淺談GIS及其在測繪學中的應用

張冰心 張春玲

內蒙古第八地質礦產勘查開發院

淺談GIS及其在測繪學中的應用

張冰心 張春玲

內蒙古第八地質礦產勘查開發院

從GIS的定義等方面概述GIS的基本概念，著重討論了GIS在測繪學和遙感技術為GIS提供快速、可靠、多時相和廉價的多種信息源，而且它們中的許多理論和算法可直接用于空間數據的變換、處理。

測繪；GIS；遙感技術；制圖

1 引言

地理信息系統(GIS)是綜合處理和分析空間數據的一種技術系統。它是以地理空間數據為基礎，在計算和軟硬件的支持下，對空間相關數據進行采集、管理、操作、分析、顯示和描述的技術系統。

地理信息系統(GIS)以地理數據模型來表現自然世界，可以存儲和處理大量的地理數據，具有強大的空間綜合分析、顯示功能。在測繪學中引入地理信息系統，它可以快速、準確、及時的反映多種地理空間實體數據及其關系，包括空間定位數據、圖形數據、遙感圖像數據，屬性數據等，用于分析和處理在一定地理區域內分布的各種現象和過程，解決復雜的規劃、決策和管理問題。

2 GIS的概念

2.1 GIS的定義

地理信息系統(Geo-Information System, GIS)它是利用計算機圖形技術和數據庫技術，輸入、存儲、編輯、分析、顯示空間信息及其屬性信息的地理資料系統。地理信息系統(GIS)作為傳統學科(地理學、地圖學和測量學等)與現代科學技術(遙感技術RS、全球定位系統GIS、計算機科學等)相結合的產物，正逐漸發展成為處理空間數據的學科綜合應用技術。

2.2 GIS的特點

GIS的特點是將空間數據信息(地圖)及社會屬性信息(數據庫)結合起來，實現圖和數據庫的共同處理和查詢分析。具體來說有以下特點：

2.2.1 具有采集、管理、分析、輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動態性。

2.2.2 以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有空間分析、多要素綜合分析和動態預測的能力，并能產生高層次的地理信息。

2.2.3 由計算機系統支持進行空間地理數據管理，并由計算機程序模擬常規的或專門的地理分析。

2.3 GIS在測繪學中的應用

測繪學是以地域單元研究人類居住的地球及其部分區域，研究人類環境的結構、功能、演化以及人地關系。空間分析是GIS的核心，測繪學和遙感技術不但為GIS提供快速、可靠、多時相和廉價的多種信息源，而且它們中的許多理論和算法可直接用于空間數據的變換、處理。以往這些信息的方法采用的是人工制圖的方式，這種方式雖然能描述其特征，但由于制圖是一次性的不能滿足管理信息動態特征變化的描述。但只要引入GIS，在建立空間數據模型的基礎上，只要改變屬性數據就可以方便地實現系統動態變化的表現功能。GIS應用的基礎是建立空間數據模型，GIS空間數據模型的基本要素是點、線、面，GIS可以采用符合標準規范的點、線、區域、顏色、地圖符號直觀形象地表達和顯示相應的地理數據類型。在管理系統中，空間數據模型的建立可采用數字化地形圖，同時還有大量的屬性信息需要空間信息來表現，因此需要建立基于GIS的數據庫管理系統來滿足這些功能要求。該系統不但能對屬性數據進行管理，而且還能對空間數據方法，作用于空間數據，產生有用信息。

對空間數據信息及其相關的社會屬性信息的處理GIS的基本功能，空間信息的查詢和分析是GIS與其它數據處理系統的主要區別，而迅速及時地更新數據庫，大規模、綜合性地管理與地理分布相關的信息則是其典型的特點。

3. GIS在測繪學中的應用

3.1 GIS在相關學科及技術關系

GIS是現代科學技術發展和社會需求的產物，人口、資源、環境、災害是影響人類生存與發展的基本問題。為了解決這些問題，必須要自然科學、工程技術、社會科學等多學科攻關。于是，許多不同的學科，包括地理學、測量學、地圖制圖學、攝影測量和遙感學、計算機科學、數學、統計學以及一切與處理和分析空間數據有關的學科，都在尋找一種能采集、存儲、檢索、變換、處理和顯示輸出從自然界和人類社會獲取的各式各樣數據，信息的強有力工具，這就是地理信息系統。因此，GIS明顯地具有多學科交叉的特征，它既要吸取諸多相關學科的精華，并逐步形成獨立的邊緣學科，又將被多個相關學科所運用，并推動它們的發展。進行有效管理，實現屬性數據與空間數據的統一管理。

基于GIS數據庫管理系統可以實現以下功能：

1)數據維護。具有一般數據維護功能，包括數據庫記錄、增加，修改、刪除、更新等基本操作。

2)實現圖形和屬性數據的雙向查詢。引入GIS可以實現圖形和數據的互查互用。在測繪學中引入GIS,通過直觀、靈活、方便的查詢方式便可完成的查詢。可以根據數據的地理坐標或空間位置，將數據庫的數據與其在地圖上的圖形元素相對應，通過圖形對數據庫進行操作，或者通過數據來查找、定位相應的地理位置或圖示區域。

3)圖形輸出。支持DXF、BMP和TIF等格式的地圖輸出，GIS的發展是從地圖制圖開始的，因而GIS的主要功能之一用于地圖制圖，建立地圖數據庫。與傳統的周期長，更新慢的手工制圖方式相比，利用GIS建立起的地圖數據庫，可以達到一次投入多次產出的效果。用戶可以輸出不同比例尺，不同圖層組合的各種地形圖專題圖，并對它們進行圖框設定，標注和添加注記等操作。更重要的是由于GIS是一種空間信息系統，它所制作的圖也能夠反映一種空間關系，可以制作多種立體圖使系統產生的信息更直觀。

4 結束語

GIS與測繪學和地理學有著密切關系。大地測量、工程測量、礦山測量、地籍測量、航空攝影測量和遙感技術為GIS中的空間實體提供各種不同比例尺和精度的數據，電子速測儀、GPS全球定位技術、遙感圖像處理系統等現代測繪技術的使用，可直接、快速和自動地獲取空間目標的數字信息產品，為GIS提供豐富和更為實時的信息源，在設計建立應用系統時統一規劃，以減小重復浪費、提高數據共享程度和實用性，并促使GIS向更高層次發展。

[1]湯國安 趙牡丹 地理信息系統 北京：科學出版社2000

[2]郝力 城市地理信息系統及其應用 北京：電子工業出版社2002

[3]郭慶勝 任曉燕 智能化地理信息系統處理，武漢：武漢大學出版社2003