工程測繪中地理信息系統的應用研究

陳彬彬

摘 要：工程測繪工作廣泛應用于我國方方面面的建設，而傳統測繪設備以及方式無法滿足當前社會對于測繪精度以及效率的需求。地理信息系統（GIS）在工程測繪中的應用，能夠促進工程事業的快速發展。本文就地理信息系統（GIS）在工程測繪中的應用進行分析，幫助人們對地理信息系統的了解和認知。

關鍵詞：地理信息系統 工程測繪 應用

對于地形進行測繪是一項繁重而又復雜的工作，目的在于為城市以及工程礦區提供不同比例尺的地圖，從而實現安全生產與生活。GIS是建立在測繪測量的基礎上，應用數據庫為數據源，是管理和研究數據的計算機系統。通過相應的硬件以及GIS軟件支持，運作和處理描述地球表面從大氣層到地表的淺層空間要素的位置和屬性等地理參數數據信息，對數據庫中的數據進行識別。

1、地理信息系統（GIS）

地理信息系統，英文：Geographic Information System 或Geo-Information system，簡稱：GIS。它是一種特定的比較重要的三維空間信息系統，它是利用計算機硬、軟件等系統，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的相關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術分析系統。同時，位置與地理信息既是LBS 的核心，也是LBS 的基礎。一個單純的經緯度坐標只有放在特定的地理信息中，確定某個地點、標志、方位后，才會被用戶認識和了解。用戶對與之相關技術獲取到位置信息之后，還需要更多的了解所處的地理環境，查詢和分析環境信息，以便為用戶活動提供信息支持與服務。

2、地理信息系統的功能特點

2.1 數據編輯和處理功能

地理信息系統（GIS）具有對各種圖形編輯：主要包括拓撲關系建立、圖形編輯、圖形整飾、圖幅拼接、圖形變換、投影變換、誤差校正等，與數據庫相連接，對原圖進行處理。

2.2 數據采集和輸入功能

地理信息系統（GIS）可以采集空間各種數據，如空間各種物質的具體位置、物質的大小及形狀和方向以及幾何拓撲關系等。具體的輸入方式采用數字掃描儀、鍵盤、商業數據、數字拷貝等。

2.3 數據的存儲與管理

地理信息系統（GIS）的數據結構主要是矢量數據結構、光柵數據結構、矢柵一體化數據結構。在數據存儲和管理中，大多數GIS 系統采用空間分區、專題分層的數據組織方法。

2.4 空間查詢和分析功能

2.4.1 地球空間檢索：其中包括地球空間具體位置檢索和地球空間物體及其屬性、從屬性條件檢索地球空間物體；地球空間拓撲疊加分析等。

2.4.2 地球空間的特征：包括在地球空間存在任何點、線、面或相關的地球空間的圖像的相交、相減、合并等等，以及特征屬性在地球空間上的連接。

2.4.3 地球空間模型分析： 比如數字地形高程、遠程分析、BUFFER 分析、網絡分析、三維模型分析、多要素綜合分析及面向專業應用的各種特殊模型分析等。

2.5 直接采用可視化表達與輸出

通過中間處理，最終結果以可視化形式出現。屏幕顯示的對象與方式，圖形與數據，可根據具體的要素信息密集成度進行屏幕顯示。GIS 不僅可以輸出全要素地圖，也可以按照各種用戶的需求，分層輸出各種專題圖、各類統計圖、圖標及數據等。

2.6 地理信息系統（GIS）的特點

2.6.1 GIS 系統具有開放性特點。GIS 系統在開放式環境下具有非常強大的可擴充性和可連接性。GIS 系統對大多數數據庫管理系統都支持，能夠信息共享，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER 等大型數據庫；運行多種編程語言和開發工具；對各類操作系統平臺的支持；為各應用系統，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA 等提供標準化接口；可嵌入非專用編程環境等。

