地理信息系统在物流配送中的应用

第一篇：地理信息系统在物流配送中的应用

地理信息系统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，物流业愈来愈成为热点[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。

参 考 文 献

1、张铎 《我国物流企业如何迎接电子商务》中国流通经济 2001.1 p12~13;

2、刘秉镰，姜国杰 我国现代物流发展中的若干问题》铁道物资科学管理 2001.1 p23、屈春燕等 《网络地理信息系统(WebGIS)在地震研究中的应用》地震学报 2002.1p914、叶杰刚《关于物流问题的理论探索》当代经济科学2001.1 p51~56;

5、陈罕琳 《信息技术让物流货畅路通》 计算机周刊 2001.37，p14;

6、兰洪杰，沈家洪 《电子商务下配送问题浅析》中国流通经济 2001.1 p10~11;

第二篇：地理信息系统在土地管理中的应用

地理信息系统在土地管理中的应用

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地理信息系统在土地管理中的应用 地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIs)是一种采集、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量地理数据的通用技术。地理信息系统是一种决策支持系统，它与其他信息系统的主要区别是其存储和处理的信息是经过地理编码的，地理位置及与位置有关的地物属性信息成为信息检索的重要部分。

通过上述的分析和定义可提出GIS的如下基本概念：

1、GIS的物理外壳是计算机化的技术系统，它又由若干个相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图像处理子系统、数据产品输出子系统等，这些子系统的优劣、结构直接影响着GIS的硬件平台、功能、效率、数据处理的方式和产品输出类型。

2、GIS的操作对象是空间数据和属性数据，即点、线、面、体这类有三维要素的地理实体。空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码，实现对其定位、定性和定量的描述、这是GIS区别于其它类型信息系统的根本标志，也是其技术难点之所在。

3、GIS的技术优势在于它的数据综合、模拟与分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程演化的模拟和预测。

4、GIS与测绘学和地理学有着密切的关系。大地测量、工程测量、矿山测量、地籍测量、航空摄影测量和遥感技术为GIS中的空间实体提供各种不同比例尺和精度的定位数；电子速测仪、GPS全球定位技术、解析或数字摄影测量工作站、遥感图像处理系统等现代测绘技术的使用，可直接、快速和自动地获取空间目标的数字信息产品，为GIS提供丰富和更为实时的信息源，并促使GIS向更高层次发展。地理学是GIS的理论依托。有的学者断言，“地理信息系统和信息地理学是地理科学第二次革命的主要工具和手段。如果说GIS的兴起和发展是地理科学信息革命的一把钥匙，那么，信息地理学的兴起和发展将是打开地理科学信息革命的一扇大门，必将为地理科学的发展和提高开辟一个崭新的天地”。GIS被誉为地学的第三代语言——用数字形式来描述空间实体。

二、地理信息系统与土地资源管理

土地是宝贵的自然资源，是一切发展的源头,合理利用土地资源、掌握土地利用的动态信息是新形势下土地管理工作的需要。它是国家和人民赖以生存和发展的物质基础,对土地资源合理地开发、利用、治理和保护,会直接影响到一国的经济建设。土地资源及其利用的现状,各类土地的动态监测,是制定土地管理工作中长期利用规划和国民经济社会发展战略的重要依据。土地管理的特色是对土地空间特性的管理。土地空间特性，包括土地的地理位置、相邻关系，图层的划分及与土地相关的各种空间属性和人文属性。土地的这种空间特性，为地理信息系统(GIS)的应用提供广阔的天地。GIS最初的应用领域，就是建立与土地管理、土地规划相关(包括地籍管理、土地数据库等有关系统的管理和规划等)的土地信息系统(LIS)。

随着社会经济的多样化,国土部门的管理工作全面展开并日趋细化:地籍变更日益频繁,信息来源多种多样,信息量更是巨大复杂。这种情况对土地工作者提出了更高的要求,传统的管理方法已经愈来愈不能满足现代化土地管理的需要。伴随着数字化国土工作的不断深入,各土地管理部门纷纷加入了信息化、数字化的改革大潮。如何建立科学的土地管理体系,实现土地管理工作的数字化,实现土地管理信息的共享,提高土地管理的质量、效率和水平,更好地为上级领导和有关部门机构、各级土地使用者的管理和决策提供准确、快捷、全面的土地信息查询服务和技术性支持,这就迫切需要采用先进的GIS及网络技术,建立一个适当的土地管理信息系统势在必行。

