能快速准确地获取多种组合形式的林业资源统计数据, 清晰直观地表现数据之间的联系和发展趋势, 实现数据可视化以及空间地理分析与实际应用的集成。以满足森林资源管理和领导决策的需求, 进而可以利用GIS对林业资源质和量的变化进行动态监测与规划;解决林业上长期以来经营粗放、信息技术落后的问题, 促进林业的经营管理走上可持续发展道路。

1.地理信息系统简介

GIS 是Geographical Information System 的缩写，即地理信息系统。地理信息系统是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科与新技术学科，对空间信息的管理与分析是它的优势所在，它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。

地理信息系统是空间数据的管理系统，是空间数据和属性数据的综合体，其主要有以下特征：①空间定位特征：②多维结构特征③明显的时序特征

地理信息系统大致可以分为 3 大类：①专题信息系统．它是具有优先目标和专业特点的地理信息系统，如水资源管理信息系统，矿产资源信息系统，水土流失信息系统等．②区域信息系统，主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标，按区域范围大小可有不同的规模，如加拿大国家地理信息系统、中国黄河流域信息系统等．③地理信息系统工具库，它是一组有图形图像数字化、存储管理、查询检索、分析运算和多种输出等地理信息系统基本功能的软件包．地理信息系统的任务，就是对地球表层人文经济、自然资源及 环境等多种信息进行综合分析与管理． 2.森林资源信息管理

用GIS 的数字地形模型(DTM), 地面模型, 坡位、坡面模型可表现资源的水平分布和垂直分布, 利用栅格数据的融合, 再分类和矢量图的叠加, 区域和邻边分析等操作,产生各种地图显示和地理信息, 用于分析林分、树种、林种、蓄积等因子的空间分布。使用这些技术, 研究各树种在一定范围内的空间分布现状与形式, 根据不同地理位置、立地条件、林种、树种、交通状况对现有资源实行全面规划, 优化结构, 确定空间利用能力, 提高森林的商品 价值。各地、各林业局、各林场森林面积, 森林蓄积, 森林类型, 林种分布, 树种结构, 林龄结构及变动情况等, 过去只能从森林资源档案数据库中了解情况, 应用地理信息系统可以做到图上动态管理和监测, 从而可以做到更真实、更直观地把握森林资源的状况及变化。3.森林分类经营管理

利用地理信息系统, 可以做到以林班、林场、林业局、地区及全省为单位的森林分类经营管理, 能够做到分类更为科学、更为客观, 为各级领导及林业管理部门、生产部门提供可操作的森林分类经营方案及科学依据。4.天然林保护工程管理及封山育林

实施天然林保护工程,“两类三划分”必须要落实到可操作的地块, 并可进行动态管理。只有利用地理信息系统才能真正做到科学经营管理, 否则很难将天然林保护工程各项工作落到实处。封育区域的确定涉及一些地理地貌和社会经济及人为活动等因素。GIS 的分析设计可兼顾多种要素, 采用DTM和森林分布图及专题图叠加, 区划出合理且更易实施的封育区域。

5.森林限额采伐管理

借助于GIS , 制定详细的采伐计划, 确定有关采伐的目的、地点、树种、林种、面积、蓄积、采伐方式和更新措施。制定采伐计划安排, 制作采伐图表和更新设计。应用地理信息系统, 可以清楚地把握各地、各林业局及林场,乃至各林班、小班的森林资源状况, 下达森林采伐限额指标可做到有的放矢。同时, 可以确定各小班的森林经营及采伐方式, 实现以小班为单位的动态经营管理。6.森林结构调整 用缓冲分析方法进行河岸防护林, 自然保护区, 林区防火隔离带等公益林的规划, 确定防护林的比例和相应的分布范围。根据森林资源分布状况和自然、社会经济分布特点以及社会经济需求进行空间属性分析可以确定不同林种的布局。一方面根据森林资源可持续发展的需要利用地形地貌、立地条件分布特点林木生长各个阶段的经济和生态效益特点利用GIS 和相关的技术确定合理的龄组结构;另一方面指定相应的森林时序结构的调整方案并落实到具体的山头地块, 在大力造林、绿化、消灭荒山的同时, 按照龄组法调整龄组结构, 加速林木成熟, 使各龄组比重逐步趋向合理, 充分发挥林地的生产潜力。7.抚育间伐、速生丰产林培育及更新造林管理

