20世纪90年代以来中国进入新的灾害多发期,每年自然灾害的直接经济损失有明显增大趋势,自然灾害已经严重威胁了我国经济的可持续发展。在自然灾害发生以后,救灾是最急迫的减灾措施。在救灾过程中,紧急救援物资的及时到达,可以很大程度上减轻自然灾害造成的损失,甚至能挽救很多宝贵的生命。但救灾物资往往是有限的,一个物资储备仓库通常无法满足灾害发生地对紧急救援物资的迫切需求。因此,需要研究出一个较优的物资调度方案以满足灾害发生地对应急物资的数量和时限的要求,为救灾工作提供支持。在国家减灾委“环境与灾害监测预报小卫星星座减灾应用系统工程项目”以及国家科技支撑计划子课题“灾害应急决策支持与远程会商协同技术研究”(2008BAK49B05)的支持下,本文围绕该课题的核心内容—自然灾害应急救助相关的物资调度活动开展深入研究。本文在介绍有/无运力限制的单物资调度模型及有运力限制的多物资调度模型的基础上,描述了一种满足连续应急物资消耗的多出救点、多物资应急调度算法,设计了一个从灾害发生地到各物资储备仓库最短路径的求解方法,并给出了从各物资储备仓库调度物资到灾害发生地的优化调度方案,最后给出了实例分析,验证了该方法的可行性。在灾害发生地对应急救灾物资的需求确定后,制定应急物资配送计划实际上就是制定车辆调度计划,车辆调度包括所需要调度的车辆的数量和其行驶路线。在救灾行动进行当中,车辆必须在一个给定的时间点之前把物资送到灾害发生地。本文在对车辆路径问题的一般模型和求解算法的研究基础上,重点研究了自然灾害应急救助物资调度带时间窗的车辆路径规划问题。物资调度环境的复杂化直接导致了物资调度决策过程的复杂化,引入地理信息系统相关的技术可以较好的改善物资调度系统决策的可视化、效率和可靠性这三个方面的性能。本文围绕基于GIS技术的物资调度系统优化方法开展深入研究,并设计了一个基于GIS的物资调度系统,该系统实现了本文所述的物资调度的相关算法,经反复测试,系统的功能正确、性能稳定,达到实际应用要求。