三、地理信息系统在土地资源管理中的应用

1地籍信息管理 地理信息系统对地籍信息的管理体现在其信息直接反映每一块宗地的特征,它包括宗地的基本信息(位置、面积、利用类别、等级等),权属管理(所有权、使用权、他项权利等),附着物信息(地上、地下建筑及各种设施情况),文档信息(调查原始资料、法律、条例等)和图形信息(地籍图、土地利用现状图等)。地籍信息管理系统的目标是完成土地调查、登记、统计、评价,为地籍管理提供依据,为土地法律咨询提供手段。在城乡地籍管理领域,并建立了地籍管理系统、城镇地籍管理信息系统、时域地籍信息系统、农村地籍管理信息系统、日常地籍管理信息系统。

2土地评价与利用规划 土地利用规划是一个系统工程,起着对土地利用进行控制、协调和监督的作用,使得土地的社会、经济、生态效益达到最佳状态。从内容上说, 土地利用规划包括土地的自然和经济属性的评价和用地需求量的预测。地理信息系统在土地利用规划中可以发挥巨大的作用,尤其是在土地评价方面,可以进行土地资源清查、土地生产潜力分析、土地适宜性评价和土地人口承载力分析。土地资源清查是针对土地的自然属性进行清查,地理信息系统建立这种自然属性的空间和统计数据库。信息来源有土壤图、气候图、土地利用现状图和自然灾害图等。地理信息系统通过对这些图的叠加建立起土地资源清查数据库,存储大量的土地资源及其背景信息,为土地资源的自动化管理服务。应用地理信息系统的空间分析能力,特别是空间叠加分析模型,结合不同的数学模型,进行土地适宜性和质量评价,获取评价目标的等级指标。再者,在已知土地的数量与质量的基础上,通过计算农作物和草场的潜在产量,可以计算出土地的生产潜力,再结合人的粮食需求,即可以预测出土地对人口的承载力。地理信息系统完成土地利用规划的信息源自土地评价结果和用地需求预测结果,系统需要进行大量的模型分析,即：相关分析、多方案要素分级、趋势分析、聚类分析、现象与过程的动态预测﹙回归分析﹚、因子分析、判别与调整扩充等等。分析方式可以采用单要素图层上各个多边形为基本分析单元,叠置分析结果图层上的新的单元为基本分析单元等等。分析结果最终成为土地利用规划图、文字报告和各类表格。

3土地利用动态监测 由于土地利用动态管理信息系统是为城市规划土地管理分析决策提供及时、准确的土地利用状况信息，因此需要一套完整和科学的实时更新机制，既确保数据的真实性和现势性，又能建立合理、有效的管理体系。在土地利用调查以及动态监测中,可以通过地理信息系统与遥感的结合,获取土地类型和土地利用现状信息,监测土地利用变化,通过地理信息系统数据库以及在地理信息系统的支持下的土地评价分析,利用专家们的知识与学问研究,建立土地利用决策模型,辅助土地利用决策。把计算机技术与GIS技术应用于执法监察工作中，不但减少土地执法人员在调查取证中进行土地现场勘测的工作量，提高工作质量和效率,而且可以及时把握土地违法案件的发展与变化的动态信息，为执法监察管理和

决策提供高效和科学的信息服务。在土地动态巡查过程中，对于有效防范土地违法行为发生，有力发挥土地执法监察效能起了积极作用。

4土地政策的模拟 政策是支配为既定目标而操去行动的各重原则,是为解決在土地上所发生的有关法规、程序、体制、效率或权益等問題，提出有系統、有程序解决问题的方式或作法。通过地理信息系统,可以模拟土地政策在土地管理的预先应用原则和效果,为制作完善的土地管理政策提供依据和平台。土地利用总体规划土地利用总体规划是在一定规划范围内，根据当地自然和社会经济条件以及国民经济发展要求，协调土地总供给与总需求，确定或调整土地利用结构和用地布局的宏观战略措施。土地利用总体规划是我国今后实施土地用途管制的主要依据,其主要任务有具体落实土地利用总量平衡分解指标的数量与分布,土地生产潜力等级与土地质量等级的划分和图形的编制,土地开发、整治、复垦规划项目的落实与实施,土地用途管理,土地利用动态变化信息反馈等等。

四、展望和建议

1、应用GIS技术的土地管理信息系统的建立是一项复杂的工作，必须对管理的内容进行详尽的分析，总结其对象的关系。系统必须实现模块化，同时要以国家颁布的各项技术规范为指导，使系统做到规范化和标准化。

