随着地理信息系统(GIS)的发展和全球移动通讯系统(GSM)的成熟及全球定位系统(GPS)的完善,这些技术被逐渐地应用到物流配送中,使得物流产业迅速向智能化和信息化方向发展。其中,物流配送路线的优化问题是智能化研究的热点,而电子地图作为GIS、GPS、GSM技术在物流产业中应用的载体发挥着举足轻重的作用。因此引发了众多学者对电子地图的核心部分——地图数据尤其是道路数据的研究,文献[1]中提出了一种应用于物流配送车电子地图的数据结构,主要侧重地图中道路的拓扑和几何结构,对于地图数据间的空间描述、属性描述和道路空间综合描述的逻辑关系探讨则并不多。 虽然近几年电子地图技术越来越成熟,并且越来越专业化,但是适宜于在物流配送中应用的电子地图还不够完善,也没有统一的标准。为了满足空间数据共享,便于对数据库中各层次数据的查询、检索与交换,迫切需要建立一个规范化的信息标准。本文就物流配送的特点结合一般的电子地图的性能,探讨如何设计适用于物流配送中的电子地图的数据组织和结构,并对这些数据进行相关的逻辑描述和层次表达,以利于采集物流配送中电子地图数据的相关标准的建立。 1 物流配送中的电子地图的功能要求 物流配送中的电子地图除了要具备通常意义上的电子地图的基本功能外,还要结合物流配送本身的特点增加一些特殊的功能,并具有自身的特点。因此适用于物流配送中的电子地图要实现如下的功能: (1)图形操作功能:实现地图的全图显示、居中显示,既可分层、分级显示又可叠加显示,具有缩小、放大、平移、漫游、鹰眼等功能;具有地图标注、窗口定位、单一图层或多个图层集合的打开、关闭操作功能。 (2)查询功能:此项功能在物流配送中至关重要,也是电子地图应用于物流配送的意义所在。对于物流配送中客户和商家最关心的就是如何使配送成本最低,因此配送车辆的路线选择是关键,所以应用于物流配送中的电子地图必须要具有最短路径查询功能、最通畅路线查询功能及最佳路径查询功能。 (3)道路相关信息:在物流配送中寻求最短路径和最佳路径问题,涉及到路网问题,因此要求电子地图带有较多的静态道路信息和动态的道路信息,如道路几何特性,包括道路名称、道路长度、道路的起点、终点名称及变化的交通流。 (4)搜索功能:可搜索配送中心及相关的货物需求点的所在位置。 (5)地物属性显示功能:通过鼠标单击某个具体的配送中心、货物需求或者标志性的建筑,可查询和显示其各方面的性能参数。 (6)良好的支持性能:因为电子地图本身就是一个可输入输出的平台,因此要求它既可以与GPS系统配合使用,又可与相关的地理信息软件兼容,并能和路线优化算法配合使用,可以显示车辆在电子地图上的运行轨迹。 2 物流配送中地图数据组织与结构 2.1 地图数据组成 电子地图数据一般分为矢量空间数据结构和栅格空间数据结构。矢量格式相对于栅格格式具有存储空间小、信息量丰富、数据操纵方便、具有较快地访问速度,并便于计算、更新、邻域搜索及推理和地图显示等优点。物流配送中使用的电子地图主要用于物流配送中,即要求必须包括相应的道路信息,地图的显示刷新速度要高,空间位置精确度相对要高,地图信息查询要方便等特点,因而选用矢量型电子地图。 地图数据是电子地图的核心部分,而应用于物流配送中的电子地图与其它类别的电子地图的区别就是通过所采用的电子地图数据体现出来的。电子地图的数据结构描述了地图目标在计算机中的逻辑组织和物理存储方式,其中空间数据结构是电子地图数据库的核心,属性数据依附于空间数据而存在,其结构如图1所示。空间数据是以记录坐标的形式,通过点、线、面等矢量数据模型表示,如物流中心、配送中心、分销点的空间位置;属性数据则与空间数据一一对应,记录了空间数据的描述性信息,与实体空间位置无关,如配送中心的代码、名称、物流需求量等,两者是通过空间对象的序号建立起索引关系。
图1 地图数据分类 物流配送的功能决定了道路数据是电子地图的核心数据,因此在物流配送中的电子地图数据将包括空间数据中的点、线两种基本空间数据和属性数据,而明确这些地图数据组织和数据结构设计将有利于物流配送的电子地图相关标准的建立。 在物流配送中,道路数据不仅用于表达道路图形和内容的划分,并且还要进行深层次的计算和分析,如道路网络分析、空间数据查询、最优路径查询及计算、路径指导和信息叠置等多项功能,所以要对数据进行相关的逻辑描述,即在道路数据库中通过不同的实体之间、实体与属性之间以及属性与属性之间的关系来恰当地描述现实道路。 2.2 物流配送中的空间数据描述 点状要素:物流配送中心、货物需求点、高速公路出入口、收费站、交通灯、交叉路口、车辆动态位置、加油服务站等,通常以每一个定点位置来组织数据。