防火墙
基站
车辆记录、货物记录
调度
图3-9基于手机定位的商用车管理系统结构图
2. 空间信息系统
信息系统按照是否含空间信息分为非空间信息系统（一般 指管理信息系统）和空间信息系统，如图3-2所示。空间信 息系统分为非GIS（一般CAD/CAM）和GIS。
资源管理信息系统
土地信息系统（依照其应用领域划分） 地学信息系统
信息系统
GIS
空间信息 系统
地理信息系统（根据其服务对象）
移动通信网络基本发展：
第一代移动通信（1G） 第二代移动通信系统（2G） 第三代移动通信系统（3G）
1. 手机定位系统
手机定位是指通过无线终端（手机）和无线网 络的配合，确定移动用户的实际位置信息（经 纬度坐标数据，包括三维数据），通过短消息 服务（short message service，SMS）、多媒 体消息（minerals management service， MMS）、语音发给用户或以此为基础提供某种 增值服务。
• 2. GPS的特点 1）全球覆盖 2）全天候工作 3）定位精度高 4）观测时间短 5）功能多、应用广 6）执行操作简便
• 3. GPS的组成
1）GPS空间部分
2导航定位系统 1）美国的GPS 2）俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统 3）欧洲的伽利略卫星导航系统 4）我国的北斗卫星导航系统
手机定位系统的应用
（1）手机定位系统在物流中的应用 :
个性化的监控和查询功能
报警和求助功能
与智能运输系统结合的调度和管理
（2）手机定位系统在其他领域的应用:
监控查询
信息查询 个人定位服务
增强移动网络性能
地理信息
其他信息来源
报警 求助
基站 分布式信息存储器
定位信息
货物 信息 信息 数据 交通信息融合 库
空间信息系统在物流中的应用
物流企业通过无线通信、GIS/GPS能够精确 地获取运输车辆的信息，再通过Internet让企业内 部和客户访问，从而把整个企业的操作业务变得 透明，为协同商务打下基础。
3.2 地理信息系统
地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是管理和研究空间数据的由计算 机系统、地理数据和用户组成的人机信息系统。
属性精度 时间精度
指空间实体的属性与其真值相符的程度。通常取决于地理数据的类型，且常常与位置精度有关， 包括要素分类与代码的正确性、要素属性值的准确性及其名称的正确性等
可以通过数据更新的时间和频度来表现
逻辑一致性 指地理数据关系上的可靠性，包括数据结构、数据内容（包括空间特征、专题特 征和时间特征），以及拓扑性质上的内在一致性。
它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进 行各种处理、对数据的有效管理、研究各种空间 实体及相互关系。
1. GIS概述——GIS的基本处理模式
GIS是有关空间数据管理和空间信息分析的 计算机系统，如图3-5所示说明地理信息系统的基 本处理模式。
图3-5 地理信息系统的基本处理模式
地理信息系统特征
地理信息系统具有以下三个方面的特征： （1）具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的
（2）通过利用空间解析式模型来分析空间数据，空间信 息系统的成功应用依赖于空间分析模型的研究与设计。
空间信息系统的基本功能
下面主要描述基本功能：
空间信息系统的功能
数据采集 （采集、检 验与编辑）
数据格式化、 数据存储 转换、概化 与组织
数据分析
数据输出 （显示和打印）
图 3-3 空间信息系统的功能
空间分析的基本要素
空间位置
空间属性特征 图 3-1 空间分析的三大基本要素
时间
1. 空间数据处理
空间系统中的实体（对象）一般包括三种基本信息：语 义信息、度量信息和关系结构信息，如表3-1所示。
表3-1 空间实体类型
类型
特征
语义信 息
语义信息表明实体的类型
度量信 息
度量信息用于描述实体的形状和位置等几何属性
图3-6物流系统道路网络图
1. 全球定位系统的基本原理
GPS系统包括三大部分：空间部分— GPS卫星星座；地面控制部分—地面监控 系统；用户设备部分—GPS信号接收机。
GPS信号接收机
GPS卫星星座
图3－7 GPS的组成
地面监控系统
美国政府国防部通过24颗人造卫 星构成星球定位系统。每颗卫星绕行 地球一周约需11小时58分，地球上任 何一个位置，均有4颗以上卫星可以 实施观测，可以提供在全世界地面有 接收设备的人在精确的经度和纬度数 据，使用者可以知道他所在的位置。 运输业可在车上装置接收器，以掌握 车辆的行踪。
关系 结构
描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、隶属 关系等基本关系的描述，也包括对关系结构信息用于描述一个实体与
