地理信息技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

■肖稱生 ■江西省核工業(yè)地質(zhì)局二六四大隊，江西 贛州 341000

現(xiàn)代意義上的工程測繪主要是指在工程建設(shè)過程中所需要進(jìn)行的所有測繪工作，如果按照測繪對象的不同對其進(jìn)行劃分，主要可以分為建筑工程測繪、礦區(qū)測繪、水利工程測繪以及海洋工程測繪等，不論是對于何種形式的工程測繪，只有充分保證了工程測繪工作的有效性和準(zhǔn)確性，才能夠為工程建設(shè)及工程施工質(zhì)量提供穩(wěn)定的保障。本文主要在對地理信息技術(shù)中的GIS、GPS以及遙感技術(shù)的分析基礎(chǔ)上，探討其在工程測繪中的應(yīng)用。

1 GIS在工程測繪中的應(yīng)用

1.1 GIS的發(fā)展現(xiàn)狀及工作原理

(1)發(fā)展現(xiàn)狀

作為一項邊緣性和復(fù)雜性學(xué)科，對于GIS的研究不僅涉及到了制圖學(xué)、測量學(xué)、電子學(xué)、計算機(jī)學(xué)以及地理學(xué)等，還需要在借助于計算機(jī)設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理試驗等重要學(xué)科環(huán)節(jié)，而在當(dāng)前各項技術(shù)在工程領(lǐng)域的不斷深入應(yīng)用，研究人員通過將以上學(xué)科之間的充分連接，并利用計算機(jī)實現(xiàn)了對數(shù)據(jù)圖形的分布以及數(shù)據(jù)的處理，隨之而產(chǎn)生了現(xiàn)代化的GIS。在當(dāng)前的時代環(huán)境背景下，GIS應(yīng)用在人們生產(chǎn)和生活的各個方面，有效的實現(xiàn)了資源共享。

(2)工作原理

對于GIS來說，其主要工作原理為空間性原理，在軟件設(shè)置上包含了空間位置和空間屬性，在技術(shù)設(shè)置上則主要體現(xiàn)為空間拓?fù)涞拿枋鰧傩院偷乩碜鴺?biāo)等，在采用科學(xué)算法對其進(jìn)行嚴(yán)密計算以后，在數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)的空間分析。

1.2 GIS的技術(shù)特點及功能分析

(1)技術(shù)特點

GIS在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理的過程中，通過對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的充分利用，并采用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)數(shù)據(jù)管理和應(yīng)用，也是一種全新的地理現(xiàn)象思維和認(rèn)知方式。另一方面，其通過各項現(xiàn)代化技術(shù)手段的有效運用，實現(xiàn)了綜合地理定位工作的精確、快速數(shù)據(jù)采集和動態(tài)分析。

(2)主要功能

對于GIS來說，其主要功能包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析、決策和應(yīng)用整個過程，如果按照地理信息系統(tǒng)的多源性質(zhì)對其記性劃分的化，可具體細(xì)分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯與檢驗、數(shù)據(jù)的概化及轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)的組織與存儲、數(shù)據(jù)的分析與最終顯示，其中模型分析和空間分析是其地理信息系統(tǒng)中較為高級的功能。

1.3 GIS在工程測繪中的應(yīng)用

(1)數(shù)據(jù)采集

在進(jìn)行數(shù)據(jù)采集的過程中，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方式對通過對現(xiàn)有紙質(zhì)數(shù)據(jù)的掃描而得出的，而基于GIS的現(xiàn)代化數(shù)據(jù)收集方式主要是在對GPS全球定位系統(tǒng)的利用基礎(chǔ)上，在得出相應(yīng)的地理坐標(biāo)后運用GIS進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理工作，并在最終依靠遙感技術(shù)完成整套數(shù)據(jù)采集程序。

(2)數(shù)據(jù)處理

工程測繪中對于各項地理數(shù)據(jù)的處理通常都具備時間特征、空間特征和屬性特征三個特點，其涉及到的數(shù)據(jù)對象也主要包括主觀和客觀兩大類。在地理信息系統(tǒng)中，對于收集到的數(shù)據(jù)信息能夠直接將其存儲到FAT表里，并通過數(shù)據(jù)之間的相互聯(lián)系從而進(jìn)行數(shù)據(jù)處理工作，這里所提到的FAT之間的聯(lián)系主要是依靠于GIS所形成的次種聯(lián)系。

(3)數(shù)據(jù)管理

GIS通過核心測繪要素集的建立，實現(xiàn)了對地理數(shù)據(jù)信息的合理化分層管理，除此之外，還通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中的管線要素集的建立，實現(xiàn)對工程測繪工作中的數(shù)據(jù)管理科學(xué)化、合理化。

