地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用分析

孫曉偉

【摘 要】隨著現代化事業(yè)的蓬勃發(fā)展，現代工程建設對精度和功能的要求越來越高，尤其是測繪工程，逐漸朝著模塊化、自動化和數字化的方向發(fā)展。地理信息系統(tǒng)作為測繪工程的技術支撐，能在很大程度上實現綜合評價分析、空間查詢、空間分析等功能，提高測量結果的準確性，促進測繪工程質量和作業(yè)效率的提升。本文就對地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用觀察進行分析和探究。

【關鍵詞】地理信息系統(tǒng)；測繪工程；應用分析

引言

近年來，隨著現代信息技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)不斷地完善，全球定位系統(tǒng)、遙感技術以及互聯(lián)網技術都廣泛地用于地理系統(tǒng)當中。現代信息技術的發(fā)展為地理信息技術提供了重要的技術支持，提高了測繪工程的作業(yè)效率和質量，提高了結果的精確度。

1工程測繪技術的發(fā)展

工程測繪技術具有較悠久的發(fā)展歷史，在傳統(tǒng)測量技術的基礎上，經過現代化的技術，慢慢轉向數字化測量，逐步實現工程測量內業(yè)與外業(yè)一體化。目前工程測繪服務的范圍越來越廣，為多個行業(yè)提供了科學的數據依據。尤其是新型的數字技術可以通過計算機進行模擬信號，將成果直接表現出來，在使用、維護以及更新方面更為便捷，還能保持信息產品的現勢性。

2地理信息系統(tǒng)（GIS）技術本質與組成

地理信息系統(tǒng)的本質是在以直觀的方式表達真實世界的基礎上，對各種信息進行查詢、分析、處理和顯示，使人們能夠做出科學的決策。地理信息系統(tǒng)操作的對象是地理空間數據，即由三基本元素組成的地理實體：點、線和面。地理實體是指相對永久存在的地表物體，如山地、道路、城市等。描述一條道路，我們會提到它的位置（在哪里）和它的特征（名稱、長度、方向等）。地理信息系統(tǒng)具有處理帶有地理參照的空間數據的能力，使其有別于其他的信息系統(tǒng)，從而被廣泛應用于災害監(jiān)測、環(huán)境評估、城市與區(qū)域規(guī)劃等行業(yè)中[1]。從應用操作的角度來看，地理信息系統(tǒng)由硬件、軟件、數據、人員和應用程序模型組成。地理信息系統(tǒng)可分為五部分：a.人員，是地理信息系統(tǒng)最重要的組成部分。開發(fā)人員必須定義在GIS中執(zhí)行的各種任務并開發(fā)處理程序，熟練的操作人員通常可以克服GIS軟件功能的不足，但事實恰恰相反最好的軟件不能彌補運營商對GIS一無所知的副作用。b.數據，準確和可用數據會影響查詢和分析結果。c.硬件，硬件的性能影響軟件的處理速度、易用性和可能的輸出方法。d.軟件，不僅包含GIS軟件，還包括各種數據庫、繪圖、統(tǒng)計、圖像處理等程序。e.過程，地理信息系統(tǒng)需要明確的定義，并使用一致的方法生成正確的、可驗證的結果。

3地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用

3.1數據存儲與管理

數據存儲和管理是建立GIS數據庫的關鍵步驟，涉及空間數據和屬性數據的組織。存儲方法與數據文件的組織結構密切相關，空間數據結構的選擇決定了系統(tǒng)在一定程度上可以執(zhí)行的數據分析功能。在地理數據的組織與管理中，最關鍵的是如何將空間數據與屬性數據相結合。目前，大多數系統(tǒng)分別存儲兩個，它們通過共同項（一般定義為地物標識碼）來連接。空間數據管理是GIS數據管理的核心。

3.2虛擬現實應急

作為一種新型測繪技術的虛擬現實技術立足于計算機，對一種虛擬的三維空間進行模擬，其能夠給應用者帶來觸覺、聽覺、視覺上的模擬，進而讓其可以實時地判斷事物的現狀。在此過程當中，系統(tǒng)根據測繪數據融合、測繪數據采集制作三維的電子地圖。對于應急演練而言，該技術創(chuàng)設了一種新型的模式，可以在虛擬的情境中模擬場地事故，對一系列的事故現象進行人為地制造，讓參與演練的工作者積極地響應。如此的演練體現了培訓和演練的功能，也減少了成本的投入。這個系統(tǒng)可以模擬和分析事件，并且虛擬現實技術跟其它技術相統(tǒng)一，能夠發(fā)揮更大的實際作用，像是跟室內定位系統(tǒng)、GPS系統(tǒng)相集成，在虛擬現實情境當中呈現救援者的位置信息，方便救援指揮與救援方案的制定；跟物聯(lián)網監(jiān)控視頻的信息相集成，能夠通過三維情境對視頻信息進行查看和調用，以深入把握場地的實際現狀。

