基于GIS 选址的文献综述

邓旭东，王 晶

（武汉科技大学 管理学院，湖北 武汉 430080）

1 引言

地理信息系统(GIS)是为空间分析所设计的强大工具，具有捕捉、存储、查询、分析、显示以及输出地理信息的功能。它起源于20 世纪60 年代，至今已经发展了40 多年，随着计算机、通信、电子等技术的发展，GIS 技术也发展迅速，并在流通规划和管理、环境监测和环境保护、辅助决策等方面都有了广泛的应用，同时取得了非常大的经济效益。GIS 对于空间决策过程有着很大的影响，本文就着重介绍GIS 在选址方面应用的相关研究。

2 GIS 在选址中的应用

2.1 GIS 在零售店选址中的应用

D Benoit 和G P Clarke 在很早之前就研究过GIS 在零售店选址中的应用，并对其做出了评估。他们认为早先的GIS 空间分析存在很多问题，比如，空间问题很复杂、半结构化、不清楚，为了能开发一种灵活多变的、具有先进的空间分析能力的系统，许多GIS 开发者建立了新的模型，然而，问题在于新的模型是否稳定，是否可依赖，以及零售商是否会用。此外，许多标准的GIS 强调将空间分析路径与不同层面的空间数据结合起来进行分析，毋庸置疑，这种叠加是有用的，并且被零售商广泛使用，但是要想在现实竞争中取得成功，零售商必须采用更加精细的分析方法。GIS 最简单的使用就是用简单的叠加方法选址，也就是做匹配区域分析，文中提到了四个步骤：描绘地图。通过分析所在城市地域、人口的基本情况，描绘出行政区域、社会阶层分布以及食物支出情况地图；通过建立选址准则将各个地图覆盖；分析竞争者，通过分析竞争者是谁、竞争者在哪里，绘制竞争者分布图，最后将从第二步得到的地图与竞争者地图比较，删除与竞争者选址相同以及相近的地方，得到理想地图。然而，匹配区域的分析作为一个名义上的决策支持系统来决定一个区域好或者不好是有用的，但是它不足以说明零售店收入的好坏。同时，匹配区域分析需要很多假设，就其鲁棒性和可靠性来看，还是有风险的。因此，将叠加分析和缓冲分析相结合的方法就应运而生。其步骤为：估算消费者愿意走多远到达零售店，零售店的累积收入就可以通过叠加缓冲区域内的消费能力来估算。但是，D Benoit 和G P Clarke认为利用ARC/INFO 的GIS 空间交互模型，尽管可以提供一些比较复杂层面的分析，但是仍然存在很多实际的问题，同时，零售商选址的GIS 软件或者模型不应该是标准化的，而应该是可以定义的，这样零售商就可以根据自身的情况做出合理的选择。

Rafael Suárez-Vega 等也对基于GIS 的零售商选址做了研究，并且是双目标问题。他们认为，在选址中GIS 工具主要提供市场份额地图以及利润侵蚀效应地图。这些工具能将禁忌、限制结合起来，将新设施开放产生的效应可视化，并且权衡各个不同的目标。为了利用GIS 解决双目标问题，需要用ArcGis 模型生成器开发两个工具：MSC 以及WMS。MSC（市场份额计算工具），其输入是一系列的需求点、可行域以及距离：MSC 工具通过截取以距离为半径的圆周和所有需求点的权重，然后计算重合区域的购买力总和，计算由截取产生的重合区域的中心坐标。它能描述最初的市场状况，提供地理图层，从这些图层中可以计算每一个设施的市场份额。WMS （衡量市场份额工具）可以产生两个地图，一个是展示可行域内每个点上新设施产生的需求，这是第一个目标，另一个是通过新设施开放产生的替代，这是第二个目标。从这些地图中，不仅能鉴别哪个区域能很好地优化这两个目标，而且决策者能通过权衡两个目标去做最终的决策，此外，决策者可以固定替代成本，将双目标合并为单目标。该工具的输入包括两个参数，即新设施质量水平以及替代成本，同时需要一些地理信息，如需求点、已经存在的设施。输出是以矢量图表示的。不仅能给决策者关于设施建立前后的重要信息，而且能产生表现两个层面的需求点，这些信息对于估计由于新店进入而导致的市场份额减少量是很有用的。Rafael Suárez-Vega 采用的选址方法是通过描绘需求点、需求量以映射半径来决定选址，这个过程产生的地图上的每一个点都有关联值，通过分析这个地图，不仅能明确如何最大化市场份额，而且能纵观在可行域中不同地方选址的适宜性。

2.2 GIS 在房地产选址中的应用

地址的选择对于房地产开发项目是非常重要的，人们已经利用不同的数学和统计模型支持房地产开发中的地址选择。其中数学模型有三类：静态的确定性的选址问题、动态的选址问题以及随机的选址问题，如AHP、DEA 等。随着GIS 的出现，其数据管理、整合、查询、分析以及可视化使得无论是空间数据还是非空间数据都可以被处理，因此，GIS 也被引入了房地产选址问题中。一般的基于GIS 的房地产选址分析的方法为：利用GIS 对空间数据按地理坐标或空间位置进行处理并获取满足应用需要的信息；借助GIS 的各种空间分析功能来进行区域分析，对空间人口分布、交通可行性、竞争者、消费者收入水平等等逐个进行分析；将这些处理后的信息进行整合，选择出达到房地产选址基本要求的待选地址，最后用定量方法从待选地址中选出目标选址。

