地理信息系統(tǒng)在測繪管理中的應(yīng)用

南京市江寧區(qū)左宜測繪有限公司，江蘇 南京 210000

1 地理信息系統(tǒng)應(yīng)用概述

1.1 系統(tǒng)概念

地理信息系統(tǒng)是基于數(shù)據(jù)庫、計算機圖形、航天、遙感等技術(shù)的一項全新技術(shù)體系，地理信息系統(tǒng)同時具備數(shù)據(jù)輸入、分類存儲、數(shù)據(jù)編輯、運算分析等多項使用功能，可以為用戶提供更為優(yōu)質(zhì)的多元化信息服務(wù)。根據(jù)實際應(yīng)用情況，地理信息系統(tǒng)根據(jù)用戶操作需求，自動對相關(guān)地理信息進行采集處理，通過計算機程序在已知數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上構(gòu)建空間信息模型，模擬所對應(yīng)的現(xiàn)實地理空間的實際情況，為用戶提供可視化的模擬地理空間觀測服務(wù)以及各類空間的地理數(shù)據(jù)，便于后續(xù)測繪管理工作的開展。地理信息系統(tǒng)的組成見圖1，三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要內(nèi)容見圖2。

圖1 地理信息系統(tǒng)的組成

圖2 三維地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)主要內(nèi)容

1.2 系統(tǒng)特點

（1）信息動態(tài)處理。地理信息系統(tǒng)采取即時監(jiān)控、衛(wèi)星觀測等技術(shù)手段，可以實時獲取測繪區(qū)域內(nèi)的地理信息，并隨著測繪區(qū)域地理環(huán)境的變化情況而實時調(diào)整測繪結(jié)果，改變所構(gòu)建的空間信息模型，保證了測繪信息的時效性。（2）自動化。與傳統(tǒng)測繪方式相比，地理信息系統(tǒng)可以根據(jù)程序運行準(zhǔn)則，用戶提前輸入的控制指令，在無人工干預(yù)情況下自動開展各項測繪作業(yè)，如數(shù)據(jù)采集、輸入、分類存儲、集中顯示、圖表繪制、圖像處理，既可以提高測繪管理工作效率，簡化作業(yè)步驟，又可以消除人為因素對測繪作業(yè)質(zhì)量及結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。（3）完整性。從軟件層面來看，地理信息系統(tǒng)同時具有多項使用功能，如信息采集、運算分析、集中顯示等，可以對空間地理信息進行動態(tài)化處理，滿足現(xiàn)代測繪工程的作業(yè)與管理需求。從硬件組成層面來看，系統(tǒng)將以硬件的形式存在，與各類軟件產(chǎn)品相互組合，即可形成穩(wěn)定的、完整的、具有良好邏輯性的信息化系統(tǒng)，可以對各類實時地理信息進行流動處理，完成信息流數(shù)據(jù)交換等操作。（4）高精度。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，地理信息系統(tǒng)采取即時監(jiān)控、衛(wèi)星觀測等技術(shù)手段，測繪精度較高。同時，地理信息系統(tǒng)還具備數(shù)據(jù)加工處理功能，可以對存在的觀測誤差值進行加工處理，進一步縮小測繪誤差、提高測繪精度。GIS系統(tǒng)、傳統(tǒng)測繪技術(shù)的誤差對比見表1。

表1 GIS測量與傳統(tǒng)測量的誤差對比

1.3 系統(tǒng)主要功能

現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)具有多項使用功能，可以滿足測繪管理要求。最為常見的系統(tǒng)功能包括地理空間數(shù)據(jù)管理功能和地圖制圖功能。其中，地理空間數(shù)據(jù)管理功能是系統(tǒng)基于程序運行準(zhǔn)則，通過繞地衛(wèi)星平面掃描等方式，持續(xù)將測區(qū)地理數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)與配套數(shù)據(jù)庫中，所錄入數(shù)據(jù)類型有植被覆蓋數(shù)據(jù)、河流水系數(shù)據(jù)、地貌圖紙、地形結(jié)構(gòu)、地勢走向等。隨后，根據(jù)所輸入的控制指令，對各類地理數(shù)據(jù)進行分類存儲，并提供數(shù)據(jù)檢索、數(shù)據(jù)維護更新等服務(wù)，為后續(xù)規(guī)劃方案編制、圖形繪制等工作的開展提供信息支持。地圖制圖功能的發(fā)揮主要是系統(tǒng)根據(jù)已知測區(qū)地理信息，自動繪制不同類型的地形圖，構(gòu)建空間信息模型，幫助測繪管理人員直觀、全面地掌握測區(qū)地理環(huán)境情況。這項功能有效解決了繪圖時間過長、繪圖精度不穩(wěn)定等問題。

