地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪管理中的應(yīng)用

南京市江寧區(qū)左宜測(cè)繪有限公司，江蘇 南京 210000

1 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用概述

1.1 系統(tǒng)概念

地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形、航天、遙感等技術(shù)的一項(xiàng)全新技術(shù)體系，地理信息系統(tǒng)同時(shí)具備數(shù)據(jù)輸入、分類存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)編輯、運(yùn)算分析等多項(xiàng)使用功能，可以為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的多元化信息服務(wù)。根據(jù)實(shí)際應(yīng)用情況，地理信息系統(tǒng)根據(jù)用戶操作需求，自動(dòng)對(duì)相關(guān)地理信息進(jìn)行采集處理，通過計(jì)算機(jī)程序在已知數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上構(gòu)建空間信息模型，模擬所對(duì)應(yīng)的現(xiàn)實(shí)地理空間的實(shí)際情況，為用戶提供可視化的模擬地理空間觀測(cè)服務(wù)以及各類空間的地理數(shù)據(jù)，便于后續(xù)測(cè)繪管理工作的開展。地理信息系統(tǒng)的組成見圖1，三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要內(nèi)容見圖2。

圖1 地理信息系統(tǒng)的組成

圖2 三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要內(nèi)容

1.2 系統(tǒng)特點(diǎn)

（1）信息動(dòng)態(tài)處理。地理信息系統(tǒng)采取即時(shí)監(jiān)控、衛(wèi)星觀測(cè)等技術(shù)手段，可以實(shí)時(shí)獲取測(cè)繪區(qū)域內(nèi)的地理信息，并隨著測(cè)繪區(qū)域地理環(huán)境的變化情況而實(shí)時(shí)調(diào)整測(cè)繪結(jié)果，改變所構(gòu)建的空間信息模型，保證了測(cè)繪信息的時(shí)效性。（2）自動(dòng)化。與傳統(tǒng)測(cè)繪方式相比，地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)程序運(yùn)行準(zhǔn)則，用戶提前輸入的控制指令，在無人工干預(yù)情況下自動(dòng)開展各項(xiàng)測(cè)繪作業(yè)，如數(shù)據(jù)采集、輸入、分類存儲(chǔ)、集中顯示、圖表繪制、圖像處理，既可以提高測(cè)繪管理工作效率，簡(jiǎn)化作業(yè)步驟，又可以消除人為因素對(duì)測(cè)繪作業(yè)質(zhì)量及結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。（3）完整性。從軟件層面來看，地理信息系統(tǒng)同時(shí)具有多項(xiàng)使用功能，如信息采集、運(yùn)算分析、集中顯示等，可以對(duì)空間地理信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)化處理，滿足現(xiàn)代測(cè)繪工程的作業(yè)與管理需求。從硬件組成層面來看，系統(tǒng)將以硬件的形式存在，與各類軟件產(chǎn)品相互組合，即可形成穩(wěn)定的、完整的、具有良好邏輯性的信息化系統(tǒng)，可以對(duì)各類實(shí)時(shí)地理信息進(jìn)行流動(dòng)處理，完成信息流數(shù)據(jù)交換等操作。（4）高精度。與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，地理信息系統(tǒng)采取即時(shí)監(jiān)控、衛(wèi)星觀測(cè)等技術(shù)手段，測(cè)繪精度較高。同時(shí)，地理信息系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)加工處理功能，可以對(duì)存在的觀測(cè)誤差值進(jìn)行加工處理，進(jìn)一步縮小測(cè)繪誤差、提高測(cè)繪精度。GIS系統(tǒng)、傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)的誤差對(duì)比見表1。

