論地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的作用

鄭立平

摘 要：地理信息系統(tǒng)從出現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)在，僅僅經(jīng)歷了40多年的時間。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和人們對于精確度越來越高的要求，地理信息系統(tǒng)不斷完善，并越來越廣泛的應(yīng)用在各個領(lǐng)域之中。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測繪；應(yīng)用

1 引言

地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于測繪工作中，可以實現(xiàn)空間分析、空間查詢、綜合分析評價以及模擬預(yù)測等功能。其在測繪中的應(yīng)用代替了傳統(tǒng)的測繪方式，使測繪精度大大的提高，同時很大程度上提高了測繪效率，同時減少測繪的工作量。本文探討了地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用，以供參考借鑒。

2 地理信息系統(tǒng)概述

2.1 應(yīng)用地理信息系統(tǒng)進行測繪的優(yōu)勢

（1）大大節(jié)省了測繪過程所需要的時間和精力。地理信息系統(tǒng)作為一個完整和先進的系統(tǒng)，擁有自己特有的工作方式和流程，這種流程基本依賴于計算機系統(tǒng)，而計算機系統(tǒng)相比于人工操作效率更快，因而在測繪中采用地理信息系統(tǒng)，在很大程度上縮短了測繪工作的流程和時間。

（2）可以有效的避免減少失誤，并且測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確易于使用。由于地理信息系統(tǒng)測繪工作的整個過程是依賴計算機通過預(yù)先設(shè)定的程序來進行，所有的采集、輸入、分析整理工作都是由計算機自動完成的，因此可以更好的避免工作流程中各個階段的失誤，使測繪結(jié)果更加準(zhǔn)確。

（3）具有時效性。地理信息系統(tǒng)在測繪工程中，一旦設(shè)定了系統(tǒng)行動的規(guī)則，就可以時時根據(jù)地理環(huán)境的變化調(diào)整分析結(jié)果。地理信息系統(tǒng)輔以衛(wèi)星、即時監(jiān)控等新科技手段，能夠完成對特定區(qū)域的實時監(jiān)控，并能夠根據(jù)地理環(huán)境的變化及時分析出對測繪工作的影響并反應(yīng)在測繪結(jié)果上。

2.2 地理信息系統(tǒng)的功能

（1）數(shù)據(jù)編輯和處理功能。地理信息系統(tǒng)具有對各種圖形進行編輯的功能，例如建立拓?fù)潢P(guān)系、圖形編輯、圖幅拼接、投影變換以及誤差校正等，與數(shù)據(jù)庫相連接，對原圖進行處理。

（2）數(shù)據(jù)的存儲與管理。地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、光柵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)存儲和管理中，大多數(shù)GIS系統(tǒng)采用空間分區(qū)、專題分層的數(shù)據(jù)組織方法。

（3）空間查詢和分析功能。空間查詢和數(shù)據(jù)分析對我們的日常生活非常重要，如某地發(fā)生的地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境出現(xiàn)異常等都可以通過GIS系統(tǒng)進行實時查詢，因為GIS系統(tǒng)具有對地理空間的查詢與分析功能，這也是GIS得以廣泛應(yīng)用的重要原因之一。通過GIS系統(tǒng)提供的具體信息，用戶可以得到與之相關(guān)的數(shù)據(jù)，為決策提供科學(xué)的依據(jù)。

（4）可視化表達與輸出。通過中間處理，最終結(jié)果以可視化形式出現(xiàn)。屏幕顯示的對象與方式，圖形與數(shù)據(jù)，可根據(jù)具體的要素信息密集成度進行屏幕顯示。GIS不僅可以輸出全要素地圖，也可以按照各種用戶的需求，分層輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計圖、圖標(biāo)及數(shù)據(jù)等。

3 工程測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用分析

3.1 數(shù)據(jù)采集

為了在數(shù)據(jù)存儲中得到柵格和矢量兩種形式的連續(xù)對象實體，測繪初期便要對自然界監(jiān)測對象施以不同的離散和抽象。決定柵格數(shù)據(jù)集的分辨率和矢量的存儲方式分別為地面單位網(wǎng)格寬度和利用點線面三要素來表示監(jiān)測對象。當(dāng)然除了這一方式，還有其他方式來存儲非空間數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集方法是對人工測量數(shù)據(jù)進行數(shù)字化或掃描來得到數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，而比較先進的方法則是通過GPS系統(tǒng)檢測出相應(yīng)坐標(biāo)，接著將坐標(biāo)輸入到GIS系統(tǒng)中進行相關(guān)處理。當(dāng)然，這一過程也可以通過遙感技術(shù)來完成。

