第七章物流管理信息系统总体设计

第七章物流管理信息系统总体设计内容摘要：

计 GIS应用模型时，主要考虑要用它来解决什么问题，有哪些数据可用，采用何种建模方法为切入点或有哪些现成模型可供借鉴。 由于这些模型大部分都要通过 GIS的缓冲区分析、叠臵分析等功能体现出来，即模型结果要高度可视化，数字、图形、表格是可视化最基本的表达方式。 另外，要考虑 GIS与应用模型的结合方式，可以是直接结合，也可以是间接结合。 直接结合是指用 GIS软件提供的二次开发语言来建立应用模型，这种结合方式较为紧密，但应用模型的通用性较差。 间接结合采用 GIS与应用模型相对分离的方法，通过动态链接技术（如 OLE、 ActiveX等）实现两者的结合。 这种方式较为松散，应用模型的通用性较强。 在利用 GIS解决实际问题时，常常需要结合多个模型，构成模型库来解决特定问题。 其中每个模型以某方面为重点，主要解决某一具体问题，模型之间通过一定的环节连接起来实现相互之间的反馈和协调。 下面以耕地保护预警系统（以江苏省江阴市为背景）的模型库为例，介绍 GIS应用模型库的设计。 耕地保护预警系统是在确保区域发展及安定的基础上，在合理配臵、利用区域各类资源的同时，为了保证在社会发展的一定阶段下的人民生活标准的稳定，而对该阶段区域人口发展所确定的最低耕地量的临界警戒线。 其目的是为区域的宏观决策提供支持，为区域耕地资源的开发、利用提供度量标准，以实现区域各方面、尤其是区域耕地与社会的协调统一发展。 因此，根据区域耕地资源开发利用的先后顺序，可以设计出以下具有特定顺序关系的模型，它们构成了本系统的模型库。 耕地保护预警系统的模型库  区域耕地资源综合评价模型 区域耕地资源综合评价模型从区域耕地资源系统整体出发，对其数量、质量以及组合进行分析和评价。 具体包括耕地资源评价模型、耕地资源潜力估算模型以及耕地资源经济利用评价模型等。  区域耕地资源动态分析和供需预测模型 分析区域耕地资源动态变化过程是其资源供需预测的基础。 前者表现为在时间维上多因素的综合作用；后者则需要从时空变化两个方面来考察。 因此，区域资源区位模型和预测推断模型占重要地位。 区域耕地资源开发规划和分配模型 模型为区域耕地资源开发和利用提供优化方案或对其原有方案进行优化。 在各种资源优化分配中，土地利用优化是区域资源开发规划的核心。 目前，区域土地利用除了农业利用之外，部分还涉及到市内工业、交通以及居民点用地，并且农业土地利用结构的设计还涉及到许多其它因素（固定的、变化的、随机的等）。 这使区域农业土地利用结构模型的结构设计大为复杂。 区域耕地资源承载力分析模型与补充潜力分析 立足资源开发、考虑经济发展和社会进步是区域耕地资源开发的主要指导，而资源的人口承载力研究则是区域资源开发合理程度的度量标准。 区域的耕地增加数量总有上限，对区域耕地利用的补充分析是耕地保护利用度的最佳体现。 耕地保护临界预警模型 在上述 4个模型的基础上，选择人均粮食量为模型临界阈值，以区域耕地资源的数量、质量、单产、人口预测值为主要因子构建预警临界模型，并确定预警警示的触发分量。 这是对区域耕地资源主要评价因子的综合评定，也是对区域耕地保护的总体成效的鉴定。 下面重点谈耕地保护临界预警模型的建立过程。 图下所示为耕地保护临界预警模型建立的流程图 模型因子分析 区域耕地数量总量 、 区域耕地质量总水平 、区域某时间人口总量 、 某时段内区域耕地平均亩产量 选择预警临界域值 （ 达到区域粮食生产的供需平衡 ） 建立预警模型 • 模型因子选择 应着重考虑图 4个基本因子，其它因子（如气候资源、水资源、生物资源、人口劳动力资源、基础设施条件、经济条件等）虽然对区域的耕地保护工作有一定影响，但影响的深度和广度不仅难以评述和量化，而且部分因子与模型因子间存在相关关系或已包容在模型因子中，故将其设为定值，对模型的应用不产生作用，而在今后的研究中，可根据实际需要进行模型微调。 • 选择预警临界阈值 预警临界阈值应能与区域社会、经济、生态的发展需要相适，以达到区域粮食生产的供需平衡。 在此，系统阈值采用江苏省农科院确定的人均原粮警戒线 —— 420公斤。 • 预警模型的建立。 在以上分析的基础上，设臵系统变量如下： Q：某一时间区域耕地的数量总量，由系统数据库及图库面积查询得到； S：某一时间区域耕地的“等”指数，由土地质量指数、土地利用系数、土地经济系数三者的计算得到； M：某一时间区域单位面积耕地的生产能力，由 FAO推荐的“农业生态区域法”（ AEZ法）结合灰色 GM（ 1， 1）趋势分析模型相互校正后得到； R：某一时间区域的人口规模，由区域现有人口数量和区域人口的增长率共同计算得到； G：区域粮食生产相对于理论需要量的理想满足程度； Z：某一时间区域的人均原粮量。 确定系统 Z值对系统预警的触发分量 如表所示。 