探究測繪地理信息系統的重要性

石梁

【摘 要】測繪地理信息系統的產生與發展，也是我國地理信息系統技術發展的必然結果，測繪地理信息系統也為我國經濟效果和社會效益的發展起到了重大的推動作用，所以正確認識測繪地理信息系統，并且對其進行科學合理的設計與開發，對我國的經濟發展起到了重要的意義。

【關鍵詞】測繪；地理信息系統

一、GPS控制測繪技術

如何運用GPS控制測繪技術對傳統的控制測量方法進行改造以期建立一個現代化的控制測量模式即使一項現實而重要的課題，同時也是一個亟待解決的問題。

傳統的控制測量確定平面高程和坐標的途徑主要是運用高程和平面分離的方法。其具體方法是用測距儀進行距離測量、經緯儀進行角度測量，以分期、分級布網的形式設置導線網、三邊網、三角網和邊角混合網對點位的平面坐標進行定位，以水準儀進行高差測量，同樣水準網的布設形式也是通過分期和分級形式進行，以對點位高程進行定位。

而GPS控制測繪技術則是以現代的空間定位技術為手段，對空間點位對應的三維坐標進行高精度和高效快速的確定。無論是從形式上、精度上還是方法上上述測量方法將徹底顛覆原有的控制測最方式，這些不同首先表現在效率上，GPS控制測量將以準實時、事后和實時等各種方式滿足用戶對信息的不同需要；其次表現在測量方式上，不同于傳統測量模式依靠測距儀測距、經緯儀測角惡化水準儀測高差的單純測量方式，GPS控制測量模式采用的是將GPS空間定位為測量的核心技術，并輔以傳統測繪方式，以兩種形式的融合來進行空間位置的最終定位。再次表現在成果形式上，不同于傳統測量模式中對高程和平面分離的方法，在對平面坐標進行定位的同時也將其點位的高程進行定位。最后表現在精度上，GPS控制測量精度遠高于傳統控制測量。

二、GPS控制測繪技術在地理信息系統中的問題

近年來隨著GPS技術的不斷進步和成熟，其在地形控制測量得以廣泛的運用，這樣不僅可以有效的解決了由于機械設備和傳統人工所引起的制圖不精確的問題，而且還能夠與各種信息相結合，極大的方便了用戶的使用。但是GPS控制測繪技術在地理信息系統中仍舊存在問題，主要是在GPS測量依舊采用了碎步測量。GPS在進行地形控制測量時，主要是借助于載波相位在衛星系統間的變換，因此為了使得測量效果的更加的精確，GPS測量點應當定位在遠離衛星通信和電磁干擾的地點。由于GPS的測量具有隨意性，相關測量人員在挑選控制點時，應當將障礙物作為影響因素考慮進去，應首選地勢較高和較空曠的地方作為觀測點，以保證最低限度的降低流動信號中出現的散射率。

三、系統建設的目標和內容

1.系統建設的內容

整個管理系統可針對不同情況分成三個基礎類別：大地測量數據系統、城市測繪數據系統、海洋測繪數據系統。各分系統之間又可相互支持、互相調用。

（1）大地測量數據系統主要存放國家大地測量的基礎數據，首先應包括國家大地水準網和控制網的數據，滿足大地測量成果資料管理和對外提供數據的需要。

（2）城市測繪數據系統功能是為城市規劃、市政建設及其他相關部門提供直觀、準確的相關信息。所存儲數據應包括該城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專題圖，以進行疊加、統計等操作，以為空間決策提供支持。

（3）海洋測繪數據系統應包含海洋測量的控制網、水深測量、海洋重力測量情況等，同時要包括洋流、潮汐、海洋氣象等專題信息。這些信息經過分析處理可以為導航、變化監測等應用提供數據支持。

2.系統功能

系統應具備的基本功能包括以下兒個方面：

（1）數據輸入和編輯：GIS中的數據包括圖形數據和屬性數據，其數據源主要是專題地圖。圖形數據的輸人方式主要是數字化。人工跟蹤圖上的線段，形成由一串坐標連接的矢量，就成為一種直觀的圖形特征的數字描述。屬性數據可在數字化過程中同時輸入或單獨建立。對輸入的數據，一般系統獨具有較完善的交互編輯、檢查錯誤、修飾圖幅和檢驗結果的功能，并在圖形輸人后自動建立拓撲關系。

（2）數據庫的建立和管理：GIS中的數據庫構成GIS的核心。數據庫的建立和管理包括圖形的拼接和附加；不同數據格式的相互轉換；圖形和注記的拷貝；建立圖庫，系統組織管理所有地圖；以及數據庫工作的空間和作業進程管理等。

（3）數據檢索：包括對指定任意地區、任意屬性的數據進行查詢，以及數據庫有關數據項的邏輯運算檢索等。

（4）數據分析與處理：GIS的主要注意力集中在空間實體的關系上。對地圖的點、線、面特征間的拓撲關系分析，是GIS的重要內容。此外，GIS的分析和操作還包括建立特征緩沖區；圖形疊加的各種邏輯操作，并對結果作類型歸并，冗余消除，使其保持邏輯上的一致；地圖投影變換；計算面積、距離，最近鄰選擇；建立數學地形模型；以及屬性數據的操作和統計，標號和注記操作，根據屬性提取圖形特征等。

（5）數據輸出：分析或查詢結果的輸出是GIS的一個重要功能。GIS的輸出可以是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多GIS提供圖形圖像編輯，符號生成，矢量漢字標記等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求

四、GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用革新

要想革新GPS控制測繪技術在地理信息系統中的應用，避免GPS控制測繪技術在地理信息系統中問題的產生需要建立三維測量分布更加均勻的控制網，且要加強其精度度。針對于GPS基準站的運行模式需一定的周期將GPS觀測數據傳至數據中心進行處理，以此對控制點的三維坐標進行定位，可避免測量控制點的大量布設。同時還可以通過廣播方式向用戶糾正GPS相位差分的錯誤信息，在通訊傳播良好的條件下，其傳播范圍達30千米，在高樓區為了影響效果要對其設置中繼站進行信號傳遞。而且還可以通過廣播方式向用戶糾正GPS偽距差分的錯誤信息，利用這項技術，用戶可實時對待測點的三維坐標進行確定，其測定可達到5米的精度，可滿足車載GPS控制和導航的要求。

五、系統設計與開發

為實現測繪GIS的上述功能，在系統平臺與開發工具的選擇、數據庫設計及功能設計中應以實用、先進、高效、可靠為原則，進行規劃設計

1.開發平臺和工具的選擇

開發平臺和工具的選擇，關系到系統建設的效率與成敗。隨著計算機技術的發展與革新，商業化GIS開發工具軟件在國內外已經相當成熟。據統計國內外已有400多種GIS軟件產.品。

2.數據庫設計

數據庫設計和建立關系到整個系統的運行效率，應本著最小數據冗余度和最小單元化的原則，以滿足測繪產品的生產為基本出發點，將整個系統的大地測量數據、海洋數據和城市測繪數據根據其屬性分別存儲到空間數據庫和屬性數據庫之中。數據存儲時根據不同的子系統和數據的要求，生成不同的表。 通過各種措施如數據細化等，加強空間數據庫和屬性數據庫的結合，提高系統的運行效率。

綜上所述，整個測繪GIS系統的開發是一項復雜的工程，不可能一步到位，應遵循循序漸進、先易后難的原則，以大地測量數據為基礎，先進行重點區域的建設。整個過程中，各部門的協調和支持也是十分重要的。

參考文獻：

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