第3章 物流信息技术(下)

第3章物流信息技术（下）《物流信息管理》要点3.1物流信息化标准3.2条形码技术3.3RF等自动识别技术3.4电子数据交换技术3.5地理信息系统3.6全球定位系统3.7CAPS、POS与EOS系统第5节地理信息系统5.1GIS概述5.2空间数据的组织与管理5.3GIS在物流领域的应用GIS在信息系统中的位置信息系统非空间信息系统专题地理信息系统地理信息系统非地理信息系统管理信息系统综合地理信息系统CAD/CAM空间信息系统地籍GIS交通GIS资源与环境GIS规划与管理GIS数据模型矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS研究范围全球GIS区域GIS研究内容GIS是一种具有信息系统空间专业形式的数据管理系统。地理信息系统的主要特征是存储、管理、分析与位置有关的信息。地理信息系统的主要作用是将表格型数据(无论它来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输入)转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。方案2条件2方案1条件1如何为一公园选择合理位置？依山傍水；交通方便；较安静……要求处理、分析空间分析算法现实世界获取水系信息地形信息道路信息植被信息等+++空间数据库存储显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图显示对象包括人口、销售情况、运输线路以及其他内容5.1GIS概述1．GIS的发展1963年加拿大土地调查局美国哈佛大学的了SYMAP20世纪80年代以后是GIS普及和推广应用2．GIS的构成硬件系统软件系统地理空间数据系统使用与管理人员（即用户）应用模型硬件输入设备专用设备常规设备GPS全数字摄影测量工作站解析和数字摄影测量仪器遥感与遥感图象处理系统全站仪扫描仪数字化仪键盘、鼠标处理设备工作站服务器硬盘阵列存储设备活动硬盘光盘机磁带机输出设备绘图仪终端打印机软件空间数据输入与转换空间数据库管理系统图形与属性数据编辑制图与输出空间查询与分析GIS空间数据管理人员咨询管理信息管理数据整理3．GIS的功能一个GIS软件系统应具备五项基本功能GIS能作什么？缓冲区分析叠加分析空间查询网络分析地形分析。。。数据采集与输入数据编辑与更新数据存储与管理空间查询与分析数据显示与输出数据采集与输入在地理数据用于GIS之前，数据必须转换成适当的数字格式现实世界文字报告、遥感图象等数字化仪扫描仪解析测图仪键盘等编辑、接边、分层、图形与属性连接、加注记等空间数据库数据编辑与更新对于一个特殊的GIS项目来说，有可能需要将数据转换成或处理成某种形式以适应你的系统。数据获取数据入库目的：保证数据在入库时在内容上的完整性，逻辑上的一致性。方法：数据编辑与处理、错误修正：数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化；数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正投影变换：投影方式数据概化：平滑、特征集结数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）地理编码：拓扑结构数据存储与管理使用一个数据库管理系统（DBMS），来帮助存储、组织和管理数据空间数据查询与分析一旦你拥有一个包含你的地理信息的多功能的GIS系统，你可能开始提出象下面这样的一些简单问题：这个角落上的这块土地属于谁？/两个地方之间的距离是多少？空间数据库各种需求?各种信息空间检索空间数据库哈尔滨在哪里？空间查询属性查询78路公交经过哪些站？数据输出与表达数据交换统计表格制图：专题地图、影象地图、统计地图、地形图5.2空间数据的组织与管理1、描述的内容3、数据类型4、数据结构几何数据（空间数据、图形数据）关系数据—实体间的邻接、关联包含等相互关系属性数据—各种属性特征和时间元数据矢量、栅格、TIN（专用于地表或特殊造型）RDBMS属性表----采用MIS较成熟空间元数据位置、形状、尺寸、识别码（名称）实体的角色、功能、行为、实体的衍生信息时间测量方法、编码方法、空间参考系等空间特征：地理位置和空间关系属性特征—名称、等级、类别等时间特征2、基本特征1．