現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用思考

趙平川

（身份證號(hào)：513525197211101012）

前言

近年來(lái)，社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度持續(xù)加快，工程測(cè)量在精度方面提出了較高要求，應(yīng)用現(xiàn)代GIS技術(shù)于工程測(cè)量工作，能夠大大提高工程測(cè)量效率，不斷優(yōu)化工程測(cè)量質(zhì)量。本文探究該論題是極為必要的，論題分析具有一定現(xiàn)實(shí)意義，能為相關(guān)技術(shù)人員提供思路，為工程測(cè)量人員提供實(shí)踐指導(dǎo)。

1 GIS技術(shù)基本介紹

1.1 定義

GIS技術(shù)全稱為地理信息系統(tǒng)，它作為新興技術(shù)的一種，由較多學(xué)科組成，主要用來(lái)數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)分析及管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及顯示。GIS系統(tǒng)以數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ)，通過(guò)模型構(gòu)建動(dòng)態(tài)顯示數(shù)據(jù)變化情況，以便為系統(tǒng)決策、系統(tǒng)服務(wù)提供依據(jù)。技術(shù)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 GIS技術(shù)架構(gòu)

從工具箱角度來(lái)講，GIS技術(shù)包含多類型空間信息，空間信息支持轉(zhuǎn)換操作，并直觀顯示，充當(dāng)工具箱作用；從組織機(jī)構(gòu)角度來(lái)講，GIS技術(shù)具有集合性特點(diǎn)，支持?jǐn)?shù)據(jù)信息檢索、操作、保存、顯示，以便為問(wèn)題處理提供方案；從數(shù)據(jù)庫(kù)角度分析，GIS即數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，通過(guò)數(shù)據(jù)操作直觀顯示已有問(wèn)題[1]。

1.2 特點(diǎn)

開(kāi)放性特點(diǎn)：我國(guó)最早應(yīng)用GIS技術(shù)主要為平面模式，這種模式呈現(xiàn)的圖形質(zhì)量較差，但能夠迎合當(dāng)時(shí)技術(shù)發(fā)展需要。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，GIS技術(shù)不能更好的滿足技術(shù)要求，由平面模式逐漸發(fā)展成三維立體模式，并且系統(tǒng)兼容效果良好，此時(shí)GIS技術(shù)開(kāi)放性特征較顯著。

發(fā)展性特點(diǎn)：我國(guó)經(jīng)濟(jì)、科技發(fā)展速度不斷加快，并且與發(fā)達(dá)國(guó)家間的距離逐漸縮小，GIS技術(shù)發(fā)展以井噴式為主要方向，并且技術(shù)融合趨勢(shì)越來(lái)越明顯，GIS技術(shù)具備良好的連接性以及拓展性，這對(duì)工程測(cè)量工作持續(xù)推進(jìn)有重要意義。

先進(jìn)性特點(diǎn)：現(xiàn)如今工程測(cè)量工作離不開(kāi)GIS技術(shù)支持，主要是因?yàn)镚IS技術(shù)借助三維立體模式自由調(diào)整測(cè)量細(xì)節(jié)、等比例復(fù)制測(cè)量地形、精確定義數(shù)據(jù)，這符合我國(guó)工程測(cè)量活動(dòng)發(fā)展需要。

2 GIS系統(tǒng)組成及功能模塊

2.1 系統(tǒng)組成

GIS系統(tǒng)組成部分包括三方面，分別為地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、人員及組織機(jī)構(gòu)，其中，地理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)作為GIS系統(tǒng)組成基礎(chǔ)，在數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢等方面發(fā)揮重要作用，具體細(xì)分為數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體、幾何數(shù)據(jù)、地理數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、屬性數(shù)據(jù)四部分。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件、軟件兩部分系統(tǒng)組成，其中，硬件系統(tǒng)包括各類設(shè)備，它為GIS系統(tǒng)運(yùn)行提供客觀環(huán)境以及客觀條件；人員及組織機(jī)構(gòu)影響GIS系統(tǒng)運(yùn)行效果，合理安排項(xiàng)目經(jīng)理、信息管理人員、系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)用戶，能夠促進(jìn)GIS系統(tǒng)穩(wěn)健運(yùn)行。

2.2 功能模塊

地圖管理：GIS技術(shù)不僅能夠系統(tǒng)化管理圖庫(kù)、根據(jù)用戶需要調(diào)整地圖格式，而且支持地圖、電子地圖、分析圖的繪制。為擴(kuò)大在工程測(cè)量中的應(yīng)用范圍，其功能優(yōu)勢(shì)越來(lái)越豐富，具體包括測(cè)量誤差修正、投影變換、圖幅拼接等，如圖2。

