解析地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用

唐海波

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四一八隊(duì)，湖南 婁底 417000）

近年來，科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的同時(shí)，也帶動(dòng)了我國建筑行業(yè)的發(fā)展。尤其是在工程建設(shè)過程中，引入地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以幫助有關(guān)人員更全面的掌握施工區(qū)域的資源與環(huán)境情況，提高了對(duì)不同資源信息的管理水平，保障了工程的建設(shè)的質(zhì)量。因此，研究分析地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測(cè)量中應(yīng)用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的概述

1.1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)概述

地理信息系統(tǒng)技術(shù)（GIS）是基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持下，對(duì)指定區(qū)域空間內(nèi)相關(guān)的地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、計(jì)算、分析以及顯示的技術(shù)。被廣泛應(yīng)用于資源管理、財(cái)產(chǎn)管理、科學(xué)調(diào)查以及工程測(cè)量等領(lǐng)域。尤其是在工程測(cè)量領(lǐng)域的應(yīng)用，可以為相關(guān)工作者提供詳細(xì)的地理信息資料，為整個(gè)工程的建設(shè)提供了科學(xué)的依據(jù)。如圖1所示，地理信息系統(tǒng)技術(shù)的基本組成包括了軟件系統(tǒng)、硬件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫以及相關(guān)的用戶和應(yīng)用模型。

圖1 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的組成示意圖

1.2 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的特點(diǎn)

（1）處理用戶數(shù)據(jù)：利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以結(jié)合工程的實(shí)際情況，基于所采集的相關(guān)地理信息數(shù)據(jù)，制作相關(guān)的工程模型。相關(guān)工作者可以將與工程相關(guān)的數(shù)據(jù)資料導(dǎo)入到模型當(dāng)中，便于對(duì)工程的后期建設(shè)進(jìn)行全面的掌握。

（2）空間分析和查詢功能：通過運(yùn)用分層處理的方式，將所采集的原始圖信息輸入到地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，利用計(jì)算機(jī)對(duì)現(xiàn)貨鋼管信息進(jìn)行分析，可以利用空間操作的方式，對(duì)原始圖信息進(jìn)行深入分析和相關(guān)數(shù)據(jù)的查詢。

（3）區(qū)域信息系統(tǒng)的監(jiān)理：根據(jù)工程測(cè)量目的的不同，利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，可以根據(jù)工程區(qū)域的礦物資源、水資源、土地資源等信息的不同，建立與之有關(guān)的專題信息系統(tǒng)，幫助工程建設(shè)期間，更全面的掌握和了解工程建設(shè)區(qū)域的相關(guān)地理信息。

（4）二次開發(fā)應(yīng)用：地理信息系統(tǒng)包含了數(shù)據(jù)提取模塊、信息模塊變量提取、圖像處理、數(shù)據(jù)處理等模塊。其中，利用地理信息模塊變量提取模塊，可以利用地理信息系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)，輸入相關(guān)的函數(shù)和空間功能，對(duì)工程相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，在二次開發(fā)函數(shù)資料庫建構(gòu)完成以后，地理信息系統(tǒng)所具有的輸出功能可以大幅度的降低工程測(cè)量的運(yùn)營成本。

2 地理信息系統(tǒng)的功能模塊

2.1 地圖管理功能模塊

利用GIS技術(shù)，可以儲(chǔ)存一定量的圖庫信息，通過對(duì)圖庫進(jìn)行整合和轉(zhuǎn)化，形成精準(zhǔn)的電子地圖、繪制分析圖等。在工程測(cè)量過程中，可以根據(jù)工程所需將這些地圖轉(zhuǎn)換成所需的格式，并可以利用地理信息系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行誤差糾正、圖件矢量化以及無縫拼接等。

2.2 設(shè)備管理功能

所謂設(shè)備管理功能，就是可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)以及所有相關(guān)的功能同時(shí)進(jìn)行運(yùn)行，在進(jìn)行工程測(cè)量過程中，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)問題數(shù)據(jù)進(jìn)行檢修和處理。

在此功能應(yīng)用過程中，首先應(yīng)確定工程測(cè)量的范圍，根據(jù)時(shí)間情況選擇相應(yīng)的設(shè)備，便于模糊檢索功能啟用；其次快速的進(jìn)行既定目標(biāo)的搜索，并實(shí)現(xiàn)線路上的模擬掛牌。此外，地理信息系統(tǒng)技術(shù)還具有圖形打印和標(biāo)表功能，一定程度簡化了工程測(cè)量的流程，提升了工程測(cè)量的工作效率。

2.3 輔助作圖功能

輔助作圖功能的出現(xiàn)，便于工程測(cè)量人員進(jìn)行設(shè)計(jì)，也提高了其勘探的技術(shù)水平。同時(shí)該項(xiàng)功能模塊還簡化了數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)導(dǎo)入過程，提高了工程測(cè)量人員的工作效率。

2.4 分析功能模塊

該功能主要是顯示數(shù)據(jù)的分析和輔助決策，從而發(fā)揮地理信息系統(tǒng)技術(shù)更大的作用。

利用GIS技術(shù)的緩沖區(qū)分析、空間分析等功能，提高了工程測(cè)量的質(zhì)量，便于后期工程實(shí)施過程中，可以做出更加科學(xué)準(zhǔn)確的決策和判斷。

3 地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)的獲取和存儲(chǔ)

在進(jìn)行工程測(cè)量過程中，使用者首先通過對(duì)圖形尺寸、顏色、紋理等變量進(jìn)行選擇，并在屏幕上完成圖形顯示的選擇，包括圖像的分區(qū)顯示、分圖層顯示等。由于GIS主要是由數(shù)據(jù)符號(hào)來組成的數(shù)據(jù)信息，應(yīng)重視對(duì)地理數(shù)據(jù)符號(hào)的進(jìn)一步優(yōu)化，提高數(shù)據(jù)的可視化效果。