利用GIS 强大的数据库和模型库功能, 检索提取符合抚育间伐的小班, 制作抚育间伐图并进行GIS的空间地理信息和林分状况数据结合, 依据模型提供林分状况数据如生产力、蓄积等值区划和相关数据,据此可按林分生产力进行基地建设。GIS可通过分析提供森林立地类型图表, 宜林地数据图表, 适生优势树种和林种资料, 运用坡位、坡面分析,按坡度、坡向划分的地貌类型结合立地类型选择造林树种和规划林种, 指导科学造林。8.林业用地信息管理

林业土地变化包括林地类型和林地面积两方面。GIS借助于地面调查或遥感图像数据, 实现了地籍管理, 将资源变化情况落实到山头地块, 并利用强大的空间分析功能,可及时对森林资源时空序列、空间分布规律和动态变化过程做出反映, 为科学地监测林地资源的变化、林地增减原因、掌握征占林地的用途和林地资源消长提供了依据。我省林业用地约占全省国土面积的5119 % , 可开发利用的潜力很大。至今为止, 林业用地的管理还较为粗放。利用地

理信息系统, 可以做到有效地管理林业部;习的土地资源,实现对林业用地的权属、利用情况及开发前景动态管理。

9.森林病虫鼠害监测、控制、森林防火监测及动态管理

应用地理信息系统, 可以实现对森林病害、虫害、鼠害发生规律、分布状况及控制程度动态监测及跟踪管理,能够克服工作的盲卧险和被动性, 做到心中有数, 防治工作及时。可通过建立应用地理信息系统, 对省、地、县森林防火系统进行动态监测和管理。国家林业局林业规划院于90年代就研制出了“林火管理”地理信息系统。目前, 我省森林防火办也着手构建全省森林防火GIS 系统。该系统的

建立, 必将会大大提高我省的森林防火现代化管理水平,并产生巨大社会效益和经济效益。10.林权管理 权属分国家、集体、个人三种形式, 不同权属的森林实行“谁管谁有”的原则, 大部分权属明确, 产权清晰,界线分明, 标志明显, 山林权与实地、图面相符, 少数地方界线难以确定, 可用邻边分析暂定未定界区域。从而减少或避免各种林权纠纷。

应用前景：

一方面,GIS在林业学科中的应用促进了学科的知识创新和理论深化研究, 促成了各学科间的相互联系, 极大地推动了林业系统科学及其分支学科的发展。另外, 随着新分支学科的建立, GIS应用越来越广泛。如有的学者提出利用GIS建立植物转基因飘流状况的国家和省级地理信息系统。另一方面,各学科的不断发展和深入反过来又需要GIS的不断完善, 并为GIS提供实验基地。如为了便于更科学合理地管理某一区域的自然资源, 就需解决GIS同GPS、RS以及与专家决策支持系统的耦合问题, 这将促进GIS技术的不断完善。GIS、RS和GPS的集成(“3S”的集成)已成为一种必然的趋势。“3S”的集成是一种利用各自的技术特点快速准确地提供所需信息的技术。基本是RS 提供最新的图像信息, GPS提供精确的位置信息, GIS为图像的存储、处理、分析及应用提供技术手段。“3S”的应用可为林业生产管理和决策者快速地提供精确的信息。森林是农业的生态屏障, 也是陆地生态系统的主体。我国森林生态功能较弱, 林业生产技术总体水平较低, 对林业生产调控能力差, 再加上林业生产的高风险性、区域性, GIS技术的发展和应用为提高林业生产的调控能力, 实现林业现代化和因地、因时的科学化管理提供了技术支持。林业生态系统是一个极其复杂的系统, 对这一系统的监测、模拟和科学管理等复杂问题应用传统的GIS是很难解决的, 因为这些问题需要大量的知识与经验, GIS与专家系统结合而成的智能GIS, 并利用神经网络模型将成为解决这些复杂问题的重要途径, 目前这方面的研究已得到了重视。另外, 随着网络GIS、虚拟GIS、开发式GIS、真3维和时空4 维数据结构等这些GIS技术研究成果的推出和不断完善, 林业作为GIS技术使用大户, 必然会受到深远的影响。