圖2 GIS系統(tǒng)功能模塊

設(shè)備管理：該模塊的作用主要為：確保系統(tǒng)與輔助功能的一致性，以便提高系統(tǒng)故障處理效率，集中處理基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、檢修數(shù)據(jù)。設(shè)備管理功能模塊作用發(fā)揮的過(guò)程中，應(yīng)首先明確工程測(cè)量范圍，選用適合的設(shè)備以及技術(shù)；然后短時(shí)間內(nèi)尋找目標(biāo)，豐富模擬掛牌功能；最后完善書(shū)面圖形印制功能，以便為工程測(cè)量提供便利。

輔助作圖：為更好的配合工程測(cè)量人員測(cè)量需要，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)完善輔助作圖功能，以便提高管理效率、優(yōu)化管理方法，同時(shí)，還能創(chuàng)新工程測(cè)量人員工作模式。輔助作圖功能模塊支持?jǐn)?shù)據(jù)輸入、地圖直觀展示，此外，還能彌補(bǔ)數(shù)據(jù)手動(dòng)輸入的不足，為工程測(cè)量提供便利[2]。

電網(wǎng)分析：該模塊能為工程測(cè)量決策制定提供思路指導(dǎo)，它主要借助計(jì)算系統(tǒng)完成穩(wěn)定性、安全性分析，根據(jù)分析結(jié)果判斷系統(tǒng)組抗性，盡最大可能提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性。與此同時(shí)，這一模塊能為系統(tǒng)方案制定提供理論指導(dǎo)，為系統(tǒng)決策制定提供可靠支持，例如，準(zhǔn)確判斷拉閘斷電時(shí)間、范圍，并事先制定有效的處理方案，大大提高GIS系統(tǒng)安全性。

3 工程測(cè)量中現(xiàn)代GIS技術(shù)應(yīng)用分析

GIS技術(shù)應(yīng)用于工程測(cè)量工作，通過(guò)發(fā)揮GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)滿足工程準(zhǔn)確測(cè)量需要，大大提高工程設(shè)計(jì)進(jìn)程，其中，GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)主要有低成本、精準(zhǔn)度、高效率、更新及時(shí)等，不斷擴(kuò)大GIS技術(shù)推廣范圍，提高GIS技術(shù)在工程測(cè)量中的應(yīng)用，能夠逐步提高工程測(cè)量水平，加快GIS技術(shù)發(fā)展速度。下文具體分析現(xiàn)代GIS技術(shù)在工程測(cè)量中的具體應(yīng)用。

3.1 數(shù)據(jù)采集

工程測(cè)量人員應(yīng)用GIS技術(shù)優(yōu)選適合的視覺(jué)變量，針對(duì)圖形顏色、大小、紋理、顯示層次等具體選擇。數(shù)據(jù)符號(hào)是數(shù)據(jù)顯示的主要組成部分，適當(dāng)優(yōu)化數(shù)據(jù)符號(hào)，研究、開(kāi)發(fā)適用性強(qiáng)的工具及軟件，以便更好的豐富數(shù)據(jù)功能，直觀展示數(shù)據(jù)信息。工程測(cè)量人員準(zhǔn)確標(biāo)記地圖于屏幕，能夠及時(shí)、高效獲取電子地圖。

3.2 數(shù)據(jù)處理

GIS技術(shù)主要用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分類、數(shù)據(jù)顯示，這均屬于數(shù)據(jù)處理內(nèi)容，其中，數(shù)據(jù)管理呈現(xiàn)系統(tǒng)化特點(diǎn)，數(shù)據(jù)顯示主要表現(xiàn)為專題圖。色相飽和度具體分析時(shí)，有步驟的分類圖形、展示圖形數(shù)據(jù)，在這一過(guò)程中，GIS技術(shù)細(xì)分圖形紋理、圖形顏色，呈現(xiàn)分級(jí)圖特點(diǎn)，除此之外，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示方法還可以選用直方圖，或者是圓餅圖。

3.3 可視化

GIS技術(shù)可視化效果呈現(xiàn)，如圖3，主要借助三維立體圖形全面展示空間信息，營(yíng)造良好的視覺(jué)效果，通過(guò)立體化呈現(xiàn)空間信息，這是對(duì)平面空間信息的高效轉(zhuǎn)換。GIS技術(shù)以可視化方向?yàn)榘l(fā)展目標(biāo)，并融合多媒體技術(shù)，能夠合理調(diào)整信息傳遞方式，改變信息表達(dá)方法?？梢暬夹g(shù)表達(dá)載體主要為圖像、視頻、圖形、文本、動(dòng)畫(huà)、聲音等，可視化技術(shù)發(fā)展呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，這對(duì)GIS技術(shù)持續(xù)發(fā)展有重要意義，能為工程測(cè)量提供有力的技術(shù)保障。

