GIS的工作原理及其在測(cè)繪工程中的應(yīng)用研究

李楊

[摘要]近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量工程投入到建設(shè)當(dāng)中，并在時(shí)間推移下逐漸成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，與此同時(shí)，工程測(cè)量作為工程建設(shè)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)也日益受到人們重視。工程測(cè)量，包括測(cè)量方法、技術(shù)、數(shù)據(jù)，是工程建設(shè)各階段測(cè)量工作的總和，若缺少工程測(cè)量所提供的圖紙與數(shù)據(jù)，不僅會(huì)影響施工規(guī)范，還會(huì)對(duì)工程進(jìn)度造成嚴(yán)重影響?？梢?jiàn)，做好工程測(cè)量是確保工程建設(shè)順利進(jìn)行的前提。

[關(guān)鍵詞]GIS的工作原理 測(cè)繪工程 研究

1工程測(cè)量發(fā)展概述

工程測(cè)量，是指工程項(xiàng)目各階段所進(jìn)行的測(cè)量工作，包括測(cè)量數(shù)據(jù)、方法和技術(shù)在內(nèi)的總和。隨著社會(huì)科技的進(jìn)步，現(xiàn)代工程測(cè)量已突破了傳統(tǒng)靜態(tài)的測(cè)定，逐步向著動(dòng)態(tài)化，數(shù)字化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展，在與光學(xué)、機(jī)械學(xué)、自動(dòng)化科學(xué)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的相互交叉滲透中，產(chǎn)生出了一系列數(shù)據(jù)采集、處理、監(jiān)控的測(cè)繪新技術(shù)，為工程測(cè)量提供了新的方法和手段，其中包括全球定位系統(tǒng)（GPS），遙感技術(shù)（Rs），地理信息系統(tǒng)（GIS）及數(shù)字化成圖技術(shù)。目前，工程測(cè)量的服務(wù)范圍相當(dāng)廣泛，其應(yīng)用領(lǐng)域除交通、城規(guī)、農(nóng)林、水電、資源外，還廣泛應(yīng)用于環(huán)境評(píng)估、國(guó)土管理、通訊、公共管理、統(tǒng)計(jì)和金融商業(yè)等領(lǐng)域。

2 GIS的工作原理

GIS規(guī)范化發(fā)展是一個(gè)相對(duì)漫長(zhǎng)的過(guò)程，隨著各種系統(tǒng)的應(yīng)用，GIS逐漸趨于成熟，在測(cè)繪領(lǐng)域的作用也逐漸的凸顯出來(lái)。GIS工作原理主要是對(duì)不同來(lái)源的多元化形式數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，確定測(cè)繪的準(zhǔn)確坐標(biāo)。如利用經(jīng)緯度、海拔等對(duì)變量位置實(shí)施標(biāo)注。然后通過(guò)一定的組織手段形成能夠直接方位的數(shù)據(jù)庫(kù)，并通過(guò)不同系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)商將地圖形式的數(shù)字信息，通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換手段，轉(zhuǎn)換成可以供系統(tǒng)直接識(shí)別的信息或圖像。

3GIS技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展

GIS（GeographiealInformationsystem），即地理信息系統(tǒng)，又可稱為資源與環(huán)境信息系統(tǒng)，是一門以信息技術(shù)為基礎(chǔ)，圍繞地理信息而展開(kāi)，結(jié)合地圖學(xué)、地理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、空間科學(xué)、信息學(xué)管理及遙感科學(xué)構(gòu)建而成的綜合技術(shù)性學(xué)科。GIS技術(shù)通過(guò)將地球范圍內(nèi)所有已存在或已發(fā)生的事物解析為圖像，而后利用全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量、掃描矢量化等手段獲取地球或個(gè)別區(qū)域資源的數(shù)字信息，具有標(biāo)準(zhǔn)化、及時(shí)化、準(zhǔn)確化的特征。GIS以其強(qiáng)大的圖形顯示輸出與數(shù)據(jù)庫(kù)管理能力被廣泛應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，尤其是在工程測(cè)量當(dāng)中，GIS能夠根據(jù)測(cè)量要求在短時(shí)間內(nèi)將數(shù)據(jù)庫(kù)中保存的信息處理成圖，成圖效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)方式，不但顯著縮短了工程設(shè)計(jì)進(jìn)度，且圖形一目了然，信息具體明確，大幅提高了工程設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量。此外，GIS還可經(jīng)由空間分析與空間查詢等功能為決策提供輔助作用，其中，空間分析作為CIS中的重要功能，可通過(guò)處理現(xiàn)有信息來(lái)從中挖掘出對(duì)決策起到參考與借鑒作用的信息。目前，但凡火山爆發(fā)預(yù)測(cè)、全球性的天氣周期性分析或是對(duì)大范圍農(nóng)作物進(jìn)行估產(chǎn)都是經(jīng)由GIS系統(tǒng)來(lái)完成的，而我國(guó)現(xiàn)有精度最高、比例尺最大的數(shù)據(jù)庫(kù)也已在我國(guó)農(nóng)林業(yè)、土地資源、國(guó)防交通等多個(gè)部門中得到使用，效益理想。

