地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用研究

摘 要：隨著城市化進程的快速進行，工程建設(shè)工作取得了較快的進展，工程測量工作的重要性日益明顯，任何一個項目在決策前需要對相關(guān)數(shù)據(jù)進行測量并繪制地形圖，根據(jù)測量的數(shù)據(jù)才能進行決策和規(guī)劃工作，所以工程測量已成為工程建設(shè)時的重要信報，同時也是工程項目順利進行的保證。土地資源的緊張，國家加大了對土地的管理力度，工程測量也成為土地管理的重要手段之一。科技的快速發(fā)展，帶動了地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展，GIS在工程測量中的廣泛應(yīng)用，對國民經(jīng)濟的快速發(fā)展起到了積極的作用。

關(guān)鍵詞：測繪；測量；應(yīng)用

前言

近年來隨著空間信息技術(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)作為資源與環(huán)境應(yīng)用領(lǐng)域的先導(dǎo)技術(shù)，得以迅速的發(fā)展起來。GIS技術(shù)使具有空間屬性的各類資源環(huán)境信息實現(xiàn)了有效的管理，同時通過對資源環(huán)境的有效分析和管理，也為城市建設(shè)的決策、規(guī)劃和設(shè)計工作提供了科學(xué)的依據(jù)，從而使數(shù)據(jù)的收集、分析、管理和決策形成一個綜合的信息流，有效的提高了城市建筑過程中的工作效率，保證了經(jīng)濟效益的實現(xiàn)，有效的解決了資源環(huán)境問題，從而促進了社會的可持續(xù)性發(fā)展。文中針對數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用進行了分析，同時對數(shù)字化繪圖和工程測量中數(shù)字攝影測量技術(shù)進行了具體的闡述。

1 數(shù)字化技術(shù)在原圖處理中的應(yīng)用

1.1 在原圖基礎(chǔ)上進行數(shù)字化處理

在GIS系統(tǒng)建立之初，需要以原圖為依托，對原圖進行數(shù)字化處理，在一般情況下，數(shù)字化儀就能滿足對原圖數(shù)字化處理的需要。目前數(shù)字化處理技術(shù)主要有三種方法，分別為手扶跟蹤數(shù)字化和掃描矢量化、GPS數(shù)據(jù)輸入，最早的數(shù)字化輸入方法即為手扶跟蹤數(shù)字化，其在輸入工作上需要較大的勞動強度，同時工作效率也較低。在掃描矢量化輸入方法出現(xiàn)后，就已經(jīng)很少用手扶跟蹤數(shù)字化方法。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖像，然后通過矢量跟蹤，確定實體的空間位置。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，目前掃描矢量化方法已越來越向自動化方向發(fā)展，具有省時、高效的特點。GPS輸入方法是通過GPS工具實現(xiàn)對三維空間位置的精確測量，從而精確地球表面圖形的位置，GPS工具測得的數(shù)據(jù)可以直接輸入數(shù)據(jù)庫。隨著GPS技術(shù)的快速發(fā)展，目前GPS定位測量方式主要是采用RTK技術(shù)實現(xiàn)精準的三維定位測量，其測量精度可以達到 級別。RTK技術(shù)通過將1臺GPS 接收機安裝在已知點上對GPS 衛(wèi)星進行觀測，將采集的載波相位觀測量調(diào)制到基準站電臺的載波上，再通過基準站電臺發(fā)射出去；流動站在對GPS 衛(wèi)星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時，也接收由基準站電臺發(fā)射的信號，經(jīng)解調(diào)得到基準站的載波相位觀測量，流動站的GPS 接收機再利用0TF（運動中求解整周模糊度）技術(shù)由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度，最后求出厘米級精度流動站的位置。RTK技術(shù)測量不用布設(shè)各級控制點，而且可以在野外一次生成電子地圖，從而實現(xiàn)快速的施工放樣工作。

1.2 數(shù)字化原圖作業(yè)的內(nèi)容

針對這幾種方法，在實際測量中最為常用的還是掃描矢量化輸入方法，此方法不僅簡單方便，同時還能達到高效、精準，從而實現(xiàn)對地圖的數(shù)字化處理。掃描矢量化輸入法有效的保證了地形圖的精度，但在實際測量中，人工跟蹤精度和輸出設(shè)備精度將直接影響到地形圖形成過程中的精度，為了確保地形圖的精度，首先需要要求測量的作業(yè)人員熟悉的掌握測量的技術(shù)，同時還要有高度的責(zé)任心，這就需要在平時加強對作業(yè)人員基本技能的培訓(xùn)，要求作業(yè)人員工作中嚴格執(zhí)行相關(guān)的操作標準，從而保證數(shù)字化地圖的精準度。另外在實際測量工作中，還要保證所形成的數(shù)字地圖簡單易用，便于使用人員的準確判讀。