2 地理信息系統(tǒng)在測繪管理中的具體應(yīng)用

（1）數(shù)據(jù)采集。傳統(tǒng)測繪技術(shù)需要開展大量的野外測繪作業(yè)，工作效率不高，數(shù)據(jù)采集速度慢。同時，野外測繪作業(yè)質(zhì)量與效率會受到氣候條件、地形結(jié)構(gòu)的影響。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)時，工作人員使用相應(yīng)儀器設(shè)備，對測區(qū)現(xiàn)場環(huán)境開展掃描作業(yè)，向系統(tǒng)下達特定控制指令，系統(tǒng)即可采取遙感技術(shù)等手段，快速對測點三維空間位置進行鎖定，獲取測區(qū)地勢走向、地形地貌結(jié)構(gòu)、植被覆蓋等地理數(shù)據(jù)，并對監(jiān)測對象開展離散處理、抽象處理操作。隨后將獲取的衛(wèi)星信號、地理信息轉(zhuǎn)換為文字圖形信息。

（2）數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理。在GIS系統(tǒng)運行過程中，采取實物空間鏈接方式，需要根據(jù)不同屬性和數(shù)字空間的條件關(guān)系開展識別、數(shù)據(jù)參數(shù)分析操作。在系統(tǒng)連接環(huán)節(jié)，同步收集拓撲建模數(shù)據(jù)，重建數(shù)據(jù)處理，切實滿足系統(tǒng)功能兼容要求，有效發(fā)揮各項使用功能的作用。為此，要對系統(tǒng)所采集的信息數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換處理，將其轉(zhuǎn)換為可以被系統(tǒng)、用戶識別認證的數(shù)據(jù)格式。同時，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，受到客觀因素影響，還需要提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的精度和完整性。工作人員需要根據(jù)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求和對象類型，選擇合理的處理坐標(biāo)及數(shù)據(jù)格式，進行選擇性數(shù)據(jù)處理操作，以此提高數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理質(zhì)量。

（3）數(shù)據(jù)顯示管理及數(shù)據(jù)庫構(gòu)建?，F(xiàn)階段，在測繪管理工作開展過程中，獲取的各類地理數(shù)據(jù)普遍具有空間、屬性與時間三種特征，這也是區(qū)別不同測量對象屬性信息的主要依據(jù)。在地理信息系統(tǒng)中，根據(jù)地理數(shù)據(jù)特征來直觀顯示測區(qū)的地理環(huán)境情況。例如，在所構(gòu)建空間信息模型中，用線條來表示測區(qū)內(nèi)市政道路的分布情況，用點來表示居民的居住狀況，用面來表示各類建筑物，如醫(yī)院、學(xué)校、商業(yè)綜合體建筑、住宅建筑等。同時，不同字段符號的顏色、密度分級也可表達相應(yīng)地理信息的屬性數(shù)量。此外，地理信息系統(tǒng)還會構(gòu)建配套的數(shù)據(jù)庫，對地理數(shù)據(jù)分類存儲，形成數(shù)據(jù)要素集，如管線要素集、測繪點要素集、建筑面要素集等。同時，系統(tǒng)還具有編碼機制，可以對數(shù)據(jù)庫中儲存的各項地理信息進行編碼管理，生成具有唯一性、不可變更性的信息編碼。用戶在使用地理信息系統(tǒng)時，僅需要在檢索系統(tǒng)中輸入相應(yīng)的數(shù)據(jù)編碼，數(shù)據(jù)庫即可為用戶提供編碼所對應(yīng)的地理信息。

