工程測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用分析

張樹榮

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一0四地質(zhì)大隊(duì) 貴州省都勻市 558000）

科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展推動了地理信息系統(tǒng)的逐漸完善，擴(kuò)大了地理信息系統(tǒng)的服務(wù)范圍，提高了地理信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用價值。目前，地理信息系統(tǒng)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于社會各個領(lǐng)域，在工程測繪中也同樣發(fā)揮著重要作用。

1 工程測繪的內(nèi)涵

工程測繪按照不同階段進(jìn)行區(qū)分，包括工程規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測繪、施工階段測繪和竣工后運(yùn)營管理階段的測繪。工程測繪是利用現(xiàn)代測繪技術(shù)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)和發(fā)展中的具體應(yīng)用。

規(guī)劃設(shè)計(jì)階段工程測繪主要針對建設(shè)施工項(xiàng)目所在地地形資料的獲取，測繪手段主要包括地面測圖和航空攝影測繪；工程建設(shè)階段的測繪是為了能夠?qū)こ唐矫嫖恢煤透叱虜?shù)據(jù)進(jìn)行采集，作為工程施工的數(shù)據(jù)支持；竣工后的管理階段測繪主要為了實(shí)現(xiàn)變形監(jiān)測和維修養(yǎng)護(hù)。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，包括地理信息系統(tǒng)（GIS）在內(nèi)的各類先進(jìn)技術(shù)在工程測繪中獲得了廣泛應(yīng)用，豐富了工程測繪的技術(shù)手段，推動工程測繪向著自動化和數(shù)字化方向不斷發(fā)展[1]。

2 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)（GIS）是基于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展基礎(chǔ)上將地理學(xué)和測量學(xué)相結(jié)合，用于對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、處理和分析的重要技術(shù)。GIS具有地理空間數(shù)據(jù)的采集、存儲、處理分析和輸出等功能?，F(xiàn)代科技發(fā)展為地理信息系統(tǒng)提供了有效的技術(shù)支持，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對海量信息的快速處理，解決了各種復(fù)雜的處理方式，被廣泛應(yīng)用于城市規(guī)劃、資源調(diào)查、公共設(shè)施管理以及工程建設(shè)規(guī)劃等方面，促進(jìn)了社會快速發(fā)展[2]。

3 地理信息系統(tǒng)主要功能

3.1 數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集以及對數(shù)據(jù)的編輯功能是GIS主要功能，通過數(shù)據(jù)采集和編輯功能可以為數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)完整性和數(shù)據(jù)邏輯一致性提供可靠保障。能夠?yàn)榈乩硇畔⑾到y(tǒng)提供數(shù)據(jù)采集和編輯的技術(shù)多種多樣，其中以數(shù)字化掃描是較常用的一種，這種手段是利用數(shù)字化儀器對紙質(zhì)地圖進(jìn)行掃面，將地圖數(shù)據(jù)形成數(shù)字信息加以存儲和利用。隨著當(dāng)前技術(shù)的不但提高，信息共享以及數(shù)據(jù)的自動化輸入方式也在實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和編輯功能中發(fā)揮了重要作用。

3.2 數(shù)據(jù)處理與存儲

數(shù)據(jù)處理包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和格式的轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)比例尺的變換等。通過數(shù)據(jù)處理能夠?qū)崿F(xiàn)比例尺的縮小與放大功能，實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)和平移等效果。數(shù)據(jù)存儲功能為GIS的專業(yè)地圖進(jìn)行管理提供技術(shù)支持，通過數(shù)據(jù)庫空間的組織以及地圖分類，能夠?qū)崿F(xiàn)對大量專業(yè)地圖的存儲管理。

3.3 圖形顯示功能

圖形顯示功能是地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對客戶服務(wù)的重要功能，它通過對大量數(shù)據(jù)信息的分析和提取，采用圖形的方式予以表達(dá)，為不同需求的客戶提供服務(wù)。圖形顯示功能可以將用戶所需信息通過網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)進(jìn)行傳輸，利用電腦等進(jìn)行顯示，也可以形成報(bào)告和表格等圖件形式，能夠最大程度方便客戶對地理信息的使用。

3.4 空間查詢功能

空間查詢功能的實(shí)現(xiàn)讓地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用更加具有價值?？蛻衾每臻g查詢功能不但能夠查找相關(guān)數(shù)據(jù)，還能通過系統(tǒng)的分析功能發(fā)現(xiàn)具有隱含意義的有價值數(shù)據(jù)。在實(shí)現(xiàn)空間查詢時，地理信息系統(tǒng)能夠結(jié)合客戶的查詢條件調(diào)取相應(yīng)數(shù)據(jù)形成圖文輸出，有助于客戶做出正確的判斷和決策。空間查詢功能在工程設(shè)計(jì)規(guī)劃階段中具有重要使用價值[3]。