表1 GIS測(cè)量與傳統(tǒng)測(cè)量的誤差對(duì)比

1.3 系統(tǒng)主要功能

現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)具有多項(xiàng)使用功能，可以滿足測(cè)繪管理要求。最為常見的系統(tǒng)功能包括地理空間數(shù)據(jù)管理功能和地圖制圖功能。其中，地理空間數(shù)據(jù)管理功能是系統(tǒng)基于程序運(yùn)行準(zhǔn)則，通過繞地衛(wèi)星平面掃描等方式，持續(xù)將測(cè)區(qū)地理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)與配套數(shù)據(jù)庫(kù)中，所錄入數(shù)據(jù)類型有植被覆蓋數(shù)據(jù)、河流水系數(shù)據(jù)、地貌圖紙、地形結(jié)構(gòu)、地勢(shì)走向等。隨后，根據(jù)所輸入的控制指令，對(duì)各類地理數(shù)據(jù)進(jìn)行分類存儲(chǔ)，并提供數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)維護(hù)更新等服務(wù)，為后續(xù)規(guī)劃方案編制、圖形繪制等工作的開展提供信息支持。地圖制圖功能的發(fā)揮主要是系統(tǒng)根據(jù)已知測(cè)區(qū)地理信息，自動(dòng)繪制不同類型的地形圖，構(gòu)建空間信息模型，幫助測(cè)繪管理人員直觀、全面地掌握測(cè)區(qū)地理環(huán)境情況。這項(xiàng)功能有效解決了繪圖時(shí)間過長(zhǎng)、繪圖精度不穩(wěn)定等問題。

2 地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪管理中的具體應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)需要開展大量的野外測(cè)繪作業(yè)，工作效率不高，數(shù)據(jù)采集速度慢。同時(shí)，野外測(cè)繪作業(yè)質(zhì)量與效率會(huì)受到氣候條件、地形結(jié)構(gòu)的影響。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)時(shí)，工作人員使用相應(yīng)儀器設(shè)備，對(duì)測(cè)區(qū)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境開展掃描作業(yè)，向系統(tǒng)下達(dá)特定控制指令，系統(tǒng)即可采取遙感技術(shù)等手段，快速對(duì)測(cè)點(diǎn)三維空間位置進(jìn)行鎖定，獲取測(cè)區(qū)地勢(shì)走向、地形地貌結(jié)構(gòu)、植被覆蓋等地理數(shù)據(jù)，并對(duì)監(jiān)測(cè)對(duì)象開展離散處理、抽象處理操作。隨后將獲取的衛(wèi)星信號(hào)、地理信息轉(zhuǎn)換為文字圖形信息。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。在GIS系統(tǒng)運(yùn)行過程中，采取實(shí)物空間鏈接方式，需要根據(jù)不同屬性和數(shù)字空間的條件關(guān)系開展識(shí)別、數(shù)據(jù)參數(shù)分析操作。在系統(tǒng)連接環(huán)節(jié)，同步收集拓?fù)浣?shù)據(jù)，重建數(shù)據(jù)處理，切實(shí)滿足系統(tǒng)功能兼容要求，有效發(fā)揮各項(xiàng)使用功能的作用。為此，要對(duì)系統(tǒng)所采集的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理，將其轉(zhuǎn)換為可以被系統(tǒng)、用戶識(shí)別認(rèn)證的數(shù)據(jù)格式。同時(shí)，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，受到客觀因素影響，還需要提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度和完整性。工作人員需要根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求和對(duì)象類型，選擇合理的處理坐標(biāo)及數(shù)據(jù)格式，進(jìn)行選擇性數(shù)據(jù)處理操作，以此提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理質(zhì)量。

（3）數(shù)據(jù)顯示管理及數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建。現(xiàn)階段，在測(cè)繪管理工作開展過程中，獲取的各類地理數(shù)據(jù)普遍具有空間、屬性與時(shí)間三種特征，這也是區(qū)別不同測(cè)量對(duì)象屬性信息的主要依據(jù)。在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地理數(shù)據(jù)特征來直觀顯示測(cè)區(qū)的地理環(huán)境情況。例如，在所構(gòu)建空間信息模型中，用線條來表示測(cè)區(qū)內(nèi)市政道路的分布情況，用點(diǎn)來表示居民的居住狀況，用面來表示各類建筑物，如醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)綜合體建筑、住宅建筑等。同時(shí)，不同字段符號(hào)的顏色、密度分級(jí)也可表達(dá)相應(yīng)地理信息的屬性數(shù)量。此外，地理信息系統(tǒng)還會(huì)構(gòu)建配套的數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)地理數(shù)據(jù)分類存儲(chǔ)，形成數(shù)據(jù)要素集，如管線要素集、測(cè)繪點(diǎn)要素集、建筑面要素集等。同時(shí)，系統(tǒng)還具有編碼機(jī)制，可以對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中儲(chǔ)存的各項(xiàng)地理信息進(jìn)行編碼管理，生成具有唯一性、不可變更性的信息編碼。用戶在使用地理信息系統(tǒng)時(shí)，僅需要在檢索系統(tǒng)中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)庫(kù)即可為用戶提供編碼所對(duì)應(yīng)的地理信息。

