1 引言

地理信息系統(tǒng)（GIS）是利用計算機建立地理數(shù)據(jù)庫，將地理環(huán)境中的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù)，進行數(shù)字存貯、處理和分析，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過對多種要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足各種不同的應(yīng)用或科學(xué)研究的需要，并以圖形和數(shù)字的方式表示結(jié)果。 

　　地在最近的30多年內(nèi)地理信息系統(tǒng)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。本文僅就物流配送中的道路地理信息系統(tǒng)進行討論。 

　　2 道路地理信息系統(tǒng)與物流配送的結(jié)合 

　　道路地理信息系統(tǒng)是在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。道路是一個連續(xù)的對象，分布在地球的表面，它不僅是空間的實體、網(wǎng)絡(luò)型的實體，而且是與地理位置、地理環(huán)境密切相關(guān)的實體。地理信息對道路的構(gòu)造和形成有著決定性的影響，因而脫離地理信息對道路進行抽象勢必使道路模型在實用性、準(zhǔn)確性和完備性方面的實現(xiàn)意義大大降低。因此，為了有效地掌握道路資源，全面了解道路布局，道路數(shù)據(jù)應(yīng)與地理信息聯(lián)系起來。也就是說，由道路數(shù)據(jù)形成的網(wǎng)絡(luò)圖應(yīng)能疊加在相應(yīng)區(qū)域的地圖上，有關(guān)道路的路況、沿線環(huán)境、交通量等信息應(yīng)能以圖形方式顯示。這樣，對道路的了解既直觀形象，又清晰。同時，道路數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)能提供較強的圖形、圖像處理能力。 

　　配送是在經(jīng)濟合理區(qū)域范圍內(nèi)，根據(jù)用戶要求，對物品進行挑選、加工、包裝、分割、組配等作業(yè)，并按時送達指定地點的物流行動。配送過程處于物流過程的末端，配送通過集中進貨，可以降低進貨成本；通過集中庫存可以保持合理庫存，壓縮分散庫存造成的不必要的多余庫存，減少倉儲費用；通過合理配貨、共同配送，可以消除重復(fù)運輸、空載運輸、提高運輸工具的利用率，實現(xiàn)合理運輸，降低運輸成本�？傊�，配送是物流活動中的一個重要環(huán)節(jié)。 

　　那么，把道路地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入到物流配送過程中，就能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環(huán)節(jié)（如圖1），并對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，才有助于物流配送企業(yè)有效地利用現(xiàn)有資源，降低消耗，提高效率。 

　　3  基于道路地理信息系統(tǒng)物流配送過程的設(shè)計 

　　3.1 系統(tǒng)目標(biāo) 
　　 
　　如以某一城市中的物流配送過程為例，那么基于道路地理信息系統(tǒng)的物流配送過程需求主要集中在以下幾個方面： 

　　1)、通過客戶提供的客戶郵編和詳細地址字符串，確定客戶的地理位置和車輛路線； 

　　2)、通過基于地理信息系統(tǒng)的查詢、地圖表現(xiàn)的輔助決策，實現(xiàn)對車輛路線的合理編輯（如創(chuàng)建、刪除、修改）和客戶配送排序； 

　　3)、用特定的地圖符號在地圖上表示客戶的地理位置，不同類型的客戶（如普通客戶和會員客戶，單位客戶和個人客戶等）采用不同的符號表示； 

　　4)、通過GIS的查詢功能或在地圖上點擊地圖客戶符號，顯示此客戶符號的屬性信息，并可以編輯屬性； 

　　5)、在地圖上查詢客戶的位置以及客戶周圍的環(huán)境以發(fā)現(xiàn)潛在客戶； 

　　6)、通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用GIS，以圖形的方式顯示業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各種相關(guān)操作結(jié)果的數(shù)值信息； 

　　7)、基于綜合評估模型和GIS的查詢，實現(xiàn)對配送區(qū)域的拆分、合并； 

　　3.2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

　　設(shè)計基于道路地理信息系統(tǒng)的物流配送系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成，空間數(shù)據(jù)索引采用基于改進R-Tree的空間數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，屬性數(shù)據(jù)索引采用B+樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用三層結(jié)構(gòu)模型，并采用Java Applet進行開發(fā)，這樣與平臺無關(guān)又具有較好的安全性，使海量空間數(shù)據(jù)的存儲、分析和共享成為可能；數(shù)據(jù)庫管理使用Microsoft SQL Server，且系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫參照全國公路普查數(shù)據(jù)庫建立；最后根據(jù)物流配送中心要求添加相應(yīng)信息，實現(xiàn)局域網(wǎng)共享。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下： 

