一种基于 GIS 的物流系统架构方案及其实现技术研

摘要
引入GIS技术是现代物流发展的必然趋势，在物流的作业层、管理层乃至战略决策
层都需要GIS技术的支撑。目前，对于基于GIS技术的物流信息系统的研究与应用还存
在一些问题：物流系统与GIS技术的集成尚不完善，中小物流企业普遍缺乏适用的基于
GIS技术的物流信息系统。本文针对中小物流企业的资金、技术及业务状况，提出了适
合中小企业的物流信息系统架构设计方案，探讨了方案中所需的实现技术。
论文研究了传统的物流信息系统及基于GIS技术的物流信息系统的架构，对物流信
息系统与GIS技术的集成方式作了对比分析，在此基础上设计了一种面向服务的组件式
GIS 物流系统四层架构方案：即基础设施层采用关系数据库集成管理物流系统的全部空
间数据和属性数据；空间信息支撑层采用组件式 GIS 平台作为基础支撑；根据物流的真
正需要，对 GIS 服务进行有目的的取舍，通过重新分类和包装，形成面向需求的 GIS 服
务族，与物流服务族共同构成业务服务支撑层，共同为业务应用层提供服务。该系统架
构具有业务处理敏捷、系统接口松散耦合、逻辑结构更加清晰、功能构件可组合与复用
等优点。
基于 GIS 技术的应用系统中，数据库的组织、表达和存储是最核心、最根本的内容
之一。论文在探讨了GIS应用系统空间数据特征及管理方式后，提出了实现架构方案数
据集成管理的GIS物流空间数据模型——改进的对象关系数据模型，在对空间实体对象
描述时，增加了表示空间拓扑关系、空间方位关系、空间度量关系的方法，这些构造完
善的方法库有助于增强系统的空间分析能力。论文对该模型下的数据存储结构进行了详
细设计并论述了物理实现方式。
结合系统架构设计和数据库设计的特点，论文对物流车辆定位、车辆行驶轨迹匹配
及地图服务在方案中的实现做出了研究，在此基础上，根据点定位算法和轨迹匹配算法
的基本原理，对它们在系统中的应用作出了改进。并对系统中如何嵌入及调用GIS地图
服务来完成算法进行了论述。
关键词：物流系统，GIS，系统架构，定位算法
目录
第一章绪论............................................................................................................................ 1
1.1研究背景....................................................................................................................... 1
1.2物流信息系统应用现状............................................................................................... 2
1.3研究与应用中存在的问题........................................................................................... 3
1.4论文的研究内容........................................................................................................... 5
1.5论文的组织结构........................................................................................................... 5
第二章基于GIS的物流信息系统架构方案......................................................................... 7
2.1系统架构....................................................................................................................... 7
2.2不含GIS的物流信息系统架构.................................................................................. 7
2.2.1传统的物流信息系统两层架构......................................................................... 7
2.2.2“面向服务”的物流信息系统架构...................................................................... 8
2.3基于GIS技术的三层物流系统架构........................................................................ 11
2.4面向服务的组件式GIS物流系统四层架构............................................................ 12
2.5基于GIS的物流信息系统架构方案实例................................................................ 14
第三章实现架构所需的空间技术基础................................................................................ 19
3.1 GIS技术基础............................................................................................................. 19
3.1.1 GIS及其的特征............................................................................................... 19
3.1.2 基于GIS技术的开发方法............................................................................. 19
3.2 GPS相关技术............................................................................................................. 21
3.2.1 GPS定位原理................................................................................................... 21
3.2.3 GPS数据格式................................................................................................... 22
3.2.4 方案中GPS数据接收与处理......................................................................... 23
第四章空间数据与属性数据集成管理的数据库实现........................................................ 26
4.1数据库集成管理的设计原则及思路......................................................................... 26
4.2 GIS空间数据特征及管理方式................................................................................. 26
4.2.1 GIS空间数据特征........................................................................................... 26
4.2.2 GIS空间数据管理........................................................................................... 27
4.3集成管理模式下数据库结构设计............................................................................. 29
4.3.1 GIS物流系统数据模型................................................................................... 29
4.2 GIS物流对象关系层次概念数据模型.................................................................. 30
4.3.2面向对象的空间实体描述............................................................................... 30
4.3.3空间实体对象的关系存储结构....................................................................... 33
4.3.3物理实现........................................................................................................... 37
4.4 空间数据的输入与维护............................................................................................ 38
第五章物流车辆定位与轨迹匹配在方案中的实现.......................................................... 41
5.1车辆定位坐标转换算法............................................................................................. 41
5.2 车辆定位点匹配算法................................................................................................ 42
5.3物流车辆运行轨迹匹配算法..................................................................................... 44
5.4调用物流地图服务的实现......................................................................................... 45
第六章总结和展望................................................................................................................ 48
6.1论文所做的工作......................................................................................................... 48
6.2结论............................................................................................................................. 49
6.3展望............................................................................................................................. 49
参考文献.................................................................................................................................. 50
致谢...................................................................................................................................... 52