2、采用关系数据库数据库管理GIS数据是GIS发展的趋势，这种方法可以充分利用关系数据库管理数据的功能，是空间数据与非空间数据实现一体化的集成，并能够利用SQL语句快速的实现空间数据和非空间数据的双向检索。

3、宗地拓扑关系的构建和宗地变更的处理是建立土地管理信息系统所要解决的关键问题之一，一定程度上决定所建系统的好坏。GIS具有反映地理空间关系及综合、统计各种空间和属性信息能力的特性，为地理自然资源与环境的开发、建设、管理、规划及决策提供了先进技术手段。将GIS应用到土地管理必将提高土地管理水平，为土地管理的科学化、信息化提供有力的技术支持。

第三篇：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。

第四篇：多媒体技术在地理信息系统中的应用

摘 要 将多媒体技术应用于地理信息系统中的关键问题是：如何有效地管理多媒体数据和空间数据；其次，在区域分析过程中，怎样实现多媒体播放功能.指出用扩充的关系数据模型作为多媒体数据模型较适宜；多媒体功能的实现则取决于多媒体数据的格式是否为RIFF格式以及对多媒体数据的应用要求.最后展示了多媒体技术在地理信息系统中的应用前景.关键词 多媒体技术，地理信息系统，空间数据，属性数据，区域分析，数据模型.现今由于多媒体技术的迅速崛起和高速发展，越来越多的应用软件都大量使用了多媒体技术.如果将多媒体技术应用于地理信息系统(geographicinformationsystem，简称GIS)软件中，势必大大增强GIS信息的表现能力，扩大GIS的应用领域.那么怎样将多媒体技术应用于GIS软件中呢我们认为应从两方面来设计：其一是怎样将多媒体数据溶于GIS数据库中，并保证提供GIS软件的双向检索及各种分析功能；其二是在应用过程中，怎样实现多媒体的播放功能.以下就这两个内容及其应用前景谈谈我们的看法.1 多媒体数据的有效管理