（4）資源調(diào)查。當(dāng)前，地理信息系統(tǒng)在資源調(diào)查領(lǐng)域中的應(yīng)用前景十分廣闊，該系統(tǒng)可以通過衛(wèi)星繞地、衛(wèi)星平面掃描等方式，快速掌握測區(qū)的地理環(huán)境情況，大致評估測區(qū)內(nèi)礦產(chǎn)資源、地下與地表水資源以及土地資源的分布情況，并根據(jù)已知的測點空間位置與地理坐標(biāo)，明確資源分布范圍邊界線。例如，明確礦床分布位置和范圍。與傳統(tǒng)測繪模式相比，對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，無需開展重復(fù)性的野外測量、礦產(chǎn)資源勘察作業(yè)，即可在短時間內(nèi)掌握測區(qū)內(nèi)各類資源的分布情況，能夠真正意義上做到資源管理自動化。

（5）構(gòu)建區(qū)域性地理信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)具有良好的信息流動處理性，可以開展信息流數(shù)據(jù)交換等操作。根據(jù)這一系統(tǒng)特性，管理部門可構(gòu)建區(qū)域性地理信息系統(tǒng)，向系統(tǒng)中導(dǎo)入不同測繪工程的資料文件。地理信息系統(tǒng)將根據(jù)測繪管理工作需求，對系統(tǒng)進行條塊分割處理，在各個獨立條塊模塊中儲存適當(dāng)類型的地理信息，避免不同測繪工程地理信息之間產(chǎn)生影響。同時，在開展測繪管理工作時，工作人員可以從地理信息系統(tǒng)中查閱、調(diào)取不同測區(qū)的地理信息，便于后續(xù)管理工作的開展，以及規(guī)劃方案的編制。

3 測繪管理中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)展趨勢

（1）軟件研發(fā)。地理信息系統(tǒng)在測繪管理領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，是測繪管理工作數(shù)字化、信息化發(fā)展的主要途徑，已逐漸成為我國現(xiàn)代測繪體系中的重要構(gòu)成部分。但是，在系統(tǒng)的實際應(yīng)用過程中，由于配套軟件產(chǎn)品種類較為單一，對地理信息系統(tǒng)部分使用功能的發(fā)揮造成了限制，因此相關(guān)部門、企業(yè)機構(gòu)需要結(jié)合測繪管理工作實際情況，針對性地開發(fā)地理信息系統(tǒng)的配套軟件產(chǎn)品。以數(shù)據(jù)為中心，推動測繪管理工作向分析決策型轉(zhuǎn)變，充分發(fā)揮系統(tǒng)的時空關(guān)系處理功能。為實現(xiàn)這一目標(biāo)，可以選擇在配套軟件產(chǎn)品中增設(shè)數(shù)據(jù)互動功能，系統(tǒng)可以對不同尺度空間的地理數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)與影像數(shù)據(jù)進行互動轉(zhuǎn)換。

（2）網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展?，F(xiàn)階段，隨著信息化時代的到來，應(yīng)推動地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對原有的地理信息系統(tǒng)進行整合處理，開放數(shù)據(jù)接口，篩除重復(fù)、錯誤的地理信息，在其基礎(chǔ)上構(gòu)建區(qū)域化、全國化的測繪管理信息系統(tǒng)。如此，用戶便可以通過互聯(lián)網(wǎng)實時查閱和下載不同地域、時間節(jié)點的地理數(shù)據(jù)，或?qū)崟r發(fā)布與在線修改地理信息，這將在真正意義上實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，最大程度上提高地理信息的實際利用率。

4 結(jié)束語

現(xiàn)階段，地理信息系統(tǒng)在測繪管理領(lǐng)域中已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，在數(shù)據(jù)分析、資源利用等方面的應(yīng)用成效顯著?？梢灶A(yù)見的是未來我國測繪行業(yè)對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，將掀起一場行業(yè)變革，實現(xiàn)地理信息資源共享。企業(yè)必須加強對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用力度，明確系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀與未來發(fā)展前景，以此提高測繪管理工作質(zhì)量。