淺析關(guān)于地理信息系統(tǒng)在測繪中的運(yùn)用與技術(shù)

張洪銘

【摘? 要】隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程建設(shè)和城市規(guī)劃建設(shè)的項(xiàng)目越來越多，這不可避免的應(yīng)用到測繪技術(shù)。然而傳統(tǒng)的測繪技術(shù)受到多方面的因素影響，在工作效率和精確度方面都不理想。而地理信息系統(tǒng)作為收集匯總處理數(shù)據(jù)的重要手段，在測繪工作中可以有效的解決測繪技術(shù)各方面的問題，提高測繪工作的效率。本文介紹地理信息系統(tǒng)的概念和特點(diǎn)，并在此基礎(chǔ)上論述地理信息系統(tǒng)在測繪中的具體應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng);測繪技術(shù);應(yīng)用

一、地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)，英文全稱為Geographic Information System，簡稱GIS，通過對空間地理進(jìn)行信息數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存、管理和連續(xù)操作，實(shí)現(xiàn)提供地理分布有關(guān)數(shù)據(jù)的功能。地理信息系統(tǒng)主要特點(diǎn)有：在分析數(shù)據(jù)和處理地理問題的過程中使用了屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)，最后利用管理數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)的管理以及應(yīng)用分析，這是一種全新的認(rèn)識地理現(xiàn)象的思維方式;利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)科技手段，能夠精確、快速地進(jìn)行綜合地理定位工作并且采集數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析，最終完成空間上地理數(shù)據(jù)的分析、管理及決策;具備了相應(yīng)的動(dòng)態(tài)預(yù)測及地理分析的能力，能夠以模型為途徑進(jìn)行地理現(xiàn)象的研究與決策;人為因素在私立信息系統(tǒng)中具有越來越重要的作用，地理信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的很多問題其實(shí)都已經(jīng)超出了人類的技術(shù)領(lǐng)域。

二、地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)及優(yōu)勢

1.外部因素影響較小

與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GIS 技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)越性，這一點(diǎn)主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)測繪技術(shù)受自然條件因素影響過大，尤其是在高山密林等地形復(fù)雜區(qū)域，有時(shí)甚至無法展開測繪工作，單靠簡單的等高線等方式的估測會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果誤差較大，從而使測繪工作失去科學(xué)性。此外，若遇到雨雪天氣，測繪工作將不得不被迫中止。.自然條件會(huì)對傳統(tǒng)測繪工作產(chǎn)生直接影響，特別是高地區(qū)或山區(qū)密集區(qū)等，甚至無法測量;此外，暴風(fēng)雨雪天氣也會(huì)使測量環(huán)節(jié)受到限制，故針對一些測量精度要求高的工程傳統(tǒng)測量技術(shù)很難滿足精度要求。而GIS 采用衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)，地理地貌、氣候環(huán)境等均不會(huì)對其產(chǎn)生影響，并且通過接收器完成測量，大大提高了工作的便利性。

2.監(jiān)測效率高

除了不受自然條件影響外，GIS 系統(tǒng)進(jìn)行測量只需在地面設(shè)置接收器，無需諸如觀測、調(diào)節(jié)、估讀等手動(dòng)測量，因而工作效率大大提高。改善了工作效率，GIS 測量采用衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行測量，整個(gè)過程沒有觀測、調(diào)節(jié)、調(diào)平、估讀等傳統(tǒng)測量環(huán)節(jié)，因此大大提高了測量工作的效率;尤其是地形地貌測繪工作，可以采用數(shù)臺(tái)儀器進(jìn)行同步、分組測量，大大縮短了作業(yè)時(shí)間。最后，最大程度上保證測量精度。傳統(tǒng)測量手段基本都存在毫米級的誤差，且操作人員的技術(shù)水平會(huì)對測量精度產(chǎn)生直接影響。.其平面掃描通過衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)，測量人員僅需正確操作接收設(shè)備即可，整個(gè)過程人為影響降至最低，最大程度上保證測量精度。.

3.測量數(shù)據(jù)精度高

傳統(tǒng)測繪中，無論何種測量方式，測繪人員無法做到精確無誤，極小的測量失誤都可能導(dǎo)致測量結(jié)果較大的誤差。然而與傳統(tǒng)測量方式不同，GIS 通過處在地球三個(gè)軌道平面上的 24 顆衛(wèi)星，與遙感技術(shù)緊密結(jié)合，尤其適合大型建筑（如大型商廈、摩天大樓等）的高精度測量。在測量精度上面，通過衛(wèi)星定位，GIS 可以從距離地球 120 公里外的軌道面上輕易捕捉到地面上小型動(dòng)物。因此，系統(tǒng)在測繪時(shí)通過繞地衛(wèi)星的平面掃描，與地面接收器遙相呼應(yīng)，工作人員只需對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理便可得到相關(guān)信息，基本做到“零誤差”。

