GIS在物流行业的应用

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1、河北科技大学个性化教育报告学生姓名：学号：专业班级：电信 班课程名称:地理信息系统与移动互联网论文学年学期： 2 0 14 2 0 15 学年指导教师：王震洲2 0 15年1月GIS在物流行业的应用地理信息系统（Geographic Information System 或 Geo-Information System,GIS）又称“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”它是一种特定的 十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、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、存储、管理、 运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理、管理的对象是多种

2、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。它的基本功能是将表格型数据转换为地理图形 显示。GIS通过地理空间拓扑结构建立地理图形的空间数据模型并定义各空间数 据之间的关系，从而实现地理图形和数据库的结合。地理信息系统的核心是空间数据管理子系统，它由空间数据处理和空间数 据分析构成。空间数据的主要来源有专题地图（等水位线图、地形地质图等）、 遥感图像数据、统计数据及实测数据等。地理信息系统具有七大功能：数据的 提取、转换和编辑，数据的存储与管理，数据重构和数据转换，空间数

3、据的査 询和检索，空间操作和分析，空间显示和成果输出以及空间数据的更新。物流学是一门新兴的学科，而物流业在我国也是一个方兴未艾的行业。在 社会生产力和科学技术高速发展的今天，企业要想在激烈的市场竞争中保持发 展，就必须具有现代化的管理思想、方法和手段。管理手段现代化的核心是计 算机技术为核心的信息技术的应用。随着技术的发展和社会需求的增大，GIS 应用日趋广泛，它不但在资源和环境管理与规划中成功应用，同时还进入物流 配送、商业选址以及人们的日常生活领域之中。商业管理部门拥有的商业网点 的统计数据具有数据量大、分布范围广、信息种类繁多、具有地理位置等特点， 采用GIS的可视化技术将它们通过地图管

4、理起来，将给商业管理部门带来极大 的方便。信息技术（IT）是有效进行供应链管理的重要工具。GIS在供应链管理的 许多领域都发挥着重要的作用，其中包括物流网络分析、路线选择、商业设施 选址等等。在所有这些应用中所贯穿的思想便是GIS同数学模型和运算法则的 集成。在集成系统中，GIS提供地理数据，而属性数据（例如需求信息、成本、 产品、仓储能力等）则从标准数据库下载得到。在当前的供应链管理领域中， 由于能够引入大量数据并存储对这些数据进行复杂分析的结果，因此人们对供 应链管理的许多兴趣被激发了。面向具体的应用领域，GIS可以回答以下问题: 定位（location）：对象在何处？条件（conditi

5、on）：哪些地方复合特定的条件？ 趋势（trends）：从何时起发生了哪些变化？现代物流可以理解为从原材料供应者到生产者，经过生产过程直到最终产 品达到使用者或消费者的过程。而GIS在物流中的应用主要有车辆路线模型、 最短路径模型、网络物流模型、分配集合模型和设施定位模型等。显然，这些 应用模型都需要处理与地理相关的数据信息。将GIS融入到物流系统中，利用其空间数据管理与分析能力以及图形化的 显示功能可以更方便的管理物流系统中货物的运输、仓储、装卸、送递等各个 环节，特别是对如运输路线的选择、配送车辆的调度、仓库和配送中心位置的 选择、仓库的容量设置、仓库的布局和合理装卸策略等问题进行有效地管

6、理和 决策分析，有助于企业有效的利用现有资源，降低成本消耗，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 不可或缺的重要组成部分。利用GIS选址的优点：首先，GIS最大、最显著的特点是通过地图来表现 数据。在传统的关系数据库中，各数据域是平等的，它们按照关系规范化理论 组织起来。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，除了具有管理空间数据（如物 流节点的位置）外，还具有空间查询与分析功能（如查询设施的属性、分析其 周围的环境状况等）。其次，具有可视性。利用GIS可以以图的形式显示包含区