4 GIS在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

4.1數(shù)據(jù)采集

在測(cè)繪工程實(shí)施初期，可以利用GIS系統(tǒng)對(duì)實(shí)際客觀存在的測(cè)量對(duì)象進(jìn)行抽象、離散等處理，并將連續(xù)對(duì)象實(shí)體以矢量、柵格兩種形式存儲(chǔ)在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)中。其中柵格數(shù)據(jù)組成部分包括唯一值存儲(chǔ)單元、列，其數(shù)據(jù)集分辨率大小主要根據(jù)地面單位網(wǎng)格的規(guī)格大小；矢量存儲(chǔ)方式就是利用幾何圖形中的基礎(chǔ)點(diǎn)線面，將客觀對(duì)象表示出來(lái)。

4.2數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

GIS對(duì)數(shù)據(jù)的處理主要是通過(guò)專用的數(shù)據(jù)處理軟件，將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，進(jìn)行編輯以及數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浣?，最后通過(guò)將相應(yīng)的測(cè)量圖形以及系統(tǒng)中相關(guān)土層進(jìn)行疊加分析。GIS中軟件能夠分析采集到的數(shù)據(jù)屬性之間的空間關(guān)系。如果采集到的數(shù)據(jù)為復(fù)雜的實(shí)體，臨近數(shù)據(jù)存在包含關(guān)系，需要通過(guò)建模分析。在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理過(guò)程中，需要重視對(duì)數(shù)據(jù)的重構(gòu)，將其轉(zhuǎn)換為GIS系統(tǒng)能夠識(shí)別的數(shù)據(jù)形式，保證各個(gè)數(shù)據(jù)源之間的兼容問(wèn)題。在測(cè)繪工程中，對(duì)于不同的需求側(cè)，其數(shù)據(jù)屬性也會(huì)存在差異，因此在數(shù)據(jù)分析之前，需要通過(guò)一系列的轉(zhuǎn)標(biāo)轉(zhuǎn)換以及投影，建立差異性的數(shù)學(xué)分析模型，滿足GIS系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)空間分析的具體需求。

4.3 GIS空間分析

經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、處理等工作后，GIS系統(tǒng)就能夠通過(guò)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，并通過(guò)相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)研究對(duì)性空間位置進(jìn)行那個(gè)定性以及定量的描述。GIS系統(tǒng)主要的功能包括空間分析，而空間分析是相對(duì)繁雜的過(guò)程，涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)、地理學(xué)、物理學(xué)、區(qū)域?qū)W等學(xué)科知識(shí)。對(duì)空間物體位置的定量描述主要借助于空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)學(xué)、圖論等，這樣才能實(shí)現(xiàn)對(duì)研究對(duì)象的空間數(shù)據(jù)描述效果，從而對(duì)空間過(guò)程實(shí)施進(jìn)一步的預(yù)測(cè)分析。

5 GIS在測(cè)繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)與發(fā)展前景

GIS管理就是將地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，經(jīng)過(guò)一定的轉(zhuǎn)換與處理，將復(fù)雜的地理規(guī)劃、管理、決策問(wèn)題轉(zhuǎn)換為簡(jiǎn)單的定量分析，并利用一系列的設(shè)備、軟件等，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的模擬分析、傳輸、評(píng)價(jià)等。在整個(gè)過(guò)程中，不僅能夠得到傳統(tǒng)測(cè)繪方式難以獲取的地理信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)研究對(duì)象的空間定量分析。該系統(tǒng)通過(guò)定量、定性等形式，實(shí)現(xiàn)了GIS應(yīng)用于分析的有效結(jié)合，為整體規(guī)劃提供有效地便利，獲取的數(shù)據(jù)也更為精確。另外，GIS系統(tǒng)具有快速分析、查詢等功能，能夠從大量數(shù)據(jù)中獲取有用的信息，為重大地理決策提供便利。隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GIS系統(tǒng)應(yīng)用的范圍會(huì)更加的廣闊，可能會(huì)與cI、SDA等技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)時(shí)空一體化的地理信息數(shù)據(jù)分析。另外，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用會(huì)逐漸的滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并且將不同領(lǐng)域空間模型整合到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的框架中，實(shí)現(xiàn)通信、調(diào)度、執(zhí)行為一體的智能化系統(tǒng)。

6結(jié)束語(yǔ)

現(xiàn)階段，我國(guó)的城市化建設(shè)正處于快速發(fā)展的新階段，人們對(duì)于工程測(cè)量精度的要求也越來(lái)越高，這就要求相關(guān)人員加強(qiáng)對(duì)新測(cè)量技術(shù)的研究。GIS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用是測(cè)繪工程一次巨大的變革，對(duì)整個(gè)測(cè)量領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的沖擊，推動(dòng)了測(cè)繪工程的發(fā)展。目前，我國(guó)的工程測(cè)量技術(shù)仍存在一定的缺陷，包括測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)源、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等，還需要加強(qiáng)這些方面的研究，對(duì)GIS技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，提升測(cè)量的精度，為我國(guó)工程測(cè)量提供有效的支持。endprint