(一） 定义
地理信息系统（Geographical Information System，GIS):以地理空间数据为基础，采用地理模型分析方法，适时地提供多种动态的空间地理信息的计算机技术系统。
地理信息系统是多种学科交叉的产物，其基本功能是将表格性数据（无论其来自数据库、电子表格文件或直接在程序中输人）转换为地理图形显示，然后对显示结果浏览、操作和分析。其显示范围可以从洲际地图到非常详细的街区地图，显示对象包括人口、销售情况、运输路线以及其他内容。一般来说，地理信息系统由计算机系统、地理数据和用户组成，通过对地理数据的集成、存储检索、操作和分析，生成并输入各种地理信息，从而为地理利用、资源管理、环境监测、交通运输、经济建设、城市规划以及政府各部门行政管理提供新的知识，为工程设计和规划、管理决策服务。
(二） 特点
与一般的管理信息系统相比，地理信息系统有如下特征。
(1) GIS使用了空间数据与非空间数据，并通过DBMS将两者联系起来共同管理、分析和应用；而MIS只有非空间数据库的管理，即使存储了图形，也往往以文件形式等机械形式存储，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。
(2) GIS强调空间分析，通过利用空间解析式模型来分析空间数据，GIS的成功应用依赖于空间分析模型的研究和设计。
(3) GIS的成功应用不仅取决于技术体系，而且依靠一定的组织体系（包括实施组成、系统管理员、技术操作员、系统开发设计者等）。
(三） 组成
一个典型的GIS应包括三个基本部分：计算机系统（硬件及软件）、地理数据库系统和系统开发、管理和使用人员。
1. 计算机系统
计算机系统可分为硬件系统和软件系统。GIS的硬件系统包括主机、保存数据和程序的存储设备、用于数据输入显示和输出的外围设备等。其中大多数硬件是计算机技术的通用设备，在GIS中数字化仪、扫描仪等得到了广泛的应用。
GIS的软件系统由核心软件和应用软件组成。其中核心软件包括数据处理、管理，地图模拟和空间分析等部分，而特殊的应用软件包组紧紧地与核心模块相连，并面向一些特殊的应用问题，如网络分析、数字地形模拟分析等。虽然GIS软件有些是通用的DBMS,但大部分软件是专用的，仅限于地理信息领域，有些软件是面向特定硬件的，但大多数软件独立于特定硬件，为开放系统。
2. 地理数据系统
GIS的地理数据分为空间数据和非空间数据。
空间数据（几何数据）由点、线、面组成，它的数据表达可采用栅格及矢量两种形式，表现了地理空间实体的位置、大小、形状、方向以及拓扑几何关系。
地理数据库系统由数据库和地理数据库管理系统组成。地理DBMS主要用于数据维护、操作和查询检索。地理数据库是GIS应用项目重要的资源和基础，它们的建立和维护是一项非常复杂的工作，涉及许多步骤，需要技术和经验，需要投入高强度的人力和开发资金，是GIS应用项目开展的瓶颈技术之一。
另外，从系统中数据处理看，地理信息处理系统是由数据输入子系统、数据存储与检索子系统、数据处理与分析子系统和输出子系统组成。数据输入子系统，负责数据的收集、预处理和数据转换等。数据存储与检索子系统，负责组织和管理数据库中的数据，以便于数据查询、更新与编辑处理。数据处理与分析子系统，负责对系统中所存储的数据进行各种分析计算，如数据的集成和分析、参数估计、空间拓扑叠加、网络分析等。输出子系统，以表格、图形或地图的形式将数据库中的内容或系统分析的结果以屏幕显示或其他方式输出。
3. 使用者
人是GIS中的重要构成因素。地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处离不开人的作用。仅有系统软硬件和数据还构不成完整的地理信息系统，需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。
(四）基本功能
由于GIS发展的多源性，其功能具有可扩充性以及应用的广泛性。其基本功能可以分为以下几方面。
1. 数据采集、检验及编辑
这个功能主要用于获取数据，保证GIS数据库中的数据在内容与空间上的完整性、数据值逻辑一致无错等。一般而论，GIS数据库的建设占整个系统建设投资的70%或更多，并且这种比例在最近不会有明显的改变。为此，信息共享与自动化数据输入成为地理信息研究的重要内容。目前可用于GIS数据采集的方法和技术很多，有些仅用于GIS,如手扶跟踪数字化仪，而自动化扫描输人与遥感技术的集成最为人们所关注。扫描技术的应用与改进是一个富有挑战性的问题，扫描数据的自动化编辑与处理仍是GIS主要研究的技术关键。
2. 数字格式化、转换、概化，通常称为数据操作
数据的格式化是指不同数据结构的数据间转换，是一种耗时、易错、需要大量计算机处理的工作，应尽量避免。数据转换包括数据格式转化、数据比例尺的变换。数据比例尺的变换涉及数据比例尺缩放、平移、旋转等方面，其中最为重要的是投影变换，许多软件系统都对常见的投影进行了定义。数据概化包括数据平滑、特征集结等。目前GIS提供的数据概化功能极弱，与地图综合的要求还有很大差距，需要进一步发展。
