在城市測(cè)繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用探討

柴眾

摘要：地理信息測(cè)繪，在國家建設(shè)中運(yùn)用廣泛，這是一種工作前期的掃描、定位系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)傳統(tǒng)意義是測(cè)繪精度高、測(cè)繪良好的數(shù)據(jù)處理量。所以在城市工程中，受到重視極大。文章重點(diǎn)介紹地理信息系統(tǒng)的功能、特點(diǎn)，包括在城市測(cè)繪領(lǐng)域的運(yùn)用。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；城市測(cè)繪；數(shù)據(jù)坐標(biāo)

地理信息系統(tǒng)即我們所說的GIS，是以數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在測(cè)繪測(cè)量基礎(chǔ)上管理、研究數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其提供地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)空間信息的系統(tǒng)，具體過程所成為對(duì)地球表面、空間地理開展信息數(shù)據(jù)的收集、管理、分析等操作。在測(cè)繪方面，運(yùn)用至計(jì)算機(jī)構(gòu)建檢索、儲(chǔ)存，顯示、制圖過程。

1、GIS的工作原理和功能

1.1 GIS的工作原理。GIS的工作原則是對(duì)不同形式、不同來源的數(shù)據(jù)展開分析，明確原變量坐標(biāo)的位置。例如，利用海拔、經(jīng)度、緯度等，對(duì)變量位置標(biāo)注，與ZIP地理編碼系統(tǒng)類似，可用系統(tǒng)對(duì)坐標(biāo)明確，再把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可直接訪問GIS數(shù)據(jù)庫的形式。通過運(yùn)營(yíng)商（運(yùn)營(yíng)商可能不同）把地圖數(shù)字信息轉(zhuǎn)換主直觀的、可識(shí)別的圖像。例如，地圖類植被覆蓋信息，甚至可以利用相似原理，把人口調(diào)查數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)成地圖形式的主題信息。

1.2 GIS的主要功能。（1）數(shù)據(jù)采集與編輯功能。GIS數(shù)據(jù)有兩種，一種是圖形、一種是屬性，主要來源于專題地圖。圖形數(shù)據(jù)輸入方式是以數(shù)字化為主。人工跟蹤圖上線段，形成由若干組坐標(biāo)連接成的矢量，這樣就成為了直觀的圖形特征數(shù)字描述。屬性數(shù)據(jù)在數(shù)字化中，可同時(shí)輸入、單一構(gòu)建。對(duì)輸入數(shù)據(jù)，一般系統(tǒng)有完成的功能，如相互編輯、檢查等，同時(shí)在圖形輸入后，可自行構(gòu)建起拓?fù)潢P(guān)系。 （2）數(shù)據(jù)庫管理功能。地理數(shù)據(jù)定義構(gòu)建。地理數(shù)據(jù)庫操作包括數(shù)據(jù)的增加、修改、檢索等等。地理數(shù)據(jù)庫維護(hù)、備份及安全。地理數(shù)據(jù)庫更新以及變化的歷史記錄。（3）空間查詢和分析功能。圖形屬性的雙向查詢。根據(jù)地理對(duì)象圖形查詢是一種屬性的信息。根據(jù)屬性特點(diǎn)查詢對(duì)應(yīng)地理目標(biāo)。（4）制圖功能。GIS可根據(jù)地理數(shù)據(jù)庫地圖生成的數(shù)字地圖，同時(shí)對(duì)數(shù)字地圖圖形開展整飭，添加標(biāo)注、顏色、圖像等等，為用戶輸出全要素地圖。同時(shí)還要根據(jù)用戶需求分層輸出各專題的地圖，可輸出通過空間分析得到有關(guān)的結(jié)果圖形。（5）地形分析功能。GIS通過構(gòu)造數(shù)據(jù)調(diào)和的模型，進(jìn)行有關(guān)的地形分析。包括等高線、透視圖、坡度坡向、斷面圖的分析等等。

2、GIS在測(cè)繪中的流程

2.1 數(shù)據(jù)的采集。因?yàn)橛?jì)算機(jī)具有數(shù)字化的特點(diǎn)，空間對(duì)象要經(jīng)過離散化的表達(dá)，簡(jiǎn)單來說就是將空間對(duì)象抽象表達(dá)成為具體位置、屬性特點(diǎn)，即點(diǎn)線面的地理實(shí)體?？臻g地理數(shù)據(jù)不管是源自于數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，還是來源于模擬的數(shù)據(jù)，都需要和使用的GIS的軟件、硬件相兼容。模擬數(shù)據(jù)要通過數(shù)字化才可輸入到系統(tǒng)中，一般來說有三種輸入方式，即手工數(shù)字化、鍵盤輸入、自動(dòng)化的掃描等等。

雖然，計(jì)算機(jī)可閱讀、儲(chǔ)存數(shù)字類的信息，但輸入格式如果和GIS軟件不同時(shí)要轉(zhuǎn)換后才可輸入。GIS數(shù)據(jù)采集、輸入同時(shí)還可以直接進(jìn)行編輯。數(shù)據(jù)錄入、編輯是各圖層實(shí)體地物要素根據(jù)順序轉(zhuǎn)化成xy坐標(biāo)，以及對(duì)應(yīng)的代碼，一起輸入到計(jì)算機(jī)當(dāng)中。