(4)數(shù)據(jù)顯示

一般情況下對于地圖特征的表達(dá)主要可以采用單一地圖、單一符號以及多屬性表達(dá)和字段屬性表達(dá)等方法，對于工程測繪而言，對于單一符號的表示法僅僅能夠表現(xiàn)出地圖上信息分布的密集程度而已。例如城市測繪中可以利用點對居民居住情況進(jìn)行描述、利用線條對道路分布密集程度進(jìn)行描述等，同樣的也可以利用不同的顏色對城市道路的交通量等信息進(jìn)行分類表述，從而更加清晰的對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行顯示。

2 GPS在工程測繪中的應(yīng)用

2.1 技術(shù)特點及測量原理

(1)技術(shù)特點

GPS測繪技術(shù)的主要特點有定位精準(zhǔn)度高、觀測時間短、各個觀測站之間不需要通視、提供三維坐標(biāo)等，相對于其他地理信息技術(shù)來說，其在工程測繪中的應(yīng)用，能夠在很大的程度上提升工程測繪工作的準(zhǔn)確性。

(2)測量原理

對于工程測量中的GPS測繪技術(shù)來說，其主要是運用偽距離測量和載波相位測量兩種方法進(jìn)行被測對象信息測量和收集。首先對于偽距離測量而言，其主要是通過接收機(jī)接受到的GPS衛(wèi)星測距碼和電文內(nèi)容，從而計算出信號發(fā)射到用戶接受信息的時間，從而計算出衛(wèi)星與接受機(jī)之間的距離。其次對于載波相位測量來說，其主要是通過對GPS衛(wèi)星載波信號在傳播路徑上的相位變化而計算出相應(yīng)的信號傳播距離的。

2.2 在工程測繪中的應(yīng)用

(1)土地動態(tài)檢測

在傳統(tǒng)的土地動態(tài)檢測工作中，主要采用的是平板儀補(bǔ)測法和簡易補(bǔ)測的方式進(jìn)行的，而工程測繪中GPS的應(yīng)用，憑借著其高精度、高速度和高效率的優(yōu)勢對傳統(tǒng)的野外檢測方法進(jìn)行了有效的改善并節(jié)省了大量的人力和物力。

(2)工程變形監(jiān)測

工程變形主要是指在工程建設(shè)過測繪過程中，由于受到地殼運動或者是其他影響因素而產(chǎn)生的建筑物位移現(xiàn)象，工程變形主要可以分為陸地工程變形、工程地表沉降以及圍堰大壩變行等，而GPS在工程變形監(jiān)測的基準(zhǔn)設(shè)計、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計、觀測時段設(shè)計以及監(jiān)測周期設(shè)計中都有著極為重要的作用。

(3)地形地貌測繪

對于地形地貌的測繪，主要采用的是是實時動態(tài)差分的方法對土地權(quán)屬界點進(jìn)行測定，僅需要單個操作人員在每個測定點上花費較短的時間，隨后將得出的數(shù)據(jù)移交給計算機(jī)軟件進(jìn)行處理，大大提升了地籍測繪工作的測繪效率。

3 遙感技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用

3.1 遙感技術(shù)的優(yōu)勢特點

相對于傳統(tǒng)測繪工作中的測繪技術(shù)方法來說，遙感技術(shù)具有明顯的大面積同步觀測和實效性特點。首先其覆蓋范圍較廣，并且可以不受地形條件限制的進(jìn)行最佳信息的獲取。其次可以實現(xiàn)對于同一地區(qū)短時間內(nèi)的重復(fù)測量，觀察其動態(tài)變化從而得出相應(yīng)的動態(tài)變化數(shù)據(jù)。

3.2 在工程測繪中的應(yīng)用

(1)測繪地形圖

在進(jìn)行工程測繪的過程中，對于立體攝影的測量方法有著較為普遍的應(yīng)用，其主要是通過遙感技術(shù)來實現(xiàn)對地面三維信息的獲取。并且雷達(dá)衛(wèi)星具有全天候、不受惡劣天氣影響進(jìn)行遙感測量的優(yōu)點，但是由于斑點和噪聲的影響，合成孔徑雷達(dá)的使用會遭受一定程度的影響。雷達(dá)技術(shù)的快速發(fā)展，為地面三維信息的獲取和孔徑雷達(dá)技術(shù)提供了全新的方法，有效的改進(jìn)了獲取數(shù)字高程模型的傳統(tǒng)方式。

(2)制作專題圖

在進(jìn)行空間不同規(guī)模制圖對象的識別過程中，對于遙感圖像的空間分辨率等方面有著較高的要求，其分辨率和地圖比例尺之間存在著較為密切的聯(lián)系，并且由不同平臺的傳感器所獲取的圖像信息形成的成圖精度比例尺也是不僅相同的，所以在使用遙感制圖方式進(jìn)行對象動態(tài)變化現(xiàn)實制圖的過程中，應(yīng)需要對研究對象變化周期以及與其相對的遙感信息源進(jìn)行充分了解和掌握的基礎(chǔ)上進(jìn)行，以此提升測繪工作的質(zhì)量。

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