通常，应用软件中的多媒体数据有两种生成方式：一种是媒体播放之前，将其数字化到数据库当中，播放时从数据库中取数据；另一种是播放时，边生成边播放.而GIS软件中的数据库又分为空间数据库和属性数据库，即我们可根据媒体数据的特性或应用软件的要求将多媒体数据分别溶于空间数据库和属性数据库中.1.1 GIS数据库中多媒体数据的管理1.1.1 GIS空间数据库中多媒体数据的管理 目前，多数GIS应用软件所能描述的空间目标都是静态的，实际上，很多GIS所要表达和研究的空间目标都不会是一成不变的，因此，GIS研究者已广泛关注能对时空过程和时空目标进行描述和分析的时态GIS(temporalGIS).时态GIS的组织核心是时空数据库，即设计一个合理的时空数据模型是建立时态GIS的关键所在.虽然目前还没有较成熟的能支持时态GIS产品的时空数据模型，一但时空数据模型的研究有所突破，不仅能解决时态GIS的应用问题，还将解决空间数据库中动画数据的管理问题，即可通过使用动画技术来实现在屏幕上动态播放时空过程.如动态显示卫星云图的变化情况、地壳变动情况、森林沙化和城市化情况以及海岸或河滩的侵蚀或淤积变化情况等.有关时空数据模型，张祖勋［1］提出使用分级索引方法来对基本修正法进行改进.这种方法就是不存贮研究区域中每个状态的全部信息，而只存贮某个时间的数据状态(称为基态)以及相对于基态或邻近状态的变化量.在此基础上，建立分级索引，以便能快速找到所需的时空过程的数据.要使用这种建索引的基本修正法，需要考虑两个问题，一个是如何建立索引；另一个是如何设计用来描述两个状态变化量的差文件.关于建索引的问题，笔者认为：基态，亦a,b,c,d分别表示时态GIS的4个时期；T.时间轴；t0,t1,„,tn分别表示时态在GIS某个时期的n+1个时态，其中tn为基态，即“现在”时态一次数据状态——“现在”时态总是变化的，每产生一个新的现在时态，就应生成一个现在时态与前一次时态的差文件，同时根据现在时态所处的时间位置来决定是否产生新的索引差文件.以四叉树为例，如图1所示，当n为2i(i=2,3,„)的整数倍时，就需产生tn-2i～tn的索引差文件.相应地为了减少索引差文件所占的存贮空间，而又不影响对任一时态的检索速度，可将tn-2i+1～tn-2i的索引差文件删掉，所删的索引名文件个数正好比新建的索引差文件个数少一个.关于差文件，笔者认为在设计中应考虑如下几个因素.(1)由于差文件是通过对两个时态的目标信息进行异或而产生的，这意味着差文件包含有两类目标信息：一类是前一时态有而后一时态无的目标信息；另一类是前一时态无而后一时态有的目标信息.为了能根据差文件快速、连续地由一个状态到过去另一状态或最近另一状态进行检索，应在差文件中将这两类目标信息予以标识区分.(2)两个状态之间目标变化应是有对应关系的，即0→1(目标从无到有)；1→0(目标从有到无)；1→N(目标从一个变成多个)；N→1(目标从多个变成一个)，以及目标空间信息无变化，属性信息有变化；目标局部空间信息有变化等.为了能进行快速检索，在差文件中应将两类各目标之间的对应关系予以标明，当然，这会增加差文件生成过程的复杂性.(3)和所有地图数据库模型类似，差文件也由空间信息、属性信息和关系信息组成，差文件中应将每个目标这3种信息之间的关系予以标明.1.1.2 GIS属性数据库中多媒体数据的管理 有些GIS的应用中，认为多媒体数据是一种特殊的专题属性数据.怎样选择多媒体数据的数据模型，使得既能遵循其自身特点，又能有效地建立起它与空间数据的联系，是多媒体技术在GIS应用中的关键所在.目前，多数GIS属性数据库使用的是关系模型.为能将关系模型应用于多媒体数据管理系统中，就必须对现有的关系模型进行扩充，使它不但能处理格式化数据，也能处理非格式化数据.杨学良［2］就这个问题提出了3种技术策略：将多媒体数据文件名作为关系中元组某列(或属性)；将每个元组作为一个完整文件保存；元组中存贮格式化数据以及非格式化数据的引用项，而非格式化数据单独存贮.对比这3种技术策略，第一种技术策略方法简单、容易实现，适宜于对多媒体数据进行播放.第二、三种技术策略虽然能够实现并发控制和恢复，以及实现对多媒体数据进行编辑和拮取的应用，但由于此两种技术策略将每个元组所对应的空间目标的专业属性和多媒体属性混在一起，这既增大了应用程序设计的复杂性，又不利于那些只需使用空间目标的专业属性的一些应用的实现.为此，我们认为，在第一种技术策略的基础上，增加一个或多个属性项，用于存放多媒体数据的文件信息和数据流信息，当我们需要对多媒体数据文件进行特殊应用时，可根据文件信息和数据流信息对多媒体数据文件进行操作.1.2 GIS区域分析中多媒体数据的生成

为了更加形象化，我们可以将数理统计结果以直方图、曲线、曲面或区划图表示，甚至可以将重要的部分以醒目的颜色、特殊的符号或闪烁的显示形式来告诉使用者，还可以配上解说词，以增加系统的感染力，而表现这些现象的媒体数据是在统计分析之后由系统自动生成并播放的.2 GIS应用系统中多媒体功能的实现

在GIS应用软件中进行多媒体功能实现，首先是受GIS应用软件自身开发平台的限制.多数情况下，GIS应用软件的多媒体开发平台宜选择编程语言，如VC++，VB或BC++等，以利于和GIS应用软件相结合.一旦多媒体开发环境确定下来，那么怎样实现区域分析中多媒体功能2.1 空间数据库中多媒体数据的播放

由前所述，空间数据库中存贮的多是各期间的时空数据，这些数据的结构与MCI所能接受的多媒体文件格式RIFF(resourceinterchangefileformat)不同，所以应用程序不能直接调用MCI函数和API函数，必须根据时态GIS的空间数据库结构，设计一个相应的动画播放程序来实现动态显示功能.下面简述动态显示时态GIS中ti～tj状态的算法步骤(0≤i≤j≤n，其中n为现在时态).(1)由基态开始检索各索引差文件直到生成ti状态信息.(2)显示ti状态信息.(3)根据ti差文件，擦除ti状态有而ti+1状态无的信息，显示ti状态无而ti+1状态有的信息.(4)i+1→i.(5)当i＜j时，转(3)；否则结束.如果用上述算法来实现动态显示时空过程，还有很多细节需要设计.首先，在(1)步骤，从基态开始，逐级逐步检索，每检索到一个状态差文件，就需根据差文件来生成该状态信息，直到ti状态处；其次，在(3)中，需要用到动画技术，擦除前一状态信息实质为恢复该处显示内容，而显示后一状态信息之前，需保存后一处信息内容，再予以显示新状态信息.2.2 属性数据库中多媒体数据的应用