4 地理信息系統(tǒng)的功能優(yōu)勢

4.1 外部因素干擾小

傳統(tǒng)的測繪是基于人工操作基礎(chǔ)上進(jìn)行的，受到自然環(huán)境、季節(jié)因素影響較大。惡劣天氣常常會給測繪工作帶來較大困難，不僅能影響到測繪工作效率，也使測繪精準(zhǔn)度受到嚴(yán)重影響。地理信息系統(tǒng)測繪是采用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)，充分利用了衛(wèi)星監(jiān)測和航空技術(shù)，環(huán)境因素對測繪工作干擾較小，測繪的工作效率得到大幅度提升，測繪數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度也得到提高。

4.2 監(jiān)測效率高

GIS測量是利用衛(wèi)星技術(shù)實(shí)現(xiàn)地理測繪，擺脫了傳統(tǒng)人工測量的操作模式的限制，只要在地面設(shè)置接收設(shè)備就能夠?qū)崿F(xiàn)測量，不但對自然環(huán)境適應(yīng)范圍越來越大，而且提高了測繪工作效率。

4.3 測量精度高

利用衛(wèi)星在地理測繪方面的功能，能夠?qū)δ繕?biāo)位置進(jìn)行平面掃描，從而獲得地理信息系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)和圖像，在整個測繪過程中，工作人員只需對設(shè)備正確操作就能實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測繪結(jié)果，降低了測試工作對人力資源的占用，降低測繪成本，也使測試工作效率和測繪精度大幅度提升。

5 工程測繪地理信息系統(tǒng)的實(shí)施

5.1 工程測繪中地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集

工程測繪通常包括建設(shè)設(shè)計(jì)規(guī)劃階段、工程興建階段和竣工運(yùn)營階段。

5.1.1 工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段測繪

在工程建設(shè)設(shè)計(jì)階段中，主要針對目標(biāo)地域地形進(jìn)行勘察，這是對工程建設(shè)目標(biāo)區(qū)域地標(biāo)建筑以及地形水平面投影位置和高程展開的測量，通過GIS進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和分析，對數(shù)據(jù)比例縮放和標(biāo)注等方法繪制成工程建設(shè)目標(biāo)區(qū)域的地形圖。工程建設(shè)規(guī)劃設(shè)計(jì)階段地形測繪主要采用航空攝影測繪技術(shù)完成。

5.1.2 工程興建階段測繪

工程興建階段測繪主要結(jié)合設(shè)計(jì)對工程施工現(xiàn)場情況掌握需求，對工程所在區(qū)域地上物和建筑設(shè)施等進(jìn)行準(zhǔn)確定位，測量出平面位置和高層，這些數(shù)據(jù)將會作為設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)支持，以便于形成設(shè)計(jì)方案為工程現(xiàn)場施工提供依據(jù)。在工程興建階段測繪中，往往需要建立起施工控制網(wǎng)，結(jié)合工程的實(shí)際要求展開測繪工作。通過地理信息系統(tǒng)，能夠有助于測繪數(shù)據(jù)的處理和分析工作，形成有效數(shù)據(jù)和圖形為工程設(shè)計(jì)提供有價值信息。

5.1.3 工程竣工后的測繪

工程竣工后進(jìn)入到營運(yùn)階段，通過測繪工作能夠起到對工程監(jiān)視效果。通過平面測量和高程測量能夠發(fā)現(xiàn)工程變形情況，及時獲取安全狀況變化數(shù)據(jù)，以便能夠及時采取相應(yīng)補(bǔ)救方案或維修措施。

5.2 工程測繪中地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

工程測繪中，通過衛(wèi)星或航空設(shè)備形成的數(shù)據(jù)將輸入到地理信息系統(tǒng)中，進(jìn)行數(shù)據(jù)編輯、分析和處理，將各種形式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信息，實(shí)現(xiàn)多來源數(shù)據(jù)的兼容。利用地理信息系統(tǒng)，能夠?qū)⒋罅抗こ虦y繪數(shù)據(jù)在短時間內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，提高工程測繪數(shù)據(jù)信息處理效率和數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性[4]。

5.3 工程測繪中地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出

工程測繪數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出需要完成大量數(shù)據(jù)處理和復(fù)核，需要借助于地理信息系統(tǒng)良好的數(shù)據(jù)輸出性能完成測繪圖的自動繪制，不僅能夠在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中得到顯示，還能實(shí)現(xiàn)三維立體效果，讓工程測繪數(shù)據(jù)變得更加直觀，更加便于工程設(shè)計(jì)工作人員對工程所在地區(qū)地形、地貌和海拔進(jìn)行分析判斷，從而加快工程設(shè)計(jì)規(guī)劃和施工階段設(shè)計(jì)步伐。

6 結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)以計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)科技作為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮系統(tǒng)的功能優(yōu)勢，將航拍測繪數(shù)據(jù)和衛(wèi)星測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行有效采集、處理和分析，形成數(shù)字化信息在工程測繪中加以應(yīng)用，能夠有效提高工程勘察效率，推進(jìn)工程建設(shè)發(fā)展進(jìn)程。