數(shù)據(jù)采集方法： 第一，定位設(shè)備。野外測(cè)量，GPS、全站儀，其特點(diǎn)是精度高以及效率低的范圍使用?？捎糜诓杉植康臄?shù)量。第二，數(shù)字化設(shè)備。如掃描儀、數(shù)字化儀器等。范圍大且速度快，用于大面積的數(shù)據(jù)采集、普查。第三，數(shù)據(jù)交換。針對(duì)GIS數(shù)據(jù)采集中的屬性信息，采用手工調(diào)查、數(shù)據(jù)處理工作復(fù)雜等造成的效率低下問題?；贏UTOCAD數(shù)字化采集GIS數(shù)據(jù)的方法，解決了GIS在AUTOCAD圖形數(shù)據(jù)當(dāng)中的存儲(chǔ)問題，包括將其AUTOCAD下的GIS數(shù)據(jù)輸入到GIS問題，大幅度提升了GIS數(shù)據(jù)收集的效率。

2.2數(shù)據(jù)的處理。一是誤差識(shí)別、修訂。包括地圖或數(shù)字化過程中所造成的誤差，包括由于地圖、相片變形所引起的；二是地圖投影及坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換，確保所有地理數(shù)據(jù)有統(tǒng)一投影、坐標(biāo)系統(tǒng)；三是數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，包括數(shù)據(jù)輸入格式、分析需求，實(shí)現(xiàn)矢量至柵格之間的相互轉(zhuǎn)換；四是數(shù)據(jù)綜合概括，以此去除數(shù)據(jù)中一些多出的環(huán)節(jié)；五是圖幅的邊緣配對(duì)，方便相信數(shù)據(jù)融合分析。

2.3 GIS系統(tǒng)的空間分析?？臻g分析主要是在地理對(duì)象位置、形態(tài)特點(diǎn)空間數(shù)據(jù)分析技術(shù)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，主要用來提取、傳輸空間的信息。GIS和一般的制圖軟件有所區(qū)別，主要其具有空間的分析能力。GIS空間分析指的是地理事物空間位置、形態(tài)作為基礎(chǔ)，以地學(xué)原理為前提，其特點(diǎn)在于空間數(shù)據(jù)的運(yùn)算，可以產(chǎn)生、提取新空間信息技術(shù)、過程，如可以獲得有關(guān)空間分布、空間形成、空間演變信息。做好數(shù)據(jù)處理預(yù)處理工作后，GIS可利用得到數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，對(duì)于圖形數(shù)據(jù)分析計(jì)算，由空間物體空間位置，以及相互關(guān)聯(lián)去對(duì)于空間事件開展研究、定量描述。

3、GIS在城市測(cè)繪中的具體應(yīng)用

傳統(tǒng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)方法比較少、準(zhǔn)確輔助分析平臺(tái)，規(guī)則設(shè)計(jì)者工作中傳統(tǒng)不可避免由主觀出發(fā)，感性分析處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、信息，這種規(guī)劃設(shè)計(jì)方法。一是工作量大比較容易出錯(cuò)，再加上效率比較低國二是造成規(guī)劃設(shè)計(jì)重視結(jié)果不重視過程的情況，導(dǎo)致內(nèi)涵不足，讓科學(xué)性不好把握。

但是GIS快速數(shù)據(jù)獲得能力、強(qiáng)大空間數(shù)據(jù)處理、分析功能是城市規(guī)劃業(yè)務(wù)所需要的，這是和城市規(guī)劃緊緊聯(lián)系在一起的，是當(dāng)前現(xiàn)代城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中不可少的工具之一。GIS在城市規(guī)劃中不單是數(shù)據(jù)庫，更是強(qiáng)大的工具。使用此系統(tǒng)可以得到城市詳細(xì)、準(zhǔn)確的測(cè)繪數(shù)據(jù)，提升工作的合理、科學(xué)性。和之前的工作相比，有了一定的進(jìn)步。并且這種方式是依賴于計(jì)算機(jī)的，具有高速運(yùn)算及強(qiáng)的邏輯力，可在短時(shí)間內(nèi)提供多種方案進(jìn)行選擇、比較，增加城市測(cè)繪方案合理性。此外，因?yàn)榛谠O(shè)計(jì)機(jī)的可以自動(dòng)生成報(bào)告、表格。數(shù)據(jù)庫使用又讓刪除、補(bǔ)充、更新變得容易。GIS使用也增加了測(cè)繪人員對(duì)于本身工作目的準(zhǔn)確的掌握，讓測(cè)繪工作才可讓城市規(guī)劃更好進(jìn)行。

小結(jié) ：GIS根據(jù)地理學(xué)、測(cè)繪學(xué)，利用算法、理論，對(duì)數(shù)據(jù)開展抽象處理、變換。對(duì)城市測(cè)繪工作精度、效率均有一定提升。伴隨GIS技術(shù)優(yōu)化、發(fā)展，為測(cè)繪工作帶來極大方便，并且進(jìn)一步推進(jìn)控制測(cè)量技術(shù)的變革，大力推動(dòng)社會(huì)生產(chǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]昊秀芹.ArcGIS 9地理信息系統(tǒng)應(yīng)用與實(shí)踐[M]清華大學(xué)出版社，2007，6

[2]馬藹乃.發(fā)展中國遙感與地球信息系統(tǒng)的戰(zhàn)略[J].測(cè)繪科擘，2011（2）