GIS技術和數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用分析

鄧濤

（湖南省地質調查院 湖南長沙 410016）

GIS技術和數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用分析

鄧濤

（湖南省地質調查院 湖南長沙 410016）

分析GIS技術和數(shù)字化測繪技術的應用，需要了解工程測量的背景發(fā)，以及技術變更的重要性，然后分析了GIS技術的發(fā)展，最后詳細闡述了兩種技術在工程測量中的應用，突出其作用優(yōu)勢，為工程測量的精準性奠定較好的基礎。

GIS技術；數(shù)字化測繪技術；工程測量

現(xiàn)代科學技術的發(fā)展中，我國的綜合國力，以及技術手段的運用都有所提升。在建設行業(yè)，出現(xiàn)了一批規(guī)模較大，質量要求高的項目，主要有跨江大橋、高層建筑以及隧道等。在這些施工建設過程中，要選取合理的工程測量方法，能夠較好的保證數(shù)據(jù)的準確性，并在工程設計上，滿足其施工全過程的要求，這種情況下，對工程測量技術有巨大的要求與考驗?，F(xiàn)對GIS技術和數(shù)字化測繪技術進行分析，闡述其在工程測量中的應用。

1 工程測量的背景與技術變革重要性

工程測量主要是指工程項目不同階段的測量工作，如測量數(shù)據(jù)、方法、技術等方面。在科技的不斷發(fā)展下，現(xiàn)代工程測量已經(jīng)轉變了理念，從傳統(tǒng)的靜態(tài)測量，逐漸變成動態(tài)測量，更加數(shù)字化、自動化和智能化，在光學、機械學和自動化科學的相互促進中，工程測量行業(yè)逐漸出現(xiàn)了一系列數(shù)據(jù)采集、處理和監(jiān)控的新技術，為工程測量創(chuàng)造新的手段與方法，例如全球定位系統(tǒng)、遙感技術、地理信息系統(tǒng)和數(shù)字化成圖技術等[1]。工作人員在實際工作中發(fā)現(xiàn)，工程測量的服務非常廣泛，其應用的領域非常廣，能夠在多種環(huán)境下得到較好的運用。

在建筑施工中，工程測量是一項非常重要的管理項目，其測量數(shù)據(jù)是施工的主要依據(jù)。施工人員應用技術和方法，需要參考測量數(shù)據(jù)的范圍，然后進行合理的更改。項目的管理內容，主要通過數(shù)據(jù)進行呈現(xiàn)，這種方法促使建筑工程更加智能化和數(shù)字化。測量技術與多種學科有關，例如光學、工程機械學以及其他微觀的學科。測量數(shù)據(jù)有著多種存在的形式，如圖形、模型或是其他符號信息等。在工程測量的實施中，施工項目中的環(huán)境勘察與建筑結構設計都具有重要的意義，在工程測量系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用。施工人員要做好交通規(guī)劃、農(nóng)林建設、土地管理等工作，需要不用擴大工程測量的服務范圍，更好的提升社會價值，滿足行業(yè)需求。

2 GIS技術的發(fā)展

GIS也被稱為地理信息系統(tǒng)，GIS技術主要是指以地理信息為主要依據(jù)，利用計算機技術，聯(lián)合多個科學建立的綜合技術。其主要包含的學科有空間科學、環(huán)境科學、遙感科學和地理學等。自從GIS出現(xiàn)以來，這項技術得到了廣泛的關注與發(fā)展，目前已經(jīng)稱為很多學科領域的重要工具，有效開展數(shù)據(jù)存儲、查詢和分析管理[2]。GIS的核心內容是實測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，其具有優(yōu)秀的管理功能，還能夠進行較強的數(shù)字化制圖，并輔助空間的分析與查詢。