一般来说，多媒体数据主要应用于两个方面：一个是简单播放；另一个是对多媒体数据进行编辑和拮取.对于前者，只要使用MCI函数或API函数按属性数据库中其他属性的要求进行播放；对于后者，这就要求程序员熟悉多媒体数据文件格式RIFF，根据多媒体数据的文件信息和数据流信息，通过调用多媒体文件输入/输出函数来实现多媒体的播放、编辑、拮取以及同步控制等操作.3 多媒体技术在GIS中的应用前景

(1)实现资源信息的科学管理，提供信息服务.GIS一改为用户管理提供单一的图表、数据信息形式，而在管理空间信息的同时，对图形、图象、视频、声音、动画等形式的信息进行管理和播放，大大增加了信息的表现能力.(2)家庭教育和个人娱乐.将多媒体和GIS溶于一身，会丰富教育、娱乐软件的内容及表现手段.比如有关地理、历史等课程的教学软件和娱乐软件的设计.(3)销售和演示信息系统.GIS和多媒体技术合为一体的这类系统会比以往的信息系统更具有表现力.比如房地产公司的销售系统，既能表明所售住房的空间位置，又能从中检索其住房环境及内部结构，而且可以动态地删去当天已售出的房子，给出不同价格等；旅游导游系统，可以在为观光游客制定导游路线时，就能对不同地方的景点产生身临其境的感觉.总之，将多媒体技术和GIS技术相结合，是计算机应用领域的一个发展方向，它会改变人们的工作、生活、思维方式，推动信息社会的前进.参考文献1 张祖勋.时态GIS数据结构的研讨.测绘通报，1996,(1):19～212 杨学良.多媒体计算机技术及其应用.北京：电子工业出版社，1995.138～1393 边馥苓.地理信息系统管理和方法.北京：测绘出版社，1996.1494 中国测绘学会地图学与GIS专业委员会.地图学与地理信息系统的现状与趋势.测绘通报，1997,(6):29～30

第五篇：浅谈地理信息系统在环境管理中的应用论文

【论文关键词】 GIS；环境地理信息系统；空间数据库

【论文摘要】 本文简要介绍地理信息系统的概念和它的基本功能,列举地理信息系统在环境管理中的应用,对国内外环境地理信息系统的研究热点和方向进行阐述,并提出发展环境地理信息系统的策略和建议。

一、地理信息系统的概念

地理信息系统是收集、存储、管理、综合分析和处理空间信息和环境信息的计算机软硬件系统。它是GIS 技术在环境领域的延伸。

地理信息系统在环境管理中的应用的主要功能有:

1、基本功能包括对空间和属性数据的输入、存储、编辑，以及制图和空间分析等功能。编辑功能允许用户添加、修改、删除点、线、面或修改其属性信息;制图功能可以灵活多样地制作和显示及输出各种专题地图,如污染分布图、水功能区划图、环境规划图等等,地理要素可放大缩小以显示不同的细节内容,并能够测量地图上线段的长度或指定区域的面积。

2、空间统计分析是指对空间数据库中的专题数据进行统计分析。包括各种属性数据的集中特征数、离散特征数及其分类分级统计等。

3、叠加分析功能允许两个或多个图层在空间上比较各空间要素和属性,分为合成叠加和统计叠加。合成叠加得到一个新图层,它将显示原图层的全部特征,交叉的特征区域仅显示共同特征;统计叠加可以统计一种空间要素在另一种空间要素中的分布特征。对不同的图层进行叠加分析,从而获得各种感兴趣信息。

4、缓冲区分析是GIS 的基本空间操作功能之一。例如,某地区有危险品仓库，要分析一旦仓库爆炸所涉及的范围,这就需要进行点缓冲区分析，结合与居民地图层的叠加分析,可以获取需要疏散的人口数等等。

综上所述,空间分析是地理信息系统软件的核心,空间统计分析、叠加分析、缓冲分析等功能为地理信息系统提供了强大的环境分析功能与广阔的应用空间。随着其功能的不断完善和发展,地理信息系统将为环境各部门提供一个功能强大的空间信息服务和管理工具,成为各部门日常工作不可或缺的工作手段。

二、地理信息系统在环境管理中的具体应用

由于地理信息系统具有强大的信息服务和管理功能,具有广泛的应用范围。具体体现在两个方面,一是它可以应用在环境管理的各个环节，如区域环境规划、环境监督管理、区域环境监测及环境评价研究等；二是它可以广泛应用在国家、省、市等不同层次的管理。下面简单介绍一下它的具体应用。