结束语：进入90 年代以来, GIS 正朝着分布式的、开放的、网络化的、大众化的、全球性的GIS 发展,被人们广泛应用于各个领域, 产生了巨大的经济和社会效益。当前, 我国已经提出了建设 数字林业 的概念, 是否建立和使用了先进的林业地理信息系统, 正在成为衡量当地林业管理水平的重要标志。随着 3S 技术、网络技术、计算机技术等现代信息技术的迅速发展, 极大地促进了林业资源经营、管理、利用的信息化、网络化、数量化和模型化进程。目前, GIS 在我国林业上的应用还处于起步阶段, 国内从事林业GIS 研究的人数不多;GIS 在林业上还主要应用在建立数据库、数据库查询、空间叠加分析、缓冲区分析和成果显示输出等几个方面。在林业GIS 基础数据库建设、林业通用GIS技术模块、林业行业数据标准和林业GIS 海量数据支持等方面报道较少, 这需要广大的林业工作者共同努力, 促进我国林业GIS 事业的快速向前发展

第五篇：gis在物流配送中的应用（精选）

GIS在物流配送中的应用

摘要：

高效、快捷的物流配送系统对企业，尤其对电子商务的发展至关重要[1]。本文在对两者的融合进行了探讨，并提出了基于GIS的物流配送系统解决方案，以实现对物流配送过程的全程管理。

关键词：地理信息系统，物流，电子商务引言

物流是指计划、执行与控制原材料或最终产品从产地到使用地点的实际流程，物流服务具体包括定单管理、运输、仓储、装卸、送递、报关、退货处理、信息服务及增殖业务。显然，货物运输路径的选择，仓库地址的选择等，都涉及到如何处理大量的空间数据与属性数据而缩短物流时间，降低成本的问题，而地理信息系统（以下简称GIS）不仅具有对空间和属性数据采集、输入、编辑、存储、管理、空间分析、查询、输出和显示功能，而且可为系统用户进行预测、监测、规划管理和决策提供科学依据。可见，将其应用于物流配送系统中，可大大加强对物流过程的全面控制和管理，实现高效、高质的物流配送服务，本文分以下几部分对GIS在物流配送中的应用进行探讨。现代物流与GIS融合1）地理信息系统的发展

地理信息系统是集计算机科学、地理学、信息科学等学科为一体的新兴边缘科学，可作为应用于各领域的基础平台。这种集成是对信息的各种加工、处理过程的应用、融合和交叉渗透，并且实现各种信息的数字化的过程。

在GIS中，空间信息和属性信息是不可分割的整体，它们分别描述地理实体的两面，以地理实体为主线组织起来。空间信息还包括了空间要素之间的几何关系，使GIS能够支持一般管理信息系统所不能支持的空间查询和空间分析，以便于制定规划和决策。现在网络地理信息系统（WebGIS）的兴起更使其被越来越多的商业领域用来作为一种信息查询和信息分析工具[3]，GIS技术本身也融入了这些商业领域的通用模型（如ARC/INFO的网络分析模块），因而GIS技术在各个商业领域的应用在深度上和广度上不断发展。事实上，凡是涉及到地理分布的领域都可以应用GIS技术。

2）物流的发展

随着经济全球化的发展，物流也向着现代化方向迅速发展。物流现代化不仅指物流手段(物流设施、设备等)和物流技术达到或接近世界先进水平，而且指物流管理(包括物流组织、物流计划的编制、物流运输方案的选择、经济指标的确定，等等)的科学化[4]。

现代物流作为一种先进的组织方式和管理技术，已经被认为是企业在降低物资消耗、提高劳动生产率以外重要的“第三利润源”[5]，它通过降低流通费用，缩短流通时间，可以整合企业价值链、延伸企业的控制能力，加快企业资金周转为企业创造新的利润。

尤其在电子商务环境下，供应商必须全面、准确、动态地掌握散布在全国各个中转仓库、经销商、零售商以及各种运输环节之中的产品流动状况，并以此制定生产和销售计划，及时调整市场策略。因此电子商务的发展更加推动了现代物流业迅速兴起。

那么，把GIS技术融入到物流配送的过程中，就能更容易地处理物流配送中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个环节（如图1），并对其中涉及的问题如运输路线的选择、仓库位置的选择、仓库的容量设置、合理装卸策略、运输车辆的调度和投递路线的选择等进行有效的管理和决策分析，这样才符合现代物流的要求，才有助于物流配送企业有效地利用现有资源，降低消耗，提高效率。实际上，随着电子商务、物流和GIS本身的发展，GIS技术将成为全程物流管理中不可缺少的组成部分。

