地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪中的應(yīng)用研究

武敏+趙飛飛

摘要：隨著地質(zhì)測(cè)繪技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪中的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。本文介紹了地理信息系統(tǒng)的基本概念和原理，分析了根據(jù)其省時(shí)省力、效率高、時(shí)效性強(qiáng)、精確度高等優(yōu)勢(shì)，探討了地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工作的實(shí)際應(yīng)用現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測(cè)繪；應(yīng)用

1引言

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)工程地質(zhì)測(cè)繪的要求也越來(lái)越高，尤其是對(duì)地形環(huán)境復(fù)雜區(qū)域的測(cè)繪，傳統(tǒng)的測(cè)繪手段已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代的測(cè)繪要求，而且傳統(tǒng)的運(yùn)用平板儀、經(jīng)緯儀或水準(zhǔn)儀等儀器進(jìn)行測(cè)繪的手段，其工作量大，工作效率低，且準(zhǔn)確度不高。地理信息系統(tǒng)是一個(gè)新興的測(cè)繪技術(shù)手段，它一經(jīng)開(kāi)發(fā)和實(shí)踐就顯示出其高效率、高精準(zhǔn)度的優(yōu)越性，廣泛的應(yīng)用于地質(zhì)測(cè)繪等領(lǐng)域。

2地理信息系統(tǒng)概述

2.1地理信息系統(tǒng)的概念

地理信息系統(tǒng)即GIS（Geographic Information System），是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)，是運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)整個(gè)或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)系統(tǒng)。其在測(cè)繪方面的應(yīng)用主要是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)采集地理環(huán)境的空間特征數(shù)據(jù)、屬性特征數(shù)據(jù)和時(shí)間特征數(shù)據(jù)等各種數(shù)據(jù)屬性，將這些數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和處理分析，建立數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，然后根據(jù)不同的科研或應(yīng)用的需求通過(guò)數(shù)字或圖像的形式顯示出來(lái)工科研人員或其他用戶使用。

2.2地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪應(yīng)用中的優(yōu)勢(shì)

傳統(tǒng)的測(cè)繪方式是測(cè)繪人員采用經(jīng)緯儀、測(cè)距儀器等測(cè)繪工具采用人工的方式進(jìn)行測(cè)量，這種方式費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且精確度不高。而地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪中的應(yīng)用，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)比人工操作效率高，縮短了測(cè)繪時(shí)間；利用地理信息系統(tǒng)可以對(duì)測(cè)量區(qū)域進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，根據(jù)實(shí)際監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)隨時(shí)更改系統(tǒng)數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的時(shí)效性；地理信息系統(tǒng)利用衛(wèi)星技術(shù)和遙感技術(shù)的結(jié)合，由計(jì)算機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集、輸入和分析整理，基本可以做到零誤差，具有極高的準(zhǔn)確度。

3地理信息系統(tǒng)的主要功能

3.1數(shù)據(jù)采集和管理功能

地理信息系統(tǒng)采用自動(dòng)的數(shù)字化掃描和遙感數(shù)據(jù)采集方式，還可以利用GPS系統(tǒng)進(jìn)行信息采集，將采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、比例尺轉(zhuǎn)換、制圖綜合轉(zhuǎn)換等處理和分析，并進(jìn)行存儲(chǔ)以供用戶進(jìn)行檢索查詢。

3.2數(shù)據(jù)輸出和圖形顯示功能

地理信息系統(tǒng)可以通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的分析可以進(jìn)行地形圖的繪制，并建立龐大的地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶根據(jù)自己的需求進(jìn)行檢索，系統(tǒng)可以將所要的數(shù)據(jù)以圖形的方式顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上，具有很強(qiáng)的可視性。

3.3遙感圖像處理功能

地理信息系統(tǒng)可以利用遙感技術(shù)的圖像自動(dòng)匹配技術(shù)對(duì)測(cè)繪對(duì)象進(jìn)行實(shí)施監(jiān)測(cè)，若此地發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害或者環(huán)境異常，可以通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行查詢和分析，用戶可以得到相關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的判斷和決策。

4地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪中應(yīng)用

4.1數(shù)據(jù)采集

傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式是將人工測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行掃面輸入轉(zhuǎn)換為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，目前比較先進(jìn)的方法是利用GPS系統(tǒng)和遙感技術(shù)，得到測(cè)繪對(duì)象的位置坐標(biāo)，然后進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。利用GPS進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的步驟是，首先用攝像機(jī)、激光雷達(dá)和數(shù)字掃描儀組成的傳感裝置結(jié)合GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，將衛(wèi)星照片或定位的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇，之后通過(guò)二維或三維的方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，最后將數(shù)據(jù)傳輸?shù)降乩硇畔⑾到y(tǒng)中。用遙感技術(shù)則是采用由主動(dòng)傳感器發(fā)射出電磁波或者無(wú)線電波，然后用不同的傳感器接收反射數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)輸入到地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)在地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中的存儲(chǔ)方式分為柵格和矢量?jī)煞N方式，柵格數(shù)據(jù)由存放唯一值的存儲(chǔ)單元的行和列組成，柵格數(shù)據(jù)集的分辨率依賴于地面單位的網(wǎng)格寬度；矢量存儲(chǔ)方式則是利用幾何圖形中的點(diǎn)線面來(lái)表示客觀存在的對(duì)象。