（4）資源調(diào)查。當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)在資源調(diào)查領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊，該系統(tǒng)可以通過衛(wèi)星繞地、衛(wèi)星平面掃描等方式，快速掌握測(cè)區(qū)的地理環(huán)境情況，大致評(píng)估測(cè)區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源、地下與地表水資源以及土地資源的分布情況，并根據(jù)已知的測(cè)點(diǎn)空間位置與地理坐標(biāo)，明確資源分布范圍邊界線。例如，明確礦床分布位置和范圍。與傳統(tǒng)測(cè)繪模式相比，對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，無需開展重復(fù)性的野外測(cè)量、礦產(chǎn)資源勘察作業(yè)，即可在短時(shí)間內(nèi)掌握測(cè)區(qū)內(nèi)各類資源的分布情況，能夠真正意義上做到資源管理自動(dòng)化。

（5）構(gòu)建區(qū)域性地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)具有良好的信息流動(dòng)處理性，可以開展信息流數(shù)據(jù)交換等操作。根據(jù)這一系統(tǒng)特性，管理部門可構(gòu)建區(qū)域性地理信息系統(tǒng)，向系統(tǒng)中導(dǎo)入不同測(cè)繪工程的資料文件。地理信息系統(tǒng)將根據(jù)測(cè)繪管理工作需求，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行條塊分割處理，在各個(gè)獨(dú)立條塊模塊中儲(chǔ)存適當(dāng)類型的地理信息，避免不同測(cè)繪工程地理信息之間產(chǎn)生影響。同時(shí)，在開展測(cè)繪管理工作時(shí)，工作人員可以從地理信息系統(tǒng)中查閱、調(diào)取不同測(cè)區(qū)的地理信息，便于后續(xù)管理工作的開展，以及規(guī)劃方案的編制。

3 測(cè)繪管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展趨勢(shì)

（1）軟件研發(fā)。地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪管理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，是測(cè)繪管理工作數(shù)字化、信息化發(fā)展的主要途徑，已逐漸成為我國(guó)現(xiàn)代測(cè)繪體系中的重要構(gòu)成部分。但是，在系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過程中，由于配套軟件產(chǎn)品種類較為單一，對(duì)地理信息系統(tǒng)部分使用功能的發(fā)揮造成了限制，因此相關(guān)部門、企業(yè)機(jī)構(gòu)需要結(jié)合測(cè)繪管理工作實(shí)際情況，針對(duì)性地開發(fā)地理信息系統(tǒng)的配套軟件產(chǎn)品。以數(shù)據(jù)為中心，推動(dòng)測(cè)繪管理工作向分析決策型轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮系統(tǒng)的時(shí)空關(guān)系處理功能。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，可以選擇在配套軟件產(chǎn)品中增設(shè)數(shù)據(jù)互動(dòng)功能，系統(tǒng)可以對(duì)不同尺度空間的地理數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)進(jìn)行互動(dòng)轉(zhuǎn)換。

（2）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。現(xiàn)階段，隨著信息化時(shí)代的到來，應(yīng)推動(dòng)地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對(duì)原有的地理信息系統(tǒng)進(jìn)行整合處理，開放數(shù)據(jù)接口，篩除重復(fù)、錯(cuò)誤的地理信息，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建區(qū)域化、全國(guó)化的測(cè)繪管理信息系統(tǒng)。如此，用戶便可以通過互聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)查閱和下載不同地域、時(shí)間節(jié)點(diǎn)的地理數(shù)據(jù)，或?qū)崟r(shí)發(fā)布與在線修改地理信息，這將在真正意義上實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，最大程度上提高地理信息的實(shí)際利用率。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪管理領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在數(shù)據(jù)分析、資源利用等方面的應(yīng)用成效顯著。可以預(yù)見的是未來我國(guó)測(cè)繪行業(yè)對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，將掀起一場(chǎng)行業(yè)變革，實(shí)現(xiàn)地理信息資源共享。企業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用力度，明確系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展前景，以此提高測(cè)繪管理工作質(zhì)量。