其它实体的联系
空间数据的编码
关系结构描述地理实体之间所有的地理关系，包括 空间关系、分类关系、隶属关系等基本关系的描述，也 包括对关系结构信息用于描述一个实体与其它实体的联 系
的复杂地理关系的描述
动态特 描述地理实体的动态变化特征。地理信息对这些特征的描述，
征
是以一定信息结构为基础的。
GIS信息共享
（1）空间数据转换 （2）GIS互操作及其层次 （3） GIS互操作的层次 （4）基于公共接口的GIS互操作
3.GIS的应用
GPS在物流领域的应用可以实时监控车辆等移动目标的位 置，根据道路交通状况向移动目标发出实时调度指令。GIS、 GPS和无线通信技术的有效结合，再辅以车辆路线模型、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， 能够建立功能强大的物流信息系统，使物流变得实时并且成本 最优。
表3－2空间数据描述质量有关指标
类型
指标
数据情况说 明
位置精度或 称定位精度
地理数据的来源、数据内容及其处理过程等作出准确、全面和详尽的说明
空间实体的坐标数据与实体真实位置的接近程度，常表现为空间三维坐标数据精 度。它包括数据基础精度、平面精度、高程精度、接边精度、形状再现精度（形 状保真度）、象元定位精度（图像分辨率）等。
手机定位类型
根据定位方法和定位过程的不同，手机定位 主要有以下几种类型： （1）起源蜂窝定位 （2）到达时间定位 （3）到达角度定位 （4）到达时间差定位
手机定位基本原理
手机定位是利用GSM移动通信网的蜂窝技术来实现位置 信息的查询，GSM无线通信网是由许多像蜜蜂蜂窝一样的小 区构建而成的，每个小区都有自己的编号，通过手机所在小 区的识别号就可以知道手机所在区域。
全球定位系统的工作图
1 GPS的概念和组成
• GPS卫星及星座 • 地面监控系统 • GPS信号接收机
GPS概念
• 1. GPS的含义
全球定位系统(Global Positioning System，GPS)是美国从20世纪70年 代开始研制，历时20年，耗资200亿 美元，于1994年全面建成，具有在海 、陆、空进行全方位实时三维导航与 定位能力的新一代卫星导航与定位系 统。
通信塔
人员
通信塔
图3－8手机定位示意图 通信塔
手机定位技术
GSM手机定位方式通常可分为基于网络方式和基于终 端方式两种。从技术上可分为到达时间（time of arrival， TOA）、增强测量时间差（E－OTD）和GPS辅助（A－ GPS）3种方式。 1）到达时间定位技术 2）增强测量时间差定位技术
GIS的地理信息构成和信息结构
地理信息是对地理实体特征的描述，地 理实体特征分类表，如表3－3所示：
类型
特征
空间特 征
描述地理实体空间位置、空间分布及空间相对位置关系
属性特 征
描述地理实体的物理属性和地理意义
关系 描述地理实体之间所有的地理关系，包括空间关系、分类关系、 特征 隶属关系等基本关系的描述，也包括对由基本地理关系所构成
空间数据的编码则主要是指语义信息的数据化，它 是建立在地理特征的分类及其等级组织基础之上的空间 信息数据编码。空间数据的编码用于表明实体元素在数 据分类分级中的层次关系和属性性质。
空间数据的描述
空间数据描述就是对空间分析的3个基本要素 （有关空间位置、空间属性特征以及时间信息） 的符号记录。
描述质量则是空间数据在表达这三个基本要 素时，所能够达到的准确性、一致性、完整性， 以及它们三者之间统一性的程度。
非 GIS（根据其使用的数据模型） 非空间信息系统（一般指管理信息系统）
图 3-2 信息系统分类
专题信息系统
区域信息系统
栅格 矢量 混合信息系统
空间信息系统特征
与一般的管理信息系统相比，空间信息系统具有以下 特征：
（1）空间信息系统使用了空间数据与非空间数据，并通 过DBMS将两者联系在一起共同管理、分析和应用；而 MIS只有非空间数据库的管理，即使存贮了图形，也往往 以文件形式等机械形式存贮，不能进行有关空间数据的操 作，如空间查询、检索、相邻分析等，不能进行复杂的空 间分析。
第3章 空间数据管理技术
主要内容
• 空间数据管理概述 • 地理信息系统 • 全球定位系统 • 移动通信定位系统 • 移动商务中物流定位的架构
3.1 空间数据管理概述
空间信息是有关空间实体的性质、特征和运动状态的 表征进行描述的数据，它是对表达空间特征与空间现象之 间关系的空间数据的解释。
空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要 素，如图3-1所示。
数据完整性 指地理数据在范围、内容及结构等方面满足所有要求的完整程度，包括数据范围、 空间实体类型、空间关系分类、属性特征分类等方面的完整性
表达形式的 指数据抽象、数据表达与真实地理世界吻合性，包括空间特征、专题特征和时间