1、电子地图使环境管理工作变得轻松直观

由于采用空间数据和数据库挂接,改变了传统的信息管理方法,地图由传统的静态纪录变为信息丰富多样的动态的电子地图,实现了数据可视化。它使环境主管部门对各种环境要素的管理变得直观、简单和轻松。如通过直接对地图要素进行查询,可以获得环境监测点位、污染源等的空间分布及其与环境敏感区域的空间关系等信息。可以对各种环境数据进行综合的统计并分析以及采用直观的丰富多样的表现方式进行展示,为环境决策提供科学快捷的支持。

2、强大的环境规划手段

区域环境规划是EGIS 应用发展的重点领域之一,目前基于EGIS 的环境规划模型还处于深化研究阶段,将环境应用模型与GIS 集成为一体,可以为环境规划提供更强大的技术手段。由于应用EGIS 能够更好地考虑和评价建设项目对环境的影响,因此在建设项目的环境评价中得到广泛应用。

3、危险物运输管理

借助GIS 的运行路径选择功能,可以对危险物转移运输线路进行优化选择,能避开人口集中居住区、饮用水源地等环境敏感区域制定运输计划。并可以通过GPS对危险物的运输线路进行实时监控。

4、环境模型模拟分析

环境模型在环境决策中有着重要的作用,如可以通过模型模拟出污染事故发生后各个时间的扩散情况,为决策提供科学的参考依据。常用的模型主要有大气扩散模型、1 维水污染扩散模型、2维水污染扩散模型等等,实现各种模型的模拟结果的生成、2维和3维的显示等功能。

5、为数字环保提供技术平台

数字环保是最近提出来的终极环境管理系统,它是继数字地球概念提出以后,环保领域提出的新概念,它将是未来十年环保领域信息化建设的终极方向,EGIS 作为数字环保的基础平台,将能够为用户提供实时动态环境信息服务,也能够为环境管理者提供决策信息,逐步控制污染,改善环境状况,提高人民生活水平。

三、发展环境地理信息系统的策略探讨和建议

随着国外EGIS 技术的逐渐成熟和数据采集技术的快速发展,建立环境地理信息系统的条件开始逐渐成熟,而且将成为我国发展GIS的重点领域，从GIS在我国近几年的发展领域也可以看出这种趋势。

发展EGIS 应当采用“统一规划、注重基础、紧密跟进、高起点开发、协调发展”的发展策略。

1、统一规划。

为了降低空间数据资源采集和管理的成本,为了适应未来发展的需要,必须在多方部门的参与下,统一规划和构建EGIS 的发展框架。

2、注重基础。

在统一规划的思路和明确的发展框架下,不断加强基础空间数据库和基础环境数据库的积累与建设。

3、紧密跟进、高起点开发、协调发展。

在技术上紧密跟进国外先进的GIS 技术,高起点进行系统开发,与我国的信息产业发展速度相协调,共同发展适合我国国情的EGIS。

当前我国各地许多部门虽然已经开展了EGIS的研究与开发,但这些开发均是出于本部门的需要,很少考虑到将来部门之间的数据交流和共享,加上没有全国性的EGIS 发展框架和数据标准,数据的通用性将成为影响EGIS 开发的关键因素,建议有关部门及时组织开展EGIS 发展体系和框架标准的研究。

四、结束语

地理信息系统是近二十年来迅速发展的信息技术的重要组成部分,它的应用已经从早期的矿产资源管理拓展到与空间地理相关联的更广泛的领域,特别是在环境领域,原有的多种环境信息处理技术(环境模型、环境规划分析)正在与地理信息系统融合,逐渐形成具有强大功能并具有环境特征的地理信息管理系统,即环境地理信息系统(EGIS)。它将成为各个环境管理部门日常信息处理不可缺少的新工具。它将彻底改变传统的信息处理方式。可以说它是环境管理进入信息时代的标志。

参考文献:

[1]张清宇、田伟利、沈旭，环境管理信息系统[M]，北京:化学工业出版社，200

5[2]王萌，城市地理空间信息共享与管理办法研究[D]，中国优秀硕士学位论文全文数据库，2008

[3]裴相斌，地理信息系统在农业经营管理和决策中的应用[J]，遥感信息, 200

1[4]刘若梅、蒋景曈，地理信息的分类原则与方法研究——以基础地理信息数据分类为例[A]，全国地图学与GIS学术会议论文集[C]，2004