Z 值 缺乏程度 D 类 型 Z500 0 非 450Z500 1 轻警 420Z450 2 中警 Z420 3 重警 Z值对系统预警的触发分量 返回 GIS模型库管理 当 GIS中应用模型很多时，有必要对它们实施管理，包括模型运行结果的管理，如不同时段的同一地理对象的数据经同一应用模型运行后得到的结果，这些结果对于地理对象的空间和时间序列分析是很重要的。 对 GIS模型库的管理有助于系统设计人员和用户对模型的功能、数据、存储位臵等具有清晰的认识，便于对模型库中的模型进行增加、修改、删除、查询等操作，使模型库趋于完善。 文本形式的管理方式 该方式用文字来描述模型的各种参数，如模型名称、模型功能、存储位臵等，并用文本文件存储起来；模型库中各个模型的建模过程的说明也可用文本形式的方式来管理。 但这种方式只能起浏览的作用。 数据库形式的管理方式 该方式采用关系型数据库的关系表来存储应用模型的内容，也用关系表来存储不同时段的同一地理对象的数据经同一应用模型运行后得到的结果。 这种管理方式在实际中用得较多，且可做成统一的界面进行模型的管理与维护，它相当于一个小的关系型数据库管理信息系统。 采用这种管理方式，需要设计两种表： 模型字典表 和 模型结果表。 GIS模型库管理方式 模型字典表的一般结构 模型 编号 模型 名称 功能 描述 存放 位置 所需数据格式 运行 环境 与之相关联的模型 开发者 开发 时间 …… 模型结果表的一般结构 所用数 据的时间 所用数 据的名称 所用数据 的存放位置 所用的 模型名称 结果名称 结果存 放位置 „„ 返回 四、 GIS接口设计 （一）系统与标准数据的接口 （二） 互操作接口 （三） 空间数据与属性数据的接口 （四） GIS与系统开发环境的接口 返回 系统与标准数据的接口 当我们设计一个 GIS软件时 ， 需要设计系统与标准数据的接口。 所谓 “ 标准数据 ” 是指常用的商业 GIS软件的数据格式 ， 如 Arc/Info的 Coverage、 ArcView的 Shp、MapInfo的 Mif、 Intergraph的 MGE工程 、 DGN文件和FRAME文件等格式。 一种是直接存取 ， 所开发的软件提供对该数据格式的支持。 这种方法使用较为方便 ， 也不存在数据损失 ， 但是实现起来较为繁琐。 而且 ， 目前 ， 常用的 GIS数据格式种类很多 ， 很难实现对所有格式的支持。 另一种是通过导入 /导出机制进行数据转换 ， 提供一种标准数据格式 ， 用来与其它标准数据格式进行转换。 如 MapInfo软件的交换数据格式 Mif格式 ， 可以导出成为 Dxf格式；同时 ， 用 Dxf格式存储的数据也可以用导入的方式转换成为 Mif格式 ， 从而实现MapInfo支持的数据格式与其它标准数据格式的交流。 使用该方法与标准数据的交换 ， 在数据格式变换过程中可能存在一定的数据损失。 接口的形式 返回 互操作接口 互操作接口设计是指设计 GIS之间、 GIS内各子系统之间和子系统内各个模块之间的接口，使它们能够较好地进行通讯和实现功能共享。  异质环境下的 GIS互操作设计  GIS子系统之间以及子系统各模块之间的接口设计 对于异质环境下的 GIS互操作，要考虑到因网络、操作系统、 GIS软件平台等的不同而带来的接口设计问题。 通常，异质环境下的 GIS接口设计，主要采用中间件来实现，如Microsoft的 COM/DCOM或 OMG的 CORBA等。 中间件处于应用软件和系统软件之间，是客户与服务器之间的连接件，它能屏蔽硬件、网络环境、操作系统和异构数据库等的差别。 中间件的种类有终端仿真 /屏幕转换、数据访问中间件、远程过程调用中间件、消息中间件、交易中间件和对象中间件等。 异质环境下的 GIS互操作设计 GIS子系统之间以及子系统各模块之间的接口设计 GIS内部接口设计需确定接口约定，主要包括以下内容：  命名约定 命名约定用来解决不同语言在命名方面的差别所带来的问题。 各种语言对用来标识程序对象的标识符（或称名字）都有自己的规定，因而在混合编程时必须有一套转换规则。 程序员只有遵守它，相应的语言编译程序才能实现它。  调用约定 调用约定主要解决子程序的参数传递顺序问题。 子程序的调用者和被调用者之间并非直接传递参数，一般是通过堆栈进行的。 调用约定规定子程序调用者以什么顺序将子程序的实参推入堆栈，被调用者以什么顺序从堆栈中取走实参。 参数传递约定 参数传递约定确定参数是按值传递还是按引用传递。 GIS内部接口设计的形式有多种，主要包括消息传递、直接引用、用过程语句调用等。 其中，消息传递在面向对象程序设计中用得很多；直接引用是指一个模块直接存取另一个模块的某些信息，例如全程变量、共享的通信区等；而用过程语句调用是指通过模块的名字。