3.2 分層處理

分層處理的特點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的分層隔離，通過將不同的數(shù)據(jù)和內(nèi)容進(jìn)行隔離，可以幫助工程施工過程中，更快速的掌握所需的數(shù)據(jù)信息，極大的提高了工程施工的準(zhǔn)確度。

3.3 資源配置

只有穩(wěn)定的硬件和軟件系統(tǒng)，才能確保在工程測(cè)量過程中，可以快速的獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息。在進(jìn)行地理信息系統(tǒng)資源配置過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容。

（1）硬件環(huán)境：對(duì)地理信息系統(tǒng)而言，服務(wù)器的硬件條件關(guān)系著其數(shù)據(jù)信息的處理能力。如果客戶端對(duì)其硬件環(huán)境的要求較低，主要工作是進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)信息的瀏覽。在進(jìn)行硬件環(huán)境配置過程中，相關(guān)工作人員應(yīng)重視顯示器硬件的選擇，確保客戶的瀏覽效果。

（2）軟件環(huán)境以及網(wǎng)絡(luò)環(huán)境：對(duì)地理信息系統(tǒng)而言，軟件環(huán)境也是影響其工作效率和穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素之一。因此，為了確保其在工程測(cè)量中獲得較好的應(yīng)用效果，應(yīng)提供良好的網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境，保障數(shù)據(jù)讀取的流暢性，便于相關(guān)工作者進(jìn)行數(shù)據(jù)的上傳和下載。

3.4 可視化

地理信息技術(shù)還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)空間圖形信息的三維立體方針模擬，可以形象的對(duì)空間狀態(tài)進(jìn)行形象的展示（如圖2）。尤其是多媒體技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步提高了地理信息系統(tǒng)的傳輸效率，使得地圖動(dòng)畫更加的真實(shí)、自然，便于相關(guān)工作者進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析判斷。

圖2 地理信息的可視化效果

3.5 輔助決策

地理信息技術(shù)還為工程測(cè)量提供了空間數(shù)據(jù)的分析、處理和挖掘等功能。便于工程測(cè)量時(shí)可以對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取、查詢和分析。從而幫助相關(guān)工程管理人員進(jìn)行工程的決策，為其提供工程實(shí)施、業(yè)務(wù)管理等諸多方面的數(shù)據(jù)信息支持，推動(dòng)工程項(xiàng)目的順利進(jìn)行。

3.6 結(jié)果描述

地理信息技術(shù)可以展現(xiàn)多層次的空間數(shù)據(jù)，包括緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析以及疊加分析等。

在工程測(cè)量過程中，能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作者提供更加直觀和具體的地理空間分析結(jié)果。例如：利用三維技術(shù)可以根據(jù)地表的透視情況，展現(xiàn)存在間斷的地形信息，通過不同的圖幅和不同的時(shí)間，可以對(duì)任意要素的緩沖區(qū)進(jìn)行展現(xiàn)，大大提高了工程測(cè)量的時(shí)間描述水平。

4 地理信息系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

4.1 現(xiàn)代GIS知識(shí)庫系統(tǒng)

通過建立GIS知識(shí)庫系統(tǒng)，可以對(duì)與工程相關(guān)的其他領(lǐng)域的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，包括氣候信息、水文信息、人體科學(xué)、土工工程等，進(jìn)一步提高工程測(cè)量的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，更好的幫助相關(guān)工作者進(jìn)行決策。

4.2 智能機(jī)器人

當(dāng)前工程測(cè)量還需要開展大量的野外測(cè)繪工作，而利用RS、GPS或者智能機(jī)器人等，可以代替工人，完成對(duì)指定區(qū)域的數(shù)據(jù)采集，并將實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)輸入到地理信息系統(tǒng)當(dāng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析和處理，不僅降低了工程測(cè)量的危險(xiǎn)系數(shù)，保障了相關(guān)人員的安全，而且提高了工程測(cè)量的工作效率。

4.3 基于“3R”技術(shù)的測(cè)量系統(tǒng)

通過對(duì)GPS、RS和RTX等多種技術(shù)進(jìn)行整合，建立起全新的地理信息測(cè)量系統(tǒng)，可以基于信息共享的基礎(chǔ)上，完成對(duì)工程的數(shù)據(jù)測(cè)量。GPS全球定位系統(tǒng)可以利用衛(wèi)星對(duì)地面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)環(huán)境相對(duì)惡劣的區(qū)域展開測(cè)繪，提高測(cè)繪的經(jīng)準(zhǔn)確。RS技術(shù)則利用了遙感影響技術(shù)、光學(xué)理論等來完成地理數(shù)據(jù)信息的采集，覆蓋面積更廣，所獲得數(shù)據(jù)信息也更加全面和精準(zhǔn)。RTX實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位技術(shù)則主要通過對(duì)參照坐標(biāo)點(diǎn)的對(duì)比，利用衛(wèi)星對(duì)流動(dòng)站及基準(zhǔn)值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以此使數(shù)據(jù)和信息能夠得到及時(shí)的更新。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著科學(xué)的發(fā)展，工程測(cè)量的科技化含量日漸增高，尤其是地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，不僅提高了工程測(cè)量的工作效率，而且為后期的工程順利進(jìn)行打下了牢實(shí)的基礎(chǔ)。基于當(dāng)前經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的背景下，相關(guān)工作者更應(yīng)重視地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，積極學(xué)習(xí)有關(guān)的技術(shù)，并建立全新的地理信息測(cè)量系統(tǒng)，為工程測(cè)量提供更優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，推動(dòng)我國的現(xiàn)代化發(fā)展。