空间数据特征2．空间数据表示显式描述和隐式描述（例如一条河流）显式表示就是栅格中的一系列像元，为使计算机认识这些像元描述的是河流而不是其它物体，这些像元都给予相同的编码值或用相同的颜色、符号、数字、灰度值来表示。隐式表示是由一系列定义了始点和终点的线及某种连接关系来描述，线的始点和终点坐标定义为一条表示河流及其河心洲形状的矢量。计算机对地理实体的显式描述也称栅格数据结构，计算机对地理实体的隐式描述也称矢量数据结构。矢量数据结构矢量：在矢量模式中，关于点、线和多边形的信息被编码并以x、y坐标形式储存。栅格数据结构栅格：栅格模式发展为连续特征的模式。栅格图象包含有网格单元，有点像扫描的地图或照片。矢栅一体化现代的GIS都可以处理这两种模式。3．空间数据的获取与编辑空间数据的获取是指将各种数据源，如地图、文本资料等中的信息转换成GIS可以处理和接收的数字形式，通常要经过验证、修改、编辑等处理过程。（三）扫描矢量化（四）解析测图法（五）已有数据转入地图数字化（一）手工数字化（二）数字化仪数字化空间数据的编辑处理包含两方面的含义：一方面是对不符合空间数据存储要求的数据进行转换和处理，使之适合GIS的要求。另一方面是对存储在数据库中的数据进行处理以得到更多的其他信息。4．空间数据管理图形分层的思想：即按图形对象的属性、类型将他们划分为不同的集合或层，显示时叠置在一个界面上，就像一张图。面向对象的属性数据模型面向对象数据模型是在包含RDBMS的功能基础上，增加面向对象数据模型的封装、继承和信息传播等功能。耕地园地林地居民地牧草地未用地交通用地水域GIS城镇农村居民点工矿地控制点电力设施公园街道建筑物操作：查询插入删除属性：标识码区号街道号房主等建筑日期：职员库操作属性职员编号工资姓名饭店设施库房间床位操作属性工厂医院学校居民住宅饭店商店邮局银行5．空间数据分析在GIS分析中，常常需要综合运用实体之间的空间关系和属性数据，要求GIS数据库能对实体的属性数据和空间数据进行综合管理。找离火车站最近的汽车站？空间数据库属性为火车站的点所有属性为汽车站的点空间计算距离最近的汽车站检索检索GIS分析叠加分析叠加分析是将同一地区的两组或两组以上的要素（地图）进行叠置，产生新的特征（新的空间图形或空间位置上的新属性的过程）的分析方法。地价1万元m坡度小于3度的地形信息满足两条件的区域+缓冲区分析缓冲区是地理空间目标的一种影响范围或服务范围，具体指在点、线、面实体的周围，自动建立的一定宽度的多边形。栅格数据距离变换提取一定宽度的多边形缓冲区网络分析对地理网络（如交通网络）、城市基础设施网络（如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等）进行地理分析和模型化。网络分析的基础是图论和运筹学。6．空间数据查询查询模式有三类：单纯属性查询单纯空间查询联合查询。空间数据库查询条件属性限制空间拓扑限制二者结合GIS软件查询结果统计结果：图、表、文字新图层新的属性域添加到属性数据库查询方式图形--属性空间查询语言闪烁、颜色等明显表示1、给出图形信息：如鼠标点取，拉框等方式。1）检索其相应属性；2）检索其空间拓扑关系2、给出属性特征条件1）检索对应的空间实体2）查询属性单纯查询：单纯地查询属性，或只查询空间拓扑关系联合查询：将空间数据与属性数据联合查询。5.3GIS在物流领域的应用车辆路线模型设施定位模型网络物流模型分配集合模型空间查询模型第6节全球定位系统6.1GPS概述6.2GPS工作原理6.3GPS在货物运输系统中的应用6.1GPS概述GPS能对静态、动态对象进行动态空间信息的获取，快速、精度均匀、不受天气和时间的限制反馈空间信息，使在地球上任何地方GPS系统的用户，都能计算出他们所处的方位(三维空间位置)。GPS即全球定位系统（GlobalPositioningSystem），它利用卫星星座（通信卫星）、地面控制部分和信号接收机对对象进行动态定位的系统。