4.2數(shù)據(jù)處理

地理數(shù)據(jù)的三大基本數(shù)據(jù)特征為屬性特征數(shù)據(jù)、時(shí)間特征數(shù)據(jù)、空間特征數(shù)據(jù)。因?yàn)橛脩舻牟煌枨髮?duì)應(yīng)的屬性特征是不同的，所以在數(shù)據(jù)分析前，還需進(jìn)行各種屬性特征數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換和整合處理，以得出所需求的數(shù)學(xué)模型，從而用戶可以直接利用。屬性特征又分為主觀屬性和客觀屬性，城市測(cè)繪中需要測(cè)量的設(shè)施最主要的便是城市建筑和道路。主觀屬性主要體現(xiàn)為城市道路和道路交叉口的交通量，客觀屬性主要為城市道路名稱和道路交叉口形狀。數(shù)據(jù)處理是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，控制測(cè)量中用到的數(shù)據(jù)處理方式還包括數(shù)據(jù)重構(gòu)以及地理編碼等。

4.3數(shù)據(jù)管理

在城市測(cè)繪中，一般用點(diǎn)來(lái)表示城市的道路、交叉口和橋梁等公共設(shè)施；用線來(lái)表示城市道路中心線、邊線以及通訊線的走向等；用面來(lái)表示城市里的各種民用建筑和公共建筑及廠房倉(cāng)庫(kù)等。把測(cè)繪所得到的這些數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)合理的集中管理，就形成了一個(gè)龐大的地理數(shù)據(jù)庫(kù)。在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，所有的點(diǎn)元素和面元素等構(gòu)成了城市的測(cè)繪要素集；而城市道路中線、邊線、通訊線路等線元素等構(gòu)成了數(shù)據(jù)庫(kù)中的城市管線要素集。

4.4數(shù)據(jù)顯示

通常來(lái)說(shuō)，地圖特征是由單一值地圖、單一的符號(hào)、相關(guān)多重屬性和相應(yīng)字段屬性數(shù)量表達(dá)表示等圖形表達(dá)方式構(gòu)成的。其中，相應(yīng)字段屬性數(shù)量表達(dá)則包括符號(hào)分級(jí)、顏色分級(jí)和密度值分級(jí)。在地圖上，單一符號(hào)展示能夠直觀地看到相應(yīng)對(duì)象分布的密集程度。可以將城市居民的居住情況用點(diǎn)來(lái)表示，這樣就能夠從地圖上更直觀地看到相應(yīng)區(qū)域的居民分布情況；而且，道路網(wǎng)也可以用線來(lái)表示。

4.5在資源調(diào)查中的應(yīng)用

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和城市化進(jìn)程的推進(jìn)，資源消耗也在增加，資源緊缺的現(xiàn)象也十分突出。所以要研究如何科學(xué)合理的利用和保護(hù)有限的資源。通過(guò)對(duì)地理信息系統(tǒng)技術(shù)的研究與分析，可以探索資源的分布和有效利用模式，實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術(shù)利用其系統(tǒng)平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能進(jìn)行擴(kuò)展應(yīng)用，使獲取所需的數(shù)據(jù)可以更加地快捷、高效、實(shí)時(shí)，同時(shí)系統(tǒng)運(yùn)行中通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，還可以實(shí)施監(jiān)測(cè)和收集資源的空間數(shù)據(jù)信息，并且對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行客觀處理，按照相關(guān)的空間位置以及地理坐標(biāo)，強(qiáng)化數(shù)據(jù)編輯，充分實(shí)現(xiàn)資源管理的自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效管理。

5結(jié)語(yǔ)

與傳統(tǒng)的測(cè)繪方式相比，地理信息系統(tǒng)具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，其節(jié)省人力物力財(cái)力，效率高，具有極高的準(zhǔn)確度，在現(xiàn)代測(cè)繪領(lǐng)域有著非常重要的作用，其數(shù)據(jù)采集、處理、管理、顯示等功能廣泛的應(yīng)用與測(cè)繪行業(yè)。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)會(huì)不斷的完善，更加廣泛的應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域和其他更多的領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)：

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