3.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

地理信息系統(tǒng)除了可以很好地收集數(shù)據(jù)，還可以對數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)化與處理，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為可以直接利用的信息。這不但提高了測繪工作的效率，也大大增加了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。當(dāng)數(shù)據(jù)輸入至地理信息系統(tǒng)內(nèi)時，地理信息系統(tǒng)就會開始處理工作，然后進行拓?fù)浣＃涯切┧@取的測量圖形與存儲于地理信息系統(tǒng)中的圖層相同的區(qū)域疊加在一起，并進行相應(yīng)的分析。此時，地理信息系統(tǒng)就會自動識別不同屬性條件在數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系，為進行下一步分析提供基礎(chǔ)。除此之外，地理信息系統(tǒng)做進一步的處理，要將所得的數(shù)據(jù)進行重構(gòu)，將其轉(zhuǎn)化為可以識別的數(shù)據(jù)格式，使那些不同的數(shù)據(jù)源能夠得到兼容。值得一提的是，測繪側(cè)重點的不同也會要求處理對象的屬性不同。也正因為如此，地理信息系統(tǒng)需要一些必要的處理工作，如將投影與坐標(biāo)進行變換與整合，為數(shù)據(jù)處理打下基礎(chǔ)，以此來得到精度要求不同、復(fù)雜度不同的數(shù)學(xué)模型，從而使這些數(shù)據(jù)能夠更好地為人所用。

3.3 精細(xì)數(shù)據(jù)測量

在進行精細(xì)數(shù)據(jù)測量的過程中，測繪人員可以通過GIS系統(tǒng)使測繪點自動形成回路，通過相關(guān)檢測標(biāo)準(zhǔn)對所需測量數(shù)據(jù)進行合理分析，以快速發(fā)現(xiàn)差異數(shù)據(jù)，及時進行復(fù)查。此外，在進行精細(xì)數(shù)據(jù)測量的過程中，測繪人員通過利用GIS系統(tǒng)可以有效減少定位、讀數(shù)以及操作等測量工作中產(chǎn)生的誤差，直至誤差無限接近于零，從而使GIS在現(xiàn)代城市測繪中運用的更為廣泛、可信度更高、利用率更高。

3.4 對可觀對象進行空間分析

地理信息系統(tǒng)具有有效的空間分析能力，能夠?qū)Φ玫降臄?shù)據(jù)進行空間分析，通過對圖形數(shù)據(jù)進行分析計算以及分析物體的空間位置來對空間事物進行分析研究。總的來說，地理信息系統(tǒng)通過對地理信息和拓?fù)鋵W(xué)等知識體系進行結(jié)合和分析，以此形成對空間構(gòu)成的認(rèn)知，從而實現(xiàn)獲取空間數(shù)據(jù)的目的。

3.5 立體式輸出

立體式輸出是GIS在城市測繪中應(yīng)用的重要內(nèi)容，在此過程中，測繪人員要注重針對數(shù)據(jù)處理來合理建設(shè)測繪圖，同時數(shù)據(jù)復(fù)核發(fā)現(xiàn)異常數(shù)據(jù)，則其修正工作難度將會加大，所以測繪人員應(yīng)合理利用立體式輸出來解決此類問題。因此，在數(shù)據(jù)的后期處理及測繪圖的繪制過程中，測繪人員應(yīng)采取立體式輸出法，以提高GIS的可靠性，有效減少測繪工作的復(fù)雜及困難。

4 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于測繪中的發(fā)展和展望

GIS系統(tǒng)以其特殊的功能，正在被廣泛應(yīng)用于測繪工作中，極大地促進了空間分析的需求。未來的地理信息系統(tǒng)發(fā)展方向可能通過SDA技術(shù)與CI技術(shù)在GIS大背景下相互結(jié)合，從而實現(xiàn)時空一體化，形成這一分析模擬引擎。此外，未來的地理信息技術(shù)發(fā)展可能會將不同領(lǐng)域空間模型通過有效組織集合到同一框架下，通過調(diào)度，配合通信執(zhí)行智能行為?，F(xiàn)如今的汽車導(dǎo)航裝置就是通過GPI與GIS雙系統(tǒng)來輔助駕駛以及導(dǎo)航規(guī)劃。這一發(fā)展方向比較傾向于RS與GPS雙系統(tǒng)結(jié)合來進行虛擬現(xiàn)實技術(shù)合成，而且進一步發(fā)展成為可以交互操作與數(shù)據(jù)共享的層面。

5 結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)憑借其超強的信息收集處理以及輸出功能，使其在當(dāng)今測繪中起到舉足輕重的作用。其信息多元化與測繪結(jié)果的多維化也成為現(xiàn)代測繪的必要發(fā)展趨勢。在GIS系統(tǒng)的利用方面，我們需要進一步大膽的借鑒創(chuàng)新，取其精華去其糟粕，一定會在推動測繪技術(shù)發(fā)展上邁出更大的一步。

參考文獻：

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