2 數(shù)字化繪圖

2.1 數(shù)字化繪圖的特點

在傳統(tǒng)的工程測量中，主要內(nèi)容包括大比例尺地形圖和工程圖的測繪，傳統(tǒng)作業(yè)主要以手工為主，作業(yè)強度較大，同時工作效率低下，準確度也較差。數(shù)字化繪圖克服了傳統(tǒng)繪圖的缺點，有效的降低了勞動強度，提高了工作效率，同時也保證了地圖的精準度，數(shù)字化繪圖更適合于現(xiàn)代化工程建設(shè)的需要。目前，數(shù)字化成圖技術(shù)主要有內(nèi)外業(yè)一體化和電子平板兩種模式。在實際作業(yè)中主要以內(nèi)外業(yè)一體化為主，其作業(yè)方法具有交高的精準度，同時具有明確的人員人工，所以成圖效率較高。

一是一測多用。

部分工程綜合性較強，在一項工程中會需要不同比例的地形圖，這時可利用完成的地形根據(jù)工程需要進行再加工，從而保證了不同專業(yè)人員對地形圖的需求，避免了重復(fù)測量工作的進行，有效的提高了工作效率。

二是精度高。

數(shù)字化成圖系統(tǒng)在外業(yè)采集數(shù)據(jù)時，利用全站儀現(xiàn)場自動采集地形地物點的三維坐標，并自動存儲，在內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理時，完全保持了外業(yè)測量的精度，消除了人為的錯誤及誤差來源，而且外業(yè)工作省略了讀數(shù)、計算、展點繪圖等外業(yè)工序，減少了作業(yè)人員，外業(yè)工效大大提高，時間縮短，直接生產(chǎn)成本大幅度下降。

三是勞動強度。

小數(shù)字化成圖的過程，減輕了作業(yè)人員的勞動強度，使生產(chǎn)周期大大縮短，能及時滿足用戶的要求。

四是便于保存管理及更新

數(shù)字化產(chǎn)品既可以存儲在軟盤上，也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上，線條、線劃粗細均勻，注記、字體工整，圖面整齊、美觀。且便于修改，能更好地保證圖形的現(xiàn)勢性和不變形性。

2.2 外業(yè)數(shù)據(jù)的采集

在采集數(shù)據(jù)時，數(shù)據(jù)采集人員要準確應(yīng)用地物代碼，以免在內(nèi)業(yè)成圖時出現(xiàn)錯誤；在觀測開始時，相關(guān)工作人員需嚴格按照要求應(yīng)對測站點進行檢查，跑尺人員應(yīng)嚴格按照自動成圖的要求作業(yè)，確保能完整地描述地形地貌的特征點，必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關(guān)系，測量坎子時，要量取坎子比高，坎下也要進行地形點采集。當(dāng)一個測區(qū)完成后，如果有必要可把數(shù)據(jù)備份。

2.3 繪制內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

無論是工程進程各階段的測量工作，還是不同工程的測量工作，都需要根據(jù)誤差分析和測量平差理論選擇適當(dāng)?shù)臏y量手段，并對測量成果進行處理和分析。

3 工程測量中的數(shù)字攝影測量技術(shù)

數(shù)字攝影測量是基于數(shù)字影像與攝影測量的基本原理，應(yīng)用計算機技術(shù)、數(shù)字影像處理、影像匹配、模式識別等多學(xué)科的理論與方法。它是利用影像來重建三維表面模型的科學(xué)與技術(shù)，也就是在“室內(nèi)”重建地形的三維表面模型，然后在模型上進行測繪，它給傳統(tǒng)的攝影測量帶來了重大的變革。

4 結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，GIS技術(shù)也得到了較大的發(fā)展，并在發(fā)展過程中不斷的得到完善，GIS技術(shù)有效的實現(xiàn)了快速的信息獲取，并向多源化方向發(fā)展，同時也加強了對多來源、多尺度地理信息的分析和處理技術(shù)，有效的帶動了數(shù)字化測繪技術(shù)的提高，并在各行各業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用，現(xiàn)代代建設(shè)對工程測量的需求不斷增加，有效的推動了測繪技術(shù)數(shù)字化的發(fā)展，相信不久的將來，測繪單位為了自身競爭和經(jīng)濟效益的需要，將全面的實現(xiàn)測繪技術(shù)的數(shù)字化。