3.3數據的采集

測繪人員實施測繪工程時，對真實世界中的物象進行重點離散和抽象，地理信息系統(tǒng)是利用數量存儲與柵格的方式連續(xù)對象實體，具體表現為：①柵格存儲涉及單元儲存的列、行，旨在利用地面單位網格的寬度來確定柵格數據集分辨率；②矢量儲存則是根據幾何圖形的點、線、面等，對實際面臨的對象予以體現。就地理信息系統(tǒng)來說，空間數據能與其他非附加性數據相結合，對非空間數據進行儲存，如在測量中與固有的聚脂薄膜地圖和數據視線相結合，通過掃描形成數字信息。值得注意的是，地理信息系統(tǒng)的重點在于與全球定位系統(tǒng)相結合來確定位置坐標，然后將數據信息傳至系統(tǒng)進行處理和分析；或者是與遙感技術相結合，對系統(tǒng)數據進行收集。在測量工作中采用地理信息系統(tǒng)時，大多平臺都具備傳感設備，其中涉及數字掃描儀、激光雷達、攝像機等，并且傳輸設備與其他設備有一定的聯(lián)系，與衛(wèi)星、航空器等平臺相互統(tǒng)一，通過其特征和航空圖片的選用，借助三維技術捕捉所需數據，然后將其傳輸到拷貝系統(tǒng)中，以獲得測量的信息數據。

3.4數據的轉換和處理

對于地理信息系統(tǒng)而言，其數據處理的模式主要就是利用數據處理軟件對數據進行編輯和處理，以便預處理數據。一般系統(tǒng)軟件能對屬性不同的數字化空間數據間的關系進行自動識別，且對復雜空間的實體進行連接，根據包含或臨近及向量數據實施數據分析。同時在數據轉換環(huán)節(jié)，尤其是控制測量過程中，極易出現線與交叉點分離的情況，降低測量結果的精確度，并且原地圖上出現污點也會對結果的精度造成影響，但采用地理信息系統(tǒng)則可避免上述問題。此外，數據處理和轉換之前需變換整合處理坐標投影，確保模型的適用性；在數據轉換過程中，應利用數據重建的方式將數據轉為系統(tǒng)能識別的格式，以此兼容不同的數據源。

3.5其他功能應用

查詢和空間分析的功能是GIS的主要優(yōu)勢，也是區(qū)別于一般地圖制作系統(tǒng)的主要特征。實際上，在人們的日常生活中，衣、食、住、行等諸多實際問題都與 GIS的應用密切相關。地理信息系統(tǒng)的空間分析著重于地球物理學，經濟學，地理學，其他學科的有效統(tǒng)一，空間組成的空間統(tǒng)計和拓撲探索，然后識別和獲取空間數據，以促進模擬和預測。地理信息系統(tǒng)具有可視化功能，它是將已獲得的各種地理空間數據轉換成計算機的二維圖形和圖像。地理信息系統(tǒng)還可以在屏幕上以地圖、報表、統(tǒng)計圖表等形式顯示空間地理信息，還可以通過繪圖儀、硬拷貝機、打印機等輸出模擬地圖。屏幕上顯示的地圖通常稱為電子地圖。與模擬地圖相比，它有許多優(yōu)點：窗口縮放工具可用于連續(xù)縮放顯示地圖中的任何位置和范圍，直到達到最佳視覺效果為止。

結語

綜上所述，傳統(tǒng)的測量方式受諸多因素的影響，已經無法滿足現代測繪工程的實際需要，而地理信息技術的發(fā)展能滿足測繪需要，促進測量精度的提高。地理信息系統(tǒng)具有強大的信息處理與收集功能，在測繪工程中獲得了廣泛的應用，隨著系統(tǒng)的不斷完善，能更好地便利測量施工作業(yè)，發(fā)展為現代工程建設的主流趨勢，進一步推動測繪工程的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

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[3]孫艷超.淺談測繪工程測量中測繪新技術的運用[J].黑龍江科技信息，2013（26）：73-75.

[4]楊利華.淺談測繪工程中測繪技術的應用及流程[J].科技與企業(yè)，2014（2）：119.

（作者單位：中煤科工集團沈陽設計研究院有限公司）