工程測繪中地理信息系統的應用分析

龐廣彥

（菏澤市測繪研究院 山東 菏澤 274000）

1 引言

在各行業領域工程項目的施工過程中，需要將測繪數據進行共享與交換，針對傳統工程管理方式中數據更新不及時等情況造成的工程效率降低，需要充分利用信息技術手段，提升工程項目管理能力。工程測繪是建筑工程常用的技術工藝之一，因此需要合理規劃設計工程測繪環節，減少測繪數據誤差，將不同維度和地理位置的變化情況詳細記錄在工程施工數據表中。此外，工程測繪需要實現信息化管理，將數據管理過程交付給計算機軟件，以減少人工操作過程中造成的誤差。

2 工程測繪概述

工程測繪是工程項目全階段管理中非常重要的環節之一，需要將規劃設計、施工、竣工結算過程中的測繪數據統一標準化管理。以建筑工程為例，工程測繪需要利用精準地測量工具，采集多維度地理信息和建筑物信息，利用設計圖紙，詳細規劃施工作業過程，最終達到建筑工程項目的效益最大化[1]。工程測繪在工程項目設計過程中，能夠有效提供數據參考意見，并且在施工過程中嚴格測量建筑物可能存在的變形數據，實現實時信息化數據測量，在后期工程項目維護過程中，需要將原始測繪數據和竣工測繪數據進行對比分析，保障施工質量和工程進度，為竣工結算做準備。在地質勘探行業，工程測繪需要利用精準化的測繪工具以及軟件，詳細設計與規劃測繪內容，將地球地理信息進行數字化存儲，實現動態化工程測繪[2]。此外，工程測繪作業需要充分排除物理因素、化學因素、環境因素以及地質因素的干擾，順利完成測繪作業流程，將標準化的測繪數據回傳給施工團隊。工程測繪對很多建設工程領域的重要意義不言而喻，測繪數據的高精準度和高效率逐漸成為建設單位和施工單位共同追求的建設目標。

3 地理信息系統概述

地理信息系統的主要組成結構是由硬件、軟件平臺以及基礎支撐數據庫構成，通過簡潔化的用戶界面，登錄授權用戶可以對地理數據進行查看下載以及修改操作[3]。地理信息系統GIS能夠主要實現數據采集存儲、空間分析以及可視化表達輸出三類核心功能體系。GIS的基礎支撐數據庫可以實現將地理位置的經度緯度、高度深度、幾何拓撲關系以及三維立體分布模型進行參數化表達，支持結構化數據和非結構化數據的輸入、存儲、處理分析以及輸出功能[4]。GIS系統基于數學、幾何學、空間拓撲學、統計學原理，對一定區域內的三維立體模型進行可視化分析，虛擬化設計地理信息模型，通過GPS全球衛星定位系統，完善地球表面和地底地質分布情況的數字化模擬能力。此外，GIS系統還可以通過用戶的多元化選擇模式，將所需地域內的地理信息模型進行可視化分析與結果輸出，支持二維圖表和三維立體模型的建立與輸出，將不同空間與時間維度的地理信息模型實現分層次輸出[5]。根據相關地球地理科學和信息技術原理，GIS系統能夠實現強大的數據存儲和處理分析功能，可以將復雜的數據信息進行高效率整合標準化輸出，實現強大地理數據處理能力。

4 地理信息系統在工程測繪中的具體應用

4.1 遙感數據測定

傳統工程測繪是人工操作，數據采集困難，誤差較大，需要多次測量才能夠計算得出相關數據，但是地理信息系統在工程測繪過程中，可以輕易完成遙感數據的測定工作。地理信息系統支持多格式的數據輸入方式，針對遙感數據中較難獲取的光譜、波段、地面覆蓋范圍、空間分辨率以及覆蓋周期等項目，地理信息系統能夠充分利用技術優勢，精確獲取遙感數據的測定結果。地理信息系統能夠聯合GPS全球衛星定位系統，以及北斗衛星定位系統，精準輸出遙感地圖數據，對適用地空遙感數據測定的建筑工程或者其他工程項目的測繪作業，能夠準確提供測量結果。根據遙感數據的測定結果，工程測繪作業則需要進一步分析當前地理區域內建筑物的遮擋情況以及高度分布情況，有利于后續作業的規劃與設計。此外，利用地理信息系統測定遙感數據，還能夠為地質工程測繪奠定基礎，遙感數據的高精度和高分辨率，能快速提升地質數據采集的作業效率。