GIS的出發(fā)點與目標就是空間分析功能，能夠在一定范圍內對原有信息進行處理，具有指示和其發(fā)的意義。在一些勘察工作中，通過GIS系統(tǒng)，能夠在24h內，對可能出現(xiàn)的情況進行預估和計算。從而應對這種局面，施工人員可以采取更好的解決措施。例如關于火山爆發(fā)的預測，需要GIS系統(tǒng)進行全球天氣的分析。這種GIS的使用，是目前比例尺最大、精度最高的技術，已經(jīng)在國土規(guī)劃和農(nóng)林水電等部門中，得到了較好的使用，獲得了較大的經(jīng)濟和社會效益。

3 GIS技術和數(shù)字化測繪技術的應用

3.1 GIS技術的應用

GIS技術擁有核心的地理信息系統(tǒng)，該系統(tǒng)擁有多種數(shù)據(jù)參數(shù)，并在其中擁有較強的關聯(lián)性。GIS技術根據(jù)地理學進行信息系統(tǒng)的創(chuàng)建，完善施工技術與數(shù)據(jù)的有效融合。這項技術的出現(xiàn)在多個領域得到了較好的應用，例如在實地勘測中，GIS監(jiān)測到的數(shù)據(jù)更加準確，工程設計人員能夠通過這些數(shù)據(jù)，對工程施工的難易程度進行估計，然后畫出建筑工程學圖[3]。所以GIS技術的應用，能夠幫助施工人員將數(shù)據(jù)信息轉化為地理圖形，讓施工人員更為直觀的了解測繪信息，工程設計與施工中更加準確。測繪出來的地理信息具有一定空間分析功能，能夠較好的捕捉其他空間形態(tài)的信息數(shù)據(jù)。如果地理空間出現(xiàn)變化，施工人員也能夠在較短的時間內，及時掌握這種地理信息變化，其作用形式如圖1所示。

針對GIS技術的應用，在核輻射的擴散勘測中，針對擴散波及范圍的研究，具有突出的貢獻。這種技術能夠在較短的時間內，預算處周邊地理環(huán)境，然后制定出切實有效的預防方法和補救措施。通過這種形式，施工人員能夠發(fā)現(xiàn)GIS技術具有非常強大的監(jiān)測功能和數(shù)據(jù)延展性，在實際操作中，能夠實現(xiàn)地理空間形態(tài)的估算及分析，為多種領域的應用，奠定較好的數(shù)據(jù)保障。

關于GIS的土地面積計算，需要數(shù)字地形模型（DEM），人們可以通過簡單的線性以及其他低次函數(shù)對地表起伏進行模擬[4]。數(shù)字地形模型中，要將一地理范圍內的地形數(shù)據(jù)作為基礎，然后進行數(shù)學變換，可以用（x，Y，Z）表示，區(qū)域平面坐標（x，Y）與高程Z之間的映射關系能夠表示為Z-F（X，Y），（X，Y）∈DEM 所在區(qū)域。

圖1 GIS數(shù)據(jù)庫的應用形式

3.2 數(shù)字化測繪技術的應用

工程測量得到了較好的發(fā)展，逐漸形成以GPS、GIS、RS和網(wǎng)絡通信技術為核心的數(shù)字化測繪技術，這種形式是計算機網(wǎng)絡發(fā)展的必然結果，標志著測繪技術的發(fā)展方向，以及智能化的發(fā)展。

GPS是全球定位系統(tǒng)技術，主要通過導航衛(wèi)星進行測量，這種測量技術擁有較高的精準度，能夠短時高效的完成各項工作。在實際應用中，這種操作手段還擁有全天候、操作簡便的特點發(fā)，目前已全面取代傳統(tǒng)測角和測距方法。在作業(yè)半徑在10～15km的范圍內，精度每減少1km，顯示1mm，在一些不利環(huán)境下，能夠較好的測量。GPS測量主要分為靜態(tài)和動態(tài)測量兩種，其中靜態(tài)測量是由兩臺或兩臺以上GPS接收機觀測數(shù)據(jù)，再經(jīng)平差、坐標傳遞、坐標轉換等最終得到測點的坐標。