图1 物流配送过程基于GIS的物流配送系统设计

3.1 需求分析

如以某一城市中的物流配送过程为例，那么基于GIS的物流配送系统的需求主要集中在以下几个方面：

1)、通过客户提供的详细地址字符串，确定客户的地理位置和车辆路线；

2)、通过基于GIS的查询、地图表现的辅助决策，实现对车辆路线的合理编辑（如创建、删除、修改）和客户配送排序；

3)、用特定的地图符号在地图上表示客户的地理位置，不同类型的客户（如普通客户和会员客户，单位客户和个人客户等）采用不同的符号表示；

4)、通过GIS的查询功能或在地图上点击地图客户符号，显示此客户符号的属性信息，并可以编辑属性；

5)、在地图上查询客户的位置以及客户周围的环境以发现潜在客户；

6)、通过业务系统调用GIS，以图形的方式显示业务系统的各种相关操作结果的数值信息；

7)、基于综合评估模型和GIS的查询，实现对配送区域的拆分、合并；

3.2 系统总体结构

设计基于GIS的物流配送系统，采用面向对象的空间数据模型和基于关系数据库的空间数据库来实现数据的无缝集成，空间数据索引采用基于改进R-Tree的空间数据索引结构，属

性数据索引采用B+树数据结构；网络数据传输采用三层结构模型，并采用Java Applet进行开发，这样与平台无关又具有较好的安全性，使海量空间数据的存储、分析和共享成为可能。系统网络结构图如下：

图2 系统网络结构图

3.3 系统模型设计

由上述分析，基于GIS的物流配送系统应集成以下主要模型：设施定位模型、车辆路线模块、配送区域划分模型、分配集合模型、客户配送排序模型。

1）设施定位模型。用于确定一个或多个设施的位置。在物流系统中，仓库和运输路线共同组成了物流网络，仓库处于网络的节点上，节点决定着线路，如何根据供求的实际需要并结合经济效益等原则，在既定区域内设立多少个仓库，每个仓库的位置，每个仓库的规模，以及仓库之间的物流关系等，运用此模型均能很容易地得到解决。

2）车辆路线模型。用于解决一个起始点、多个终点的货物运输中，如何降低物流作业费用，并保证服务质量的问题。

3）网络物流模型。用于解决寻求最有效的分配货物路径问题，也就是物流网点布局问题。如将货物从N个仓库运往到M个商店，每个商店都有固定的需求量，因此需要确定由哪个仓库提货送给那个商店，所耗的运输代价最小。还包括决定使用多少辆车，每辆车的路线等。

4)配送区域划分模型。根据各个要素的相似点把同一层上的所有或部分要素分为几个组，用以解决确定服务范围和销售市场范围等问题。如某一公司要设立X个分销点，要求这些分销点要覆盖某一地区，而且要使每个分销点的顾客数目大致相等。

5）空间查询模型。如可以查询以某一商业网点为圆心某半径内配送点的数目，以此判断哪一个配送中心距离最近，为安排配送做准备。系统功能实现

那么，基于GIS的物流配送系统可实现如下主要功能：

1）车辆和货物跟踪：利用GPS和电子地图可以实时显示出车辆或货物的实际位置，并能查询出车辆和货物的状态，以便进行合理调度和管理。

2）提供运输路线规划和导航

规划出运输线路，使显示器能够在电子地图上显示设计线路，并同时显示汽车运行路径和运

行方法。

3）信息查询

对配送范围内的主要建筑、运输车辆、客户等进行查询，查询资料可以文字、语言及图象的形式显示，并在电子地图上显示其位置。

4）模拟与决策

如可利用长期客户、车辆、订单和地理数据等建立模型来进行物流网络的布局模拟，并以此来建立决策支持系统，以提供更有效而直观的决策依据。

5结束语

当今，随着电子商务的再次兴起和经济全球化的发展，物流涤从晌鹊鉡6]。利用GIS能高效地处理空间和属性数据的优势来建立基于GIS的物流配送系统虽处于初始阶段，但无疑是有益的尝试，它必将是以后的发展趋势。