1．GPS的发展历程（三个阶段）：方案论证和初步设计阶段（1973~1978年）全面研制和试验阶段（1979~1984）实用组网阶段，1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功；1993年底实用的GPS网即（21+3）GPS星座已经建成。特点：定位精度高功能多，应用范围广覆盖全球全天候工作，抗干扰性，保密性强2．其他卫星定位系统俄罗斯的GLONASS系统国际移动卫星公司的INMARSAT系统欧盟的Galileo(伽利略)系统中国的北斗导航定位系统3．GPS的功能导航（车辆导航、车船的管理、跟踪和调度）语言数字通信反劫防盗突发事件的应急调遣信息查询货物配送路线规划人工线路规划设计自动线路规划设计6.2GPS工作原理1．GPS的构成空间部分—GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控系统；用户设备部—GPS信号接收机空间卫星星座空间卫星系统由均匀分布在6个轨道平面上的24颗高轨道(距地面约20000km)工作卫星构成，其中三颗是用来及时更换老化或损坏的卫星，保障整个系统的正常工作。该卫星系统能够保证地球上任一地点的GPS用户都能连续地观测到至少4颗卫星，从而提供全球范围从地面到20000km高空之间任一载体高精度的三维位置、三维速度和系统时间信息。地面监控系统组成：主控站1个，监测站5个，注入站3个，及通讯与辅助系统。监测站（5个）接收卫星数据，采集气象信息，并将所收集到的数据传送给主控站。主控站（1个）管理、协调地面监控系统各部分的工作，收集各监测站的数据，编制导航电文，送往注入站将卫星星历注入卫星，监控卫星状态，向卫星发送控制指令；卫星维护与异常情况的处理。注入站（3个）导航电文注入GPS卫星。GPS信号收机GPS接收机是一种特殊的无线电接收机，用来接收导航卫星发射的信号，并以此计算出定位数据。接收机结构：分为天线单元和接收单元两大部分。GPS接收机的主要任务：能够捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，并跟踪这些卫星的运行。对于接收到的GPS信号进行变换、放大和处理，以便测量出GPS信号从卫星到接收天线的传播时间，解译出GPS卫星所发送的导航电文，实时地计算出测站的三维位置、三维速度和时间。天线单元接收单元2．GPS的基本原理GPS的基本原理是测量也已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后通过综合多颗卫星的数据，计算出接收机的具体位置。卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出，而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到。定位原理其基本原理为：已知未知点到已知点的距离，未知点就必然位于以已知点为球心、两点间距离为半径的球面上；如果已知A、B、C三颗卫星的在轨坐标，又测出了观测站距三颗卫星的距离，然后分别以这三颗卫星为球心，以所测得的距离为半径画3个球面，则观测站就一定位于这三个球面的相交处（若有多值解，可通过接收方向的判断而剔除），从而准确地解算出观测站的位置。40421242424303212323232022122222210121212121)(])()()[()(])()()[()(])()()[()(])()()[(dVVczzyyxxdVVczzyyxxdVVczzyyxxdVVczzyyxxtttttttt定位的方式与方法GPS定位中存在三类误差：与卫星有关的误差与信号传播有关的误差与接收设备有关的误差根静态定位和动态定位伪距定位和载波相位定位单点定位和多点相对定位绝对定位也叫单点定位，通常是指在协议地球坐标系中，直接确定观测站相对于坐标系原点（地球质心）绝对坐、标的一种定位方法。在两个或若干个测量站上，设置GPS接收机，同步跟踪观测相同的GPS卫星，测定它们之间的相对位置，称为相对定位。相对定位是高精度定位的基本方法，广泛应用于高精度大