7、域地理要素的背景下的整个物流网络（如现存物流节点、道路、客户等要素）， 一般规划者能够直观方便地确定位置或线路，而且GIS最终评价是输出图形， 既直观又便于理解。最后，动态交互性。GIS是一个动态的系统，它的强大的数 据库系统可以保持持续更新，地理空间上的任何变化GIS都可以更新其数据库 以备调用，同时，利用GIS的空间查询分析功能，在物流中心选址过程中能很 好地实现规划者与计算机的动态交互，使得选址结果更符合实际所需。在GIS中，物流系统中的点、线、面都可作为空间实体，可用空间数据来 表达，空间数据描述的是现实世界各种现象的三大基本特征：空间、时间和专 题特征。空间特征是地理信息系统或者说是

8、空间信息系统所独有的，是指地理 现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相邻地理现象和过程 的空间关系。时间特征是指空间数据随时间的变化而变化的情况。专题特征也 指空间现象或空间目标的属性特征，它是指除了时间和空间特征以外的空间现 象的特征。GIS是进行物流中心选址的最佳分析工具，它用于物流中心选址主要是依靠 GIS的以下分析功能：（1）空间查询。能够分析系统中点、线、面基本图形间的关系，如查询物 流中心周围一公里范围内所有配送点的情况；某个配送中心相连的道路情况； 某个需求点区域与其他周边的地理分布情况等。（2）叠加分析。叠加分析是GIS非常重要的空间分析功能。要了解一个街 区的面

9、积、一条主干道的长度、一个地区的人口密度等信息，仅仅用上面的空 间査询功能是不够的，需要将空间目标进行切割、组合，必要时重新建立拓扑 关系，才能得到确切的结果。分析某条配送路线上的需求点情况，用点与线叠 加；分析某个区域内的配送中心及需求点分布情况，用点与面叠加；分析某个 区域内的主要街道、道路情况，用线与面叠加。（3）缓冲区分析。缓冲区分析是对一组或一类地物按缓冲的距离条件，建 立缓冲多边形，然后将这个图层与需要进行缓冲分析的图层进行叠加分析，得 到所需要的结果。设计或分析某条配送路线或者配送中心选址等空间布局问题 时，要分析配送中心周边范围内的需求点、道路等数据情况，可根据数据库中 的点、

10、线、面实体建立周围一定宽度范围内的需求点、道路等数据情况，可根 据数据库中的点、线、面实体建立周围一定宽度范围的缓冲多边形。（4）网络分析。网络分析是进行物流设施选址时最重要的功能，用于分析 物流网络中各节点的相互关系和内在联系。分析可以寻求一个节点到另一个节 点的最佳路径；资源分配包括目标选址和为供货中心寻找需求市场或按需求资 源点；连通分析用于解决配送路径安排相关的问题，降低配送成本；流分析的 问题主要是按照某种优化标准（时间最少、费用最低、路径最短或运送量最大 等）设计资源的运送方案。基于GIS的物流配送系统（一）需求分析在货物需求信息复杂，拥有运输车辆较多的情况下，单纯用人工方法在规

11、定时间内连续确定配送车辆整体调度的每日最佳方案是不可能的。因此开发以 GIS为基础的平台，集成物流配送车辆管理和数据库管理于一体的系统是货运组 织提高工作效率，增加经济效益的必要手段。基于GIS的物流配送车辆路径规 划以区域电子地图为基础地理信息来源，同时连接各种动态数据库。它为用户 的商业配送货业务提供全面的解决方案、信息搜索、管理、统计分析，主要功 能包括：电子地图编辑、配送车辆调度、信息查询、系统管理等等。系统的主工作流程是：用户输入送货点需求信息，经过有效检验合格后， 选择不同的调度方案模式，并把数据通过公共变量的形式传递到运输计划生成 系统，算法模块检验传递过来的数据，进行计算，把结