　　3.3 系統(tǒng)模型設(shè)計 

　　由上述分析，面向物流配送的道路地理信息系統(tǒng)模型設(shè)計主要包括以下幾方面： 

　　3.3.1 圖層管理： 

　　將基礎(chǔ)地理信息和道路專題信息分為若干圖層，根據(jù)物流配送中心需求進行圖層選擇，在計算機內(nèi)實現(xiàn)圖層的任意疊加。 

　　3.3.2 數(shù)據(jù)管理： 

　　空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中分開存貯，通過地理編碼維系空間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，使得空間數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)既相互關(guān)聯(lián)又相互獨立。 

　　3.3.3 查詢統(tǒng)計： 

　　提供屬性-空間的邏輯查詢和空間-屬性的空間查詢功能。由于GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)同地圖中點、線、面相對應(yīng)，這兩種操作實際結(jié)果是一致的。數(shù)據(jù)庫的操作能及時反映在地圖上，而對地圖的操作也能在數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)出來。并且，按路線查詢、路況查詢、地名查詢、點查詢、區(qū)域查詢，查詢結(jié)果可生成不同的空間圖層；按物流配送中心劃分的區(qū)域，可以統(tǒng)計不同類型客戶的相關(guān)信息。 

　　3.3.4 數(shù)字地圖制作： 

　　道路地理信息系統(tǒng)的主要組成部分是數(shù)字地圖——以數(shù)字形式存貯的地圖，通過數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫，物流配送中心人員可以獲取準(zhǔn)確可靠的道路信息，并可資源共享。數(shù)字地圖的制作分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)編輯兩大步驟。制作成的數(shù)字地圖具有以下特點： 

　　地1）經(jīng)縮放編輯后，可形成任意比例尺的可視圖。 

　　地2）分層編輯，不同層次存貯不同的地圖要素。按不同層次的內(nèi)容輸出、組合，可以滿足物流配送中心的不同需求。 

　　地3）修改，編輯十分方便。 

　　3.3.5 圖表輸出： 

　　將統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成報表，允許用戶修改報表，并可轉(zhuǎn)成EXCEL等格式的報表。 

　　3.3.6 數(shù)據(jù)交換： 

　　提供公路普查數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能。 

　　3.4 系統(tǒng)功能 

　　1.數(shù)字地圖使物流配送變得輕松直觀 

　　由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接，改變了傳統(tǒng)的信息管理方法，地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀(jì)錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使物流配送管理變得直觀、簡單和輕松。如直接對地圖實體進行查詢，便可以獲得道路線路的空間位置和走向，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，交通流量等多方位的信息。因此，可以通過綜合統(tǒng)計和分析各種道路數(shù)據(jù)以及采用豐富多樣的圖表顯示，為物流配送中心提供科學(xué)決策。 

　　2.物流配送中心管理簡單化 

　　借助道路地理信息系統(tǒng)運行路徑選擇功能，配送中心可以對公司的運營線路進行優(yōu)化，并根據(jù)專題地圖的統(tǒng)計分析功能，分析客貨流量的變化情況，制定行車計劃。此外還可以幫助配送管理部門對特種貨物（如長大件貨物、危險貨物或貴重貨物）運輸進行線路選擇和監(jiān)控。 

　　4  結(jié)論 

　　地理信息系統(tǒng)是一個新興的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，在道路數(shù)據(jù)庫中引進GIS， 使道路管理的有關(guān)信息從表格化向圖形化方向得到了發(fā)展。它將與道路有關(guān)的信息以圖形、圖像或文本的方式，形象、直觀地顯示在用戶面前，達到了圖文并茂的效果；它還可以對與道路有關(guān)信息進行空間的查詢、統(tǒng)計和分析；并可根據(jù)用戶需要迅速繪制和生產(chǎn)出最新的道路交通圖�？梢灶A(yù)見將道路地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于物流配送過程中必將會把物流推向一個嶄新的發(fā)展階段。 

地理信息系統(tǒng)（GIS）是利用計算機建立地理數(shù)據(jù)庫，將地理環(huán)境中的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數(shù)據(jù)，進行數(shù)字存貯、處理和分析，建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過對多種要素的綜合分析，方便快速地獲取信息，滿足各種不同的應(yīng)用或科學(xué)研究的需要，并以圖形和數(shù)字的方式表示結(jié)果。 

　　地在最近的30多年內(nèi)地理信息系統(tǒng)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。本文僅就物流配送中的道路地理信息系統(tǒng)進行討論。 