3. 数据的存储与组织
这是一个数据集成的过程，也是建立GIS数据库的关键步骤，涉及空间数据和非空间数据的组织。栅格模型、矢量模型或栅格/矢量混合模型是常用的空间数据组织方法。空间数据结构的选择在一定程度上决定了系统所能执行的数据与分析的方法。混合型数据结构利用了矢量与栅格数据结构的优点，为许多成功的地理信息软件所采用。目前，非空间数据的组织方式有层次结构、网络结构与关系型数据库管理系统等，其中关系型数据库是目前最为广泛应用的数据库系统。在地理数据组织与管理中，最为关键的是如何将空间数据与非空间数据融合为一体。大多现行系统都是将两者分开存储，通过公共项来连接。这种组织方式的缺点是无法有效的记录数据在时间与空间上的变化属性，数据的定义与数据操作相分离。
4. 查询、检索、统计、计算功能
查询、检索、统计、计算是GIS以及许多其他自动化地理数据处理系统所应具备的最基本的分析功能。
5. 空间分析功能
空间分析是GIS的核心功能。也是GIS与其他计算机系统的根本区别。模型分析是在 GIS支持下，分析和解决问题的方法体现，它是GIS应用深化的重要标志。
6. 显示功能
GIS为用户提供了许多用于显示地理数据的工具，其表达形式既可以是计算机屏幕显 示，也可以是诸如报告、表格、地图等文件形式输出。
(五）地理信息系统在物流信息系统中的作用
QIS应用于物流信息系统，可通过客户邮编和详细地址字符串，自动确定客户的地理位置（经纬度）和客户所在的中心站和分站。
逋过基于GIS的查询、地图表现的辅助决策，实现对物流配送、投递路线的合理调度和安排客户投递排序，用地图符号在地图上表示客户的地理位置，不同类型的客户采用不同的标志。通过GIS能在地图上点击地图上的客户符号，显示客户的属性信息和知识。通过业务系统调用GIS以图形的方式显示业务系统的各种相关操作结果的数值信息。通过基于综合评估模型和GIS的查询，实现对下级机构区域的拆分、合并。
空间地理技术应用的另一个重要领域是客户端应用。它能够实现可视化功能，如地图或图表显示，还可实现查询和分析功能。例如，当用户运行一个查询功能时，客户端应用利用SQL将其写人，并传递给数据库以执行查询过程。数据库将查询结果发送回客户端，该客户端能够理解如何表示或显示数据。客户端可以用红线绘制高速公路，用灰线绘制辅助路线，并将其他地点类型以图表显示出来。客户端还可以执行分析功能，如计算两点之间的距离。在基于Web的GIS实施过程中，许多客户端功能都可以由位于应用服务器上的中间件处理。若第三方物流的汽车安装了GIS，客户更可以随时查询货物的动态情况。否则，只能要求司机每隔一定的时间用手机向总部汇报目前的所在位置。最典型的应用是美国的沃尔玛在开设新分店的时候，利用Maplnfo的技术，对这个地区的人口分布及收人进行分析，然后确定新店的位置。
物流地理信息系统主要应用包括以下几个功能。
(1) 客户地址定位。地址定位就是系统由一个地理点的地址字符串确定其地理位置，包括自动定位、交互定位两类。自动定位由业务系统调用，通过业务系统传来的业务点的地址字符串确定其地理位置，并传回业务系统。地理信息系统通过接口接收由业务系统提供的客户邮编和详细地址字符串，自动确定客户的地址位置（经纬度）和客户所在的区站、分站和投递段，再通过接口将定位结果传回业务系统。自动定位主要用于用户（调度）非实时地处理大量客户的地址。自动定位结果获得客户的地理位置（经纬度）和客户所在的区站、分站和投递段。交互定位是指通过地理信息系统交互，在地图上漫游查找，直到确定地理位置（经纬度）为止，首先由业务系统调用此功能，用户先在业务系统录入界面上点击按钮，启动交互定位地图界面，找到地址后，再通过接口将定位结果传回业务系统录入界面。用户输入由客户提供的粗略地址，通过地理信息系统交互，在地图上漫游查找，直到确定客户准确的地理位置和客户所在的区站、分站和投递段，再通过接口将定位结果传回业务
系统。
(2) 机构区域划分。用户基于综合评估模型和地理信息系统的查询、地图表现，实现对机构区域编辑。先在地图上对要编辑的区域进行临时编辑，然后提交，由综合评估模型给出编辑后的区域评估值，并可对编辑后的区域进行查询和地图表现。判断编辑是否满意，若不满意则进行临时编辑，若正确则正式提交为编辑方案存档。当业务需要进行编辑时，则从编辑方案存档中选择一种方案执行。当编辑区域时，首先需要对其下属的分站进行编辑，先执行编辑投递段，再编辑分站，最后执行编辑区站。
(3) 站点选址。由用户基于分站综合评估模型和地理信息系统的查询、地图表现，实现对业务机构的站点选址。先在地图上标出要选择的几个分站站点候选方案，然后提交，由综合评估模型给出各分站站点评估值，并可对站点选址后的分站进行查询和地图表现。选择最优的站址正式提交为站点选址方案存档生效。
投递顺序、路线编辑。通过地理信息系统的地图表现，实现对送货投递路线的合 理编辑（如：创建、删除、修改）和客户投递排序。