RS是指遙感技術，也是航空、衛(wèi)星利用可見光、紅外線以及微波對地形地貌進行攝影成象的技術。這種技術能夠分為航空遙感和衛(wèi)星遙感兩類，能夠快速獲取信息，并從多波段、多角度，想更高的空間進行分析。在RS技術的使用中，要輔助了城市綜合調查，進行水文、交通和土地等多個地圖的編制，為國土開發(fā)奠定較好的數(shù)據(jù)基礎。

數(shù)字化測繪技術，主要體現(xiàn)與數(shù)字化成圖技術，是為了更好的繪制大比例尺的工程圖和地形圖。在傳統(tǒng)的應用手段中，需要利用野外測圖加內業(yè)整理數(shù)據(jù)，這種方法的時間較長，工作條件艱苦。而內外業(yè)一體化的手段，主要利用儀器在野外繪制，使用全站儀和電子平板。這個工作中，要將電子平板與全站儀相連，獲取動態(tài)數(shù)據(jù)，并在屏幕上進行實時繪制。繪制人員也可以通過電子平板的遙控進行繪制，并將這些數(shù)據(jù)傳送給鏡站指揮站，然后由鏡站進行繪制。這種方法在外業(yè)環(huán)境比較艱苦的條件下使用，能夠發(fā)揮較好的作用。

3S技術是GPS、GIS、RS的總稱，這種測繪技術的綜合，是現(xiàn)代化多種技術融合的重要體現(xiàn)，測繪技術、遙感技術和定位圖像處理技術，再加上計算機技術的相互融合，得到數(shù)字化測量系統(tǒng)。這是測繪技術的觀念革命，也是工程測量的必然發(fā)展。但是從發(fā)展前景分析，3S集成技術仍然比較松散，還應從整體系統(tǒng)上進行加強。RS與GPS是GIS強有力的數(shù)據(jù)來源，GIS也是數(shù)字地面模型強有力的解析工具。如今3S技術已經(jīng)被運用于一些諸如全球變化、環(huán)境監(jiān)測、海洋導航、防災減災領域。

4 結束語

GIS技術與數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用，得到了較好的普及與開展。這種技術在科學技術發(fā)展的促進下，也越加完善。GIS的核心內容是實測數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫，其具有優(yōu)秀的管理功能，數(shù)字化測繪技術的疊加，促使工程測量更加準確。測繪人員在測量中，還需要進行較強的數(shù)字化制圖，并輔助空間的分析與查詢工作人員應把握好現(xiàn)代發(fā)展的總體區(qū)域，然后運用新的技術與手段，滿足工程測量的實際需求。工程設計人員能夠通過這些數(shù)據(jù)，對工程施工的難易程度進行估計，然后畫出建筑工程學圖。目前人們將3S技術作為測繪與測量的核心新家，其應用前景廣闊。工作人員應不斷完善這種技術手段，更好的保證其得到合理開發(fā)。技術人員要不斷豐富自身知識，增加技術操作熟練度，為工程測量的快速發(fā)展奠定堅實的基礎。

[1]陳國柱.GIS技術和數(shù)字化測繪技術的發(fā)展及其在工程測量中的應用[J].科技創(chuàng)新導報，2011，26：111.

[2]馮昌添.GIS技術和數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用研究[J].科技創(chuàng)新與應用，2014，23：300.

[3]王建付，王丹，張軍輝.工程測量中GIS技術和數(shù)字化測繪技術的使用探討[J].信息與電腦（理論版），2015，07：31～32.

[4]陳東杰.GIS技術和數(shù)字化測繪技術在工程測量中的應用研究[J].黑龍江科技信息，2015，21：15.

P208

A

1004-7344（2016）10-0191-02

2016-2-24

鄧濤（1987-），男，助理工程師，本科，主要從事測繪工程等工作。