4.2 地理信息數據采集與存儲

針對GIS系統的獨特優勢，充分利用計算機軟件技術有效整合工程測量數據，能夠提升相關工程項目的數據采集與管理能力。GIS系統可以有效排除外界因素干擾，只需要部署與維護硬軟件設備，即可實現高精度的工程項目測量作業。針對工程測量數據的采集與存儲，需要充分利用地理信息系統數據采集與存儲的獨特優勢，將不同數據類型的地理信息數據實現高效率采集與存儲。GIS系統能夠接受多類型和多源的地理信息數據輸入，可以根據數據類型選擇集中式數據庫存儲、分布式數據庫存儲或者非關系式數據庫存儲方式。在工程項目測繪作業流程中，需要根據實際項目需求，實現多維度地理信息采集，將相關數據按照分類和標簽有序存儲，能夠實現高效率和高響應度的數據操作和查詢。此外，在工程測繪過程中利用地理信息系統，能夠聯合GPS系統、數據處理分析算法、分布式存儲方式，實現實時工程測量數據共享與交換，提升工程數據管理的工作效率。GIS系統能夠協助工程測量過程，建立高精度工程數據管理體系，將地理信息數據的多視圖層次進行繪制與分析挖掘。

4.3 工程測繪數據的標準化

GIS系統可以將不同標準格式的測量數據實現統一標準化處理，以及格式轉換處理。測量人員需要在GIS系統中設置目標地域，將采集到的測量數據進行統一輸入，系統可以自動分辨數據格式，建立不同主題類型的數據模型，還能自動辨別空間三維數據參數，用戶可以自行選擇輸出的數據格式。工程測繪數據的標準化，能夠有效提升測繪人員地工作效率。在選擇數據預處理功能時，GIS系統可以自動識別輸入數據結構與目標數據類型之間的轉換條件，會提示用戶選擇以何種方式實現數據標準化，通過重建數據模型的方式，實現測繪數據結果的高精度輸出。GIS可以根據數據結構類型有選擇性地判別數據存儲方式，將未處理的測量數據置于不同數據庫中，在執行預處理操作時，將未處理的數據存儲地點告知給用戶，用戶可以通過數據透視以及數據操作語言，實現并行分布式數據格式轉換以及標準化。此外，工程測繪數據的標準化，需要充分利用GIS系統中對數據管理的相關分支功能，通過建立適用于當前工程項目的數據參數化模型，完善測繪數據管理能力。

4.4 測繪數據可視化分析

根據建筑工程、地質工程等工程項目類型對測量數據的高精度標準要求，地理信息系統能夠實現將各個工程項目的測繪數據結果進行可視化分析與輸出。用戶可以自行選擇輸出類型，能夠將大部分圖表分析結果、圖紙繪制結果、三維立體模型等相關數據參數化模型的建立過程進行可視化分析與輸出。在工程測繪過程中，由于很多外界因素干擾，很多種類的地質數據、建筑數據都不能實現高精度測量作業，因此嚴重影響數據分析與規劃過程。通過GIS系統實現測繪數據的可視化分析與結果輸出，能夠有效提升工程測量作業的工作效率和精準度，實現計算機軟件為基礎的智能化工程測量管理。此外，測繪數據度可視化分析，能夠協助設計團隊進行施工設計規劃，對工程量清算等環節的順利實施奠定基礎。充分利用GIS系統可視化分析圖表的簡易設計界面，良好的人機交互性能，實現高精準度和高標準的工程測繪數據管理，協助建筑工程、地質工程等工程項目的信息化工程管理。

5 結語

工程測繪在工程項目實施過程中，通過實現信息化地理數據測量，在后期工程項目維護過程中，需要將原始測繪數據和竣工測繪數據進行對比分析，保障施工質量和工程進度，為竣工結算做準備。根據相關地球地理科學和信息技術原理，GIS系統能夠實現強大的數據存儲和處理分析功能，可以將復雜的數據信息進行高效率整合、標準化輸出，實現強大地理數據處理能力。