而Eddie W.L.Cheng 在进行房地产选址时将GIS 与DEA（数据包络分析）结合了起来。GIS 帮助使用者组织、合并空间、经济等方面的信息，DEA 方法通过最大化输出输入比例嵌入到地址选择的查询系统中，GIS 方法能使地址选择可视化，而DEA 方法提供了客观的分析，同时计算了各个准则的权重，因此，一旦数据可行，并且在系统中建立多个层面准则，设置查询后就可以很快地得到潜在的地址选择。

2.3 基于GIS 的仓库选址研究

物流和市场管理的发展使得人们越来越重视仓库的选址，无论是构想还是在实施方面，仓库的地理位置是由顾客、生产、竞争者选址、产品需求、运输类型以及销售水平决定的。利用GIS 进行仓库选址，不仅能通过输出地图，表达顾客或者竞争者之间隐藏的关系，而且有利于仓库最终选址的评估。

Maro Vlachopoulou 对利用GIS 对进行仓库选址做了研究，他认为仓库地址的选择不仅仅是选择地址的问题，还包括企业目标市场空间特征的比较。在研究中他利用ArcView3、Visual Basic 等软件工具将GIS 与DSS 相结合建立了GDSS（地理决策支持系统），其主要目的是新市场的空间分析、结果的可视化、多准则评价系统和用户界面的联系。它允许用户输入未列举的、与特殊情况相关的因素，应用实证分析研究信息。选址步骤为选择相关因素、对因素进行评分并设置其权重、成对比较计算因素重要性、选择多准则评估方案、利用获得的最高分选择仓库地址，最后陈列各个因素的分数。

2.4 基于GIS 的购物中心选址研究

Eddie W.L. Cheng 在研究中认为随着经济的发展以及顾客需求的变化，建立多功能的、大规模的、独有的大型购物中心已经成为趋势。而GIS 能处理空间以及非空间数据，构造描绘与人口、经济活动、房屋相关的统计信息的主题地图。同时，基于GIS 的系统能利用电子制图技术制造交互式的多层面的地图，查询到问题的最优解，并能将空间技术与非空间技术结合起来构造可视化信息，因此，可以应用于购物中心的选址。

他认为，为了达到利用制造多层次数字地图的基础数据和地图的目的，利用GIS 为购物中心选址包括几个步骤：首先，考虑GIS 项目是关于什么的，即为购物中心做最优选址。这就需要清楚的地理参考和一些隐含参考，尤其是数字地图，它能突出选址的一些潜在区域；其次，决定我们需要什么样的地理特点。包括决定详细的数据需求，比如街道、建筑等，所以需要构造当地地图并进行详细的分析，包括距离、特点等。最后整合这些特点，根据购物中心属性选址，建立潜在区域选址的图层，整合数据。

此外他提到用于绘制地图的现有的GIS 软件需要包括四个主要部分：帮助进入和处理地理信息的工具、数据库管理系统、产生用于分析、查询、输出的电子地图的工具以及一个好用的图形用户界面。

3 GIS-MCDA 选址的方法研究

从以上基于GIS 的选址研究中我们可以发现，GIS 需要和其他的方法结合使用，比如DEA，MCDA，以下我们主要介绍GIS 与MCDA 相结合的相关研究。

Basak Sener 在关于利用GIS 进行垃圾填埋场选址研究中将GIS 与多准则（MCDA）选址相结合。MCDA 的目的是将决策问题划分为很多可以理解的小部分，分析每一个独立的部分并最后将其整合。他认为GIS 与MCDA 整合可以有效解决垃圾填埋场选址问题，GIS 能提供有效的数据处理和描述，MCDA 能提供基于多种准则的潜在的垃圾填埋区域一致的排名。

Mozafar Sharifi 在利用GIS-MCDA 方法进行有害垃圾填埋场选址时，首先利用MCDA 法获得最初的选址方案，然后利用GIS 进行筛选。他认为MCDA 在空间问题中的应用可以解释地理选址中的地理数据以及价值准则，尽管GIS 是一个很有效的选址工具，但是它缺少定位最优选址的能力，除非已经有了一个经过优化的方案。空间多准则决策分析则能将空间数据整合、处理并形成决策，同时能将多维的数据和信息汇总为单层面。GIS 和MCDA 的结合能使空间决策更加正确、效率更高。因为MCDA 对于处理缺少有效数据问题以及将主观判断归并到选择过程是非常有用的，而GIS 为自动化地理分析提供独特的能力。

Konya 在垃圾填埋场选址研究中利用了GIS 与多准则决策分析中的AHP 结合的方法。他认为多元的、重要的目标是很难区分的，AHP 可以根据他们的重要性和适合性建立权重，以解决这种多目标的、错综复杂的问题。因此，在研究中他利用AHP 估计每一个准则，将每一个准则分配到不同的等级，并且利用GIS 绘制地图。他认为APH 和GIS 的结合提供了一种彻底研究复杂问题、及时反馈决策者错误的机制。

4 结论

地理信息系统是一项成熟的技术，可以应用到很多方面，选址分析也是一个逐渐衍变的研究领域。实际上，GIS 与选址分析的结合是处于空间分析能力前沿的，它为很多理论与实证发展提供了可能，GIS 有助于选址模型的建立与分析，因此，在每一个领域，都能被证明无论是在结构还是过程中，GIS 都有助于选址的完成，但没有一个选址模型可以解决所有问题。为了更好地利用 GIS 处理和解决特定的选址问题，必须选取正确的结合方法，建立合理的模型，以获取最优、最有效的方案。

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