　　2 道路地理信息系統(tǒng)與物流配送的結(jié)合 

　　道路地理信息系統(tǒng)是在地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。道路是一個連續(xù)的對象，分布在地球的表面，它不僅是空間的實體、網(wǎng)絡(luò)型的實體，而且是與地理位置、地理環(huán)境密切相關(guān)的實體。地理信息對道路的構(gòu)造和形成有著決定性的影響，因而脫離地理信息對道路進行抽象勢必使道路模型在實用性、準(zhǔn)確性和完備性方面的實現(xiàn)意義大大降低。因此，為了有效地掌握道路資源，全面了解道路布局，道路數(shù)據(jù)應(yīng)與地理信息聯(lián)系起來。也就是說，由道路數(shù)據(jù)形成的網(wǎng)絡(luò)圖應(yīng)能疊加在相應(yīng)區(qū)域的地圖上，有關(guān)道路的路況、沿線環(huán)境、交通量等信息應(yīng)能以圖形方式顯示。這樣，對道路的了解既直觀形象，又清晰。同時，道路數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)應(yīng)能提供較強的圖形、圖像處理能力。 

　　配送是在經(jīng)濟合理區(qū)域范圍內(nèi)，根據(jù)用戶要求，對物品進行挑選、加工、包裝、分割、組配等作業(yè)，并按時送達指定地點的物流行動。配送過程處于物流過程的末端，配送通過集中進貨，可以降低進貨成本；通過集中庫存可以保持合理庫存，壓縮分散庫存造成的不必要的多余庫存，減少倉儲費用；通過合理配貨、共同配送，可以消除重復(fù)運輸、空載運輸、提高運輸工具的利用率，實現(xiàn)合理運輸，降低運輸成本�？傊�，配送是物流活動中的一個重要環(huán)節(jié)。 

　　那么，把道路地理信息系統(tǒng)技術(shù)融入到物流配送過程中，就能更容易地處理物流配送中貨物的運輸、倉儲、裝卸、送遞等各個環(huán)節(jié)（如圖1），并對其中涉及的問題如運輸路線的選擇、倉庫位置的選擇、倉庫的容量設(shè)置、合理裝卸策略、運輸車輛的調(diào)度和投遞路線的選擇等進行有效的管理和決策分析，這樣才符合現(xiàn)代物流的要求，才有助于物流配送企業(yè)有效地利用現(xiàn)有資源，降低消耗，提高效率。 

　　3  基于道路地理信息系統(tǒng)物流配送過程的設(shè)計 

　　3.1 系統(tǒng)目標(biāo) 
　　 
　　如以某一城市中的物流配送過程為例，那么基于道路地理信息系統(tǒng)的物流配送過程需求主要集中在以下幾個方面： 

　　1)、通過客戶提供的客戶郵編和詳細地址字符串，確定客戶的地理位置和車輛路線； 

　　2)、通過基于地理信息系統(tǒng)的查詢、地圖表現(xiàn)的輔助決策，實現(xiàn)對車輛路線的合理編輯（如創(chuàng)建、刪除、修改）和客戶配送排序； 

　　3)、用特定的地圖符號在地圖上表示客戶的地理位置，不同類型的客戶（如普通客戶和會員客戶，單位客戶和個人客戶等）采用不同的符號表示； 

　　4)、通過GIS的查詢功能或在地圖上點擊地圖客戶符號，顯示此客戶符號的屬性信息，并可以編輯屬性； 

　　5)、在地圖上查詢客戶的位置以及客戶周圍的環(huán)境以發(fā)現(xiàn)潛在客戶； 

　　6)、通過業(yè)務(wù)系統(tǒng)調(diào)用GIS，以圖形的方式顯示業(yè)務(wù)系統(tǒng)的各種相關(guān)操作結(jié)果的數(shù)值信息； 

　　7)、基于綜合評估模型和GIS的查詢，實現(xiàn)對配送區(qū)域的拆分、合并； 

　　3.2  系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 

　　設(shè)計基于道路地理信息系統(tǒng)的物流配送系統(tǒng)，采用面向?qū)ο蟮目臻g數(shù)據(jù)模型和基于關(guān)系數(shù)據(jù)庫的空間數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)數(shù)據(jù)的無縫集成，空間數(shù)據(jù)索引采用基于改進R-Tree的空間數(shù)據(jù)索引結(jié)構(gòu)，屬性數(shù)據(jù)索引采用B+樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸采用三層結(jié)構(gòu)模型，并采用Java Applet進行開發(fā)，這樣與平臺無關(guān)又具有較好的安全性，使海量空間數(shù)據(jù)的存儲、分析和共享成為可能；數(shù)據(jù)庫管理使用Microsoft SQL Server，且系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫參照全國公路普查數(shù)據(jù)庫建立；最后根據(jù)物流配送中心要求添加相應(yīng)信息，實現(xiàn)局域網(wǎng)共享。系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)圖如下： 