12、果及各项统计指标以文 字的形式在窗体上显示，然后用户可以选择以地图的方式在电子地图上显示行 进路线，看是否满意此调度方案，然后用户可以选择放弃、修改或保存调度方 案，然后再进行如上步骤，或进行别的操作功能。（二）系统总体设计系统以电子地图为基础，集优化算法与数据库管理分析于一体，进行货物 配送方案的优化，并以地图和报表的形式向用户提供方案，实现了配送方案的 可视化、运行数据的可视化，促进了运输部门管理的科学化、信息化的进程。 在此基础上，进一步全面跟踪、分析货物流向，进行区域分析，为企业的决策 提供科学的参考依据。其总体内容分为以下几个部分：1、桌面地图功能：对电子地图提供基本操作，如分层显示

13、、分层控制、无极缩 放、任意漫游、直线选择定位等功能；对电子地图的编辑操作；对电子地图进 行综合信息分析。并创建专题图。2、基础数据建立：将收集到的用户、车辆、司机信息录入系统，并可做相应修 改。3、信息维护：输入货物需求计划，并对建好后的基础数据发生变化时进行变更 处理。4、运输计划制定：通过车辆优化调度模型的计算，形成优化配送方案。具体可 以：求解任意两点间的最优路径；求一天内所有货运任务的分派方案。5、查询：系统可按照给定的查询条件从不同方面查询用户、车辆、司机和运输 货物信息，并可结合地理图形进行综合信息査询。6、统计分析:系统可根据给定的统计条件从不同方面统计用户、车辆、司机和运 输

14、货物信息，并可结合地理图形进行综合信息统计分析。7、系统管理：提供整个系统的管理和维护功能。（三）主要功能1、基本的地图操作功能包括地图简单编辑工具、绘图工具及查看地图使用的工具，如：分层控制、无极缩放、任意漫游、直接选择定位等功能。1）创建图这部分包括两部分内容，一是依据地理要素创建相关的专题地图，对地图进行 区域分析和货物流向分析；二是根据上面的依据，创建统计图表。2）地理编码地理编码是地理信息系统特有的一项功能，它将数据库的数据与地图有机结合, 实现在地图上对数据库进行操作。它可以将我们已有的数据库轻而易举的在地 图上进行显示、分析及创建专题图和统计图。2、配送车辆调度计划两点间最优路径

15、两点间最优路径可按照用户输入的地点寻找这两点之间距离最短或行驶时间最 少的路径，给出相应统计指标，并在电子地图上以可选择的线条和颜色进行渲 染。1）单车运输调度计划主要是由于存在运输货物量很小，但运输地方却很多，对时间窗限制不严格的 这种情况。系统针对这种情况，按照距离和行驶时间提供可供选择的两种方案 及相应统计指标，并以地图的直观形式表现出来。2）多车运输调度计划多车运输计划分为有时间窗约束的多车运输调度计划和无时间窗约束的多车运 输调度计划。有时间窗约束主要是考虑到送货时间限制这种情况，为管理人员作出可靠的决策。3、配送查询管理1）实时信息査询：通过订单编号，在地图上显示监控的配送车辆；通

16、过配送点， 显示当前所有前往该点的车辆列表，点击具体车辆转为单车监控。2）历史信息查询：通过订单编号显示配送车辆、到达时间、装缺货时间并在地图 上显示具体的行驶路线，通过配送点显示某时间段内达到该配送点的订单，具 体的送货车辆以及行车路线；通过车辆，显示某时间段内该车辆执行的配送任 务，送货的配送点，以及具体的行车路线。作为一门新兴的边缘学科，GIS在空间数据的管理和可视化表达上面拥有不 可比拟的优势。物流活动中必不可少的需要考虑各种地理因素，这又成为两学 科之间的联系应用的必要纽带。几乎凡是涉及到地理因素的物流活动中的方方 面面都可以用GIS进行合理的表达和分析，从而完成各种复杂但却极具经济价 值的物流活动。随着物流行业与GIS技术的进一步发展，相信GIS在物流中会 有更加广泛和深入的应用，这也是今后发展的必然趋势。