GIS在工程測量中的運用

黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發有限公司

GIS在工程測量中的運用

黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發有限公司

GIS技術作為現代工程測繪中的重要內容，可以結合不同區域實際地理情況來構建信息化地理信息模型，以實現對各項測量活動提供準確、有效的參考數據，為改進生產，提升工程測量的科學水平，做出最優決策提供技術保障。

GIS；工程測量；應用研究

在煤礦開發、設計及生產運營的各個環節都離不開工程測量技術的應用，尤其是對地下空間及礦區整個工作面的環境、資源、空間信息進行有效收集和整理，以為煤礦資源的安全、有序開發和保護提供綜合治理服務。GIS技術作為空間信息分析技術，其核心在于通過建立實測數據庫，為工程測量提供數字化制圖需要，特別是GIS擴展模塊的輔助功能，通過空間查詢來進行輔助分析，在資源與環境開發應用領域得到較大推廣。為此，本文將從GIS技術特點，從其應用中來探討其功能模塊，并對工程測量中的應用展開實效對比和研究。

一、GIS技術特點闡述

隨著現代測繪技術的發展，GIS技術在工程測量中的應用越來越廣。對于GIS技術的內涵定義，還存在一些說法，一是側重于工具性的界定，將GIS技術在信息的采集、整理、轉換、顯示、及存儲上的應用；二是側重于數據庫技術，利用GIS地理信息數據庫進行空間數據檢索和操作，以滿足現實工程測量需要；三是基于知識組織結構界定，將GIS技術作為一個系統結合，其功能在于利用數據庫來完成對各種環境問題的技術支持。這些定義都從不同視角來闡述GIS的特點，也為我們進一步梳理其技術創造了可能。總的來看，對于GIS技術并非是一個工具，更多的是通過對地理信息坐標的明確，來檢視現實地理環境的變化，其性質在于對三維空間目標的要素的構建，以準確顯示和精確的得出空間地理要素之間的復雜關系。GIS技術在X、Y、Z三個坐標軸上的空間位置，將基于“有限-互斥-完整”的空間劃分方式進行立體化呈現，使其具有“體”的概念[1]。因此，在GIS技術中，通過對三維矢量指標的結構關系進行顯示，能夠從“體”的層面上進行目標拓撲關系的展示，尤其是其可視化表現將提升地理信息系統的應用價值。

二、GIS技術的功能模塊研究

GIS系統是基于地理信息系統軟件而形成對實際地理情況進行模擬的應用模型。其功能模塊主要有：一是輔助作圖模塊，在GIS技術中，利用輔助作圖功能可以幫助測量人員對真實的地理環境進行直觀的地圖顯示，為優化工程勘探設計，提升勘探技術水平創造條件。二是地圖管理模塊，通過GIS建立的電子地圖，可以實現對地圖庫的整合與轉換，特別是在繪制地圖和分析地圖時，其獨具的矢量化特征、無縫拼接、投影變化等功能，更適宜對工程測量工作的改進。三是煤礦測量安全分析模塊，將GIS技術中的數據分析功能與決策系統進行關聯。同時，利用GIS技術與煤礦采掘系統進行聯系，將提升采礦作業系統的可靠性。四是設備管理模塊，GIS技術與煤礦企業設備管理系統進行聯合，以輔助對地理信息系統中的各項設備進行故障檢測，形成缺陷數據等臺賬資料，可以進行設備資源檢索，結合工程測量范圍及實際測量需要，快速定位目標。另外，對于GIS技術的輸出功能，能夠根據現場測量數據打印出書面圖形。

三、GIS技術在工程項目測量中的應用研究

（1）GIS信息系統的環境配置

對于工程項目測量中GIS系統環境的配置，需要從保障系統的穩定性及正確性上，測量人員要加以重視，并能夠從軟硬件優化上來滿足系統對周邊環境的要求，如高效能條件是否具備，廣域網或局域網連接能力是否穩定；系統兼容性及可擴展性是否有保障；系統環境的安全性及能否保障長期使用的不間斷性條件是否具備等[2]。從硬件環境來看，GIS系統運行要求較高，對服務器等設備需要滿足多用戶的請求，同時對于客戶端來說，應該能夠滿足數據的輸入輸出，以及查詢等管理功能，在顯示上應該具有較高的像素顯示器。在軟件環境上，由于工程測量中對軟件環境的要求較高，要在保障GIS系統功能的同時，保障數據讀取及上傳下載的速度穩定，如在網絡配置上要保障足夠的帶寬，對于網絡運行協議要進行優化選擇。

（2）GIS系統數據的采集及獲取

對于GIS地理信息數據測量中的數據采集工作，需要從測量模塊中進行輸入。在屏幕顯示上，需要進行視覺變量的預先設置，如對圖形的色彩、地理地形紋理及地形尺寸的設定，進而滿足視圖的分層、分區、全要素顯示。GIS系統在數據符號的輸入和轉換是數據獲得重要環節，在軟件拓展及新工具應用中，可以實現對GIS信息數據的符號化轉變，如利用地理數據進行直觀化顯示，借助于屏幕地圖標記來對相關區域地理特征及數據的全面顯示，為GIS系統完成相應的工程測量數據的提供。

（3）對GIS數據進行計算和可視化顯示

GIS技術是基于數據庫的數據統計與表示的過程，在對各類地形數據的分級、分類展示中，利用數據庫計算來對相應圖形進行針對性顯示[3]。如對于不同色彩的地形數據進行分類；對于不同色相飽和度的圖形進行分級，使其能夠根據不同的表示方法進行直方圖、圓餅圖等形式顯示。對于GIS系統中的可視化技術，主要是通過三維仿真技術來實現。三維仿真技術是基于立體三維圖形的空間信息，從用戶的直觀顯示上提供可視化。如GIS技術與多媒體技術進行融合來改善地理信息的輸出方式，如利用圖形、文本、表格等方式進行動畫、視頻一體化呈現，從而增強了GIS的應用有效性。

（4）GIS技術中的查詢與結果描述

在具體工程測量中，對GIS地理信息的查詢是基本要求，利用數據庫查詢技術，對GIS地理信息以圖形、表格、及其他相關格式要求進行快速、高效現實，以增強GIS技術在工程測量中的應用程度。同時，對于GIS技術三維測量結果的描述，可以通過透視分析法實現對連續或間斷地形的通視要求，提高工程測量的測量水平。另外，在地圖動畫的采集及顯示上，GIS技術能夠提供動態的測量數據表達方式，將傳統的二維或三維空間融入懂啊時間維，從而獲得隨時間變化的動態視覺效果。

[1]王克勤.淺析采礦工程井下工程測量工作[J].中國高新技術企業.2013(25).

[2]吳婷.三維GIS技術在工程測量中的應用[J].科技與企業. 2013(06).

[3]牛志達.基于三維GIS的可視化技術研究[J].黑龍江科學. 2014(03).