　　3.3 系統(tǒng)模型設(shè)計 

　　由上述分析，面向物流配送的道路地理信息系統(tǒng)模型設(shè)計主要包括以下幾方面： 

　　3.3.1 圖層管理： 

　　將基礎(chǔ)地理信息和道路專題信息分為若干圖層，根據(jù)物流配送中心需求進行圖層選擇，在計算機內(nèi)實現(xiàn)圖層的任意疊加。 

　　3.3.2 數(shù)據(jù)管理： 

　　空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)庫中分開存貯，通過地理編碼維系空間數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，使得空間數(shù)據(jù)與管理數(shù)據(jù)既相互關(guān)聯(lián)又相互獨立。 

　　3.3.3 查詢統(tǒng)計： 

　　提供屬性-空間的邏輯查詢和空間-屬性的空間查詢功能。由于GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)同地圖中點、線、面相對應(yīng)，這兩種操作實際結(jié)果是一致的。數(shù)據(jù)庫的操作能及時反映在地圖上，而對地圖的操作也能在數(shù)據(jù)庫中表現(xiàn)出來。并且，按路線查詢、路況查詢、地名查詢、點查詢、區(qū)域查詢，查詢結(jié)果可生成不同的空間圖層；按物流配送中心劃分的區(qū)域，可以統(tǒng)計不同類型客戶的相關(guān)信息。 

　　3.3.4 數(shù)字地圖制作： 

　　道路地理信息系統(tǒng)的主要組成部分是數(shù)字地圖——以數(shù)字形式存貯的地圖，通過數(shù)字地圖數(shù)據(jù)庫，物流配送中心人員可以獲取準(zhǔn)確可靠的道路信息，并可資源共享。數(shù)字地圖的制作分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)編輯兩大步驟。制作成的數(shù)字地圖具有以下特點： 

　　地1）經(jīng)縮放編輯后，可形成任意比例尺的可視圖。 

　　地2）分層編輯，不同層次存貯不同的地圖要素。按不同層次的內(nèi)容輸出、組合，可以滿足物流配送中心的不同需求。 

　　地3）修改，編輯十分方便。 

　　3.3.5 圖表輸出： 

　　將統(tǒng)計數(shù)據(jù)生成報表，允許用戶修改報表，并可轉(zhuǎn)成EXCEL等格式的報表。 

　　3.3.6 數(shù)據(jù)交換： 

　　提供公路普查數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)導(dǎo)入功能。 

　　3.4 系統(tǒng)功能 

　　1.數(shù)字地圖使物流配送變得輕松直觀 

　　由于采用空間數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)庫掛接，改變了傳統(tǒng)的信息管理方法，地圖由傳統(tǒng)的靜態(tài)紀(jì)錄變?yōu)樾畔⒇S富多樣的動態(tài)的電子地圖，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)可視化。它使物流配送管理變得直觀、簡單和輕松。如直接對地圖實體進行查詢，便可以獲得道路線路的空間位置和走向，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，交通流量等多方位的信息。因此，可以通過綜合統(tǒng)計和分析各種道路數(shù)據(jù)以及采用豐富多樣的圖表顯示，為物流配送中心提供科學(xué)決策。 

　　2.物流配送中心管理簡單化 

　　借助道路地理信息系統(tǒng)運行路徑選擇功能，配送中心可以對公司的運營線路進行優(yōu)化，并根據(jù)專題地圖的統(tǒng)計分析功能，分析客貨流量的變化情況，制定行車計劃。此外還可以幫助配送管理部門對特種貨物（如長大件貨物、危險貨物或貴重貨物）運輸進行線路選擇和監(jiān)控。 

　　4  結(jié)論 

　　地理信息系統(tǒng)是一個新興的計算機應(yīng)用系統(tǒng)，在道路數(shù)據(jù)庫中引進GIS， 使道路管理的有關(guān)信息從表格化向圖形化方向得到了發(fā)展。它將與道路有關(guān)的信息以圖形、圖像或文本的方式，形象、直觀地顯示在用戶面前，達到了圖文并茂的效果；它還可以對與道路有關(guān)信息進行空間的查詢、統(tǒng)計和分析；并可根據(jù)用戶需要迅速繪制和生產(chǎn)出最新的道路交通圖�？梢灶A(yù)見將道路地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于物流配送過程中必將會把物流推向一個嶄新的發(fā)展階段。