2.6.2 GIS 系統具有一定的先進性

（1）對遠程數據和圖紙查詢的技術支持。GIS 系統利用自身強大的系統圖表輸出功能，輸出后可以直接打印出地圖、統計報表、各類數據等。

（2） GIS 系統具有對各種線路的方位與區域分析判斷功能，為使用的用戶提供安全可靠的輔助決策，綜合統性計分析，為管理決策人員提供科學的依據。

（3） GIS 系統具有高精度測繪能力。由GIS 系統制造的省級地圖，其比例尺可以達到1：10000 或1：5000，市級城市地圖比例尺可以達到1：1000 或1：500，并且制造的地圖可以分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區域等。

3、工程測繪中地理信息系統的應用分析

根據以上對地理信息系統（GIS）系統功能及特點的論述，下面對地理信息系統（GIS）在實際工作中的應用進行分析。

3.1 對數據采集的技術分析

在實際的工程測量過程中，在沒有使用GIS 系統時，數據的采集是一項比較繁重的工作，它受很多因素制約，如天氣情況、地理位置等，如天氣影響：刮風、下雨等影響數據的采集；地理方面的影響：沼澤、高山及叢林等都會影響數據的采集。采用地理信息系統（GIS）在工程測繪中不受任何影響，地理信息系統（GIS）通常采用柵格、矢量兩種方式對象實體連續存儲。其中柵格數據包括存儲單元的行與列，存儲單元放唯一值，可以根據地面單位的網格寬度來確定柵格數據采集的分辨率。矢量存儲對實際存在的對象采用幾何圖形實際的表現出來。同時采用GPS 衛星定位系統獲取相應的坐標位置，將輸入的GIS 系統數據進行處理。在配合攝影機、激光雷達、數字掃描儀等設備，結合航天器和衛星的數據庫，最終完成數據采集。

3.2 高精度測繪分析

地理信息系統（GIS）主要是通過各種數據及軟件對輸入的數據進行編輯，實現對數據的預處理，對數據的處理采用進行拓撲建模方式，把采用其它方式得到的測量圖形與GIS圖層中相同的區域進行重復分析。地理信息系統（GIS）軟件具有屬性條件不同的各種數字化地球空間數據的空間關系進行自動識別的功能，實現對復雜的空間與實體的連接，并針對附近及包含的各種關系進行數據建模及分析，在通過各種數據的轉換最終達到高精度的技術要求。

3.3 地理信息系統（GIS）空間系統分析

通過對數據的預處理，就可以在地理信息系統（GIS）中進行圖形分析，數據計算，對于地球空間物體的具體空間位置和相互之間的關聯性，最終實現對地球空間事物的定量描述。在地理信心系統（GIS）系統中，物體在空間的分析功能是該系統的核心功能，在程序制作過程是一項非常復雜的工作，它涉及到區域科學、地理學、經濟學地球物理學等多門學科，同時還包括拓撲學、圖論、空間統計學來描述、分析空間構成，最后完成對地球空間數據獲取與描述，實現模擬和預測空間過程。地理信息系統（GIS）在設計和制作過程中比較復雜，涉及的面比較廣泛，但使用比較簡單，大大的減輕了工程測繪人員的勞動強度，并且所獲得的數據精度高。地理信息系統（GIS）在工程測繪上的應用所獲得的社會效益和經濟效益非常顯著，也為工程測繪技術的發展奠定了堅實的基礎。

4、結束語

隨著我國經濟的飛速發展，地理信息系統（GIS）的應用為高尖端建筑工程的測繪提供有力的保障，對于工程測繪人員要認真的研究地理信息系統（GIS）相關的技術，為工程測繪技術的發展做出應有的貢獻。

參考文獻

[1]陳永波，朱阿興，陳秀瓊. 基于地理信息系統及人工智能技術的滑坡危險度區劃探討[J]. 水土保持學報. 2003（05）.

[2]周超，蒲俊兵，殷建軍.地理信息系統技術在巖溶環境學領域的應用[J].科技傳播. 2011（04）.

[3]田維軍. 地理信息系統技術在工程測量中的應用[J].資源信息與工程. 2017（01）.