三、地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的運(yùn)用

1.數(shù)據(jù)收集

在進(jìn)行測繪工作的初期，需要用客觀的態(tài)度面對世界中的物象，在GIS體系中，使用矢量或者格柵的方式可以將物象實(shí)體化并持續(xù)性的保持儲(chǔ)存。此外，還可以利用其它數(shù)據(jù)的方式將對象存儲(chǔ)在非空間數(shù)據(jù)庫房中。在以往的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存中，數(shù)字的信息都是利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)和掃描圖形得出的，然而GIS體系是運(yùn)用GPS定位系統(tǒng)完成的。有的時(shí)候，平臺(tái)還需要通過遙感器完成數(shù)據(jù)的收集。比方說，激光雷達(dá)和數(shù)字掃描裝備都是連接衛(wèi)星或者航空器設(shè)立的數(shù)據(jù)平臺(tái)完成收集任務(wù)。

2.數(shù)據(jù)處理和交換

在地理信息體系中，主要是運(yùn)用各類的軟件完成各項(xiàng)數(shù)據(jù)的處理和建模，再依據(jù)其他方式獲得測量圖形和相對位置疊加信息進(jìn)行分析。系統(tǒng)內(nèi)部軟件會(huì)參照不同數(shù)據(jù)之間信息關(guān)系進(jìn)行甄別，結(jié)合實(shí)體空間完成數(shù)據(jù)的建模工作。然而在對向量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的時(shí)候，一定要確保拓?fù)涞恼_性。在實(shí)際數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化中，少數(shù)測量中的線和點(diǎn)可能會(huì)出現(xiàn)交叉的狀況，或者有污點(diǎn)的產(chǎn)生，這些狀況的發(fā)生都會(huì)影響數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。因此，要有意識的進(jìn)行甄別，以此提高測量結(jié)果的精確度。在地理信息體系數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換中，還需要將系統(tǒng)無法識別的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成可以識別的格式。

3.信息的整合

地理信息集成是地理信息系統(tǒng)在城市制圖中應(yīng)用的關(guān)鍵。因此，在合理整合地理信息的過程中，城市測繪人員應(yīng)確保高度集成的地理信息的準(zhǔn)確性。此外，在地理信息的合理整合中，城市測量人員在開始應(yīng)用之前，應(yīng)建立更完善的國家和區(qū)域地理信息庫，更好地分析城市地形、氣候、河流、區(qū)域分布、人口經(jīng)濟(jì)等綜合信息。同時(shí)，通過測繪可以很方便地共享測繪區(qū)的地理信息，從而方便地將測得的區(qū)域周圍的地理信息與測繪成果相結(jié)合。在地理信息的合理整合過程中，城市測量師也應(yīng)使最終測繪成果更加豐富，并有較強(qiáng)的參考和分析，最終促進(jìn)地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃中的日益廣泛應(yīng)用。

4.空間分析

在進(jìn)行城市測繪工作的時(shí)候，為了完成對測繪區(qū)域地形、建筑群體、管道路線等空間上的分析，還需要依靠地理信息體系的支持。也就是說需要借助計(jì)算機(jī)搜索、分析和傳輸?shù)哪芰M(jìn)行城市測繪工作中的圖形和非空間上數(shù)據(jù)處理。之后，還需要借助體系中計(jì)算密度、制圖、坡向數(shù)據(jù)提取、流域細(xì)分、數(shù)據(jù)分類等功能完成在空間上的數(shù)據(jù)處理，與此同時(shí)，還需要了解所在城市的水文、地形和坡向等狀況，實(shí)現(xiàn)城市空間數(shù)據(jù)測繪最大化效果。比方說，在對某一棟宇進(jìn)行開發(fā)的時(shí)候，首先要先對所在地區(qū)進(jìn)行預(yù)先評估，再結(jié)合地理信息體系，確保其體系在WWW環(huán)境之下運(yùn)行，借助體系中的空間分析能力，運(yùn)算此樓宇的投資環(huán)境指標(biāo)，滿足城市測繪工作需求。

5.在城市地下管線管理中的應(yīng)用

在利用GIS系統(tǒng)時(shí)，可以對城市中的每一條地下管線進(jìn)行定位，結(jié)合實(shí)際的空間信息，制定符合實(shí)際情況的數(shù)字地圖，并以此將管道實(shí)際分布在地下。這種技術(shù)可以使管道地圖重疊，因此可以在數(shù)字地圖中非常確切的反映，可以將不同的管線在同一張地圖上準(zhǔn)確地標(biāo)注。與此同時(shí)將管道屬性數(shù)據(jù)輸入管網(wǎng)圖形信息，建立管道屬性信息庫，保證兩者的一致性，利用圖形信息查詢功能獲取管網(wǎng)屬性信息。還可以搜索屬性數(shù)據(jù)，直觀地獲得各種管線屬性數(shù)據(jù)，找到管道圖形的位置。在城市規(guī)劃制圖中，工作人員可以直接了解地下管線在施工現(xiàn)場的分布情況，避免因?yàn)閷Φ叵虑闆r的了解不足而對這些管線造成損害，影響施工質(zhì)量。建立相應(yīng)的管理系統(tǒng)，對被調(diào)查的信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。如果施工位置發(fā)生變化，可以及時(shí)更新，以保證數(shù)據(jù)的可靠性。

結(jié)語

傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不能滿足社會(huì)發(fā)展的要求，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用對提高測繪工程的準(zhǔn)確性和效率有極大的作用，所以大力發(fā)展地理信息系統(tǒng)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用有十分重要的意義，需要積極的探索和創(chuàng)新，推動(dòng)測繪技術(shù)的快速發(fā)展。

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