圖3 GIS技術(shù)可視化效果

3.4 數(shù)據(jù)查詢

GIS技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時(shí)，查詢對(duì)象主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)圖表、數(shù)據(jù)庫(kù)表格，以及關(guān)聯(lián)性緊密的文字信息。GIS技術(shù)查詢數(shù)據(jù)具有便捷化、高效率特點(diǎn)。

3.5 地圖動(dòng)畫(huà)展示

測(cè)量數(shù)據(jù)以動(dòng)態(tài)形式呈現(xiàn)，這一過(guò)程即地圖動(dòng)畫(huà)采集過(guò)程，相對(duì)來(lái)講，測(cè)量數(shù)據(jù)以可視化形式呈現(xiàn)，這一過(guò)程為靜態(tài)展示過(guò)程。地圖動(dòng)畫(huà)實(shí)際展示的過(guò)程中，適當(dāng)加入時(shí)間維度，促使地圖內(nèi)容在時(shí)間的推移下動(dòng)態(tài)變化，并以動(dòng)畫(huà)形式直觀呈現(xiàn)。一般來(lái)講，地圖動(dòng)畫(huà)表現(xiàn)集中在漫游平移、開(kāi)窗伸縮、閃爍強(qiáng)調(diào)、動(dòng)態(tài)動(dòng)畫(huà)等方面，這全面彌補(bǔ)了以往數(shù)據(jù)平面展示的不足，GIS技術(shù)展示的動(dòng)畫(huà)地圖具有直觀化特點(diǎn)，能夠?yàn)楣こ虦y(cè)量人員分析提供依據(jù)。

3.6 結(jié)果顯示

工程測(cè)量應(yīng)用GIS進(jìn)行空間分析，在這一過(guò)程中，具體進(jìn)行緩沖區(qū)分析、地形分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析，并將多層面分析結(jié)果具體化、直觀化顯示，結(jié)果顯示手段主要為連續(xù)線段或者斷續(xù)線段，這種顯示方法能夠大大提高地形測(cè)量準(zhǔn)確性。如果地理位置、測(cè)量時(shí)間段發(fā)生變化，那么可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)要素緩沖展現(xiàn)圖幅，盡最大可能提高工程測(cè)量準(zhǔn)確性。

3.7 輔助決策

從上述介紹中能夠看出，GIS技術(shù)功能十分豐富，并且GIS技術(shù)在數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)挖掘等方面發(fā)揮了重要作用，通過(guò)發(fā)揮GIS技術(shù)優(yōu)勢(shì)來(lái)輔助空間數(shù)據(jù)查詢，并根據(jù)數(shù)據(jù)查詢結(jié)果完成數(shù)據(jù)分類、整理、加工等系列處理工作，這能為系統(tǒng)決策以及決策方案制定奠定良好基礎(chǔ)。為了確保工程測(cè)量活動(dòng)順利執(zhí)行，大大提高工程測(cè)量項(xiàng)目開(kāi)展效率，工程測(cè)量決策應(yīng)具有可行性，與此同時(shí)，工程測(cè)量數(shù)據(jù)信息處理應(yīng)起到GIS系統(tǒng)維護(hù)、軟硬件設(shè)備完善的積極作用，這對(duì)GIS數(shù)據(jù)輸出有重要意義。由于數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)輸出等化解均對(duì)GIS系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性有關(guān)鍵性影響，在此期間，不斷優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，定期更新、升級(jí)軟件，完善硬件設(shè)施，以便充分發(fā)揮GIS技術(shù)在決策制定方面的輔助作用[3]。

GIS技術(shù)屬于當(dāng)代社會(huì)發(fā)展的產(chǎn)物，將其應(yīng)用于工程測(cè)量工作，發(fā)展方向傾向于現(xiàn)代GIS知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)、整合型GIS測(cè)量系統(tǒng)、智能機(jī)器人三方面，這能大大提供工程測(cè)量水準(zhǔn)。

4 結(jié)論

綜上所述，現(xiàn)代工程測(cè)量工作正處于發(fā)展的關(guān)鍵階段，應(yīng)用GIS技術(shù)于工程測(cè)量項(xiàng)目，這不僅符合現(xiàn)階段工程測(cè)量需要，而且還能豐富GIS技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，大大提高工程測(cè)量效率以及工程測(cè)量準(zhǔn)確性。工程測(cè)量活動(dòng)中在數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、可視化、數(shù)據(jù)查詢、地圖動(dòng)畫(huà)展示、結(jié)果顯示、輔助決策等方面應(yīng)用GIS技術(shù)，能夠促進(jìn)工程測(cè)量活動(dòng)順利推進(jìn)。

[1]燕 松.淺議現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用[J].城市建筑，2013（18）：124+137.

[2]郭 鑫.現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].科技資訊，2012（30）：13.

[3]王培植.現(xiàn)代GIS技術(shù)及其在工程測(cè)量中的應(yīng)用探討[J].才智，2012（04）：57.