地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

舒德琴

摘要：測(cè)繪工作的開(kāi)展，在各個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)展過(guò)程中至關(guān)重要，例如在工程領(lǐng)域中，根據(jù)測(cè)繪對(duì)象的差異，可將測(cè)繪工作劃分不同的種類，包括建筑工程測(cè)繪、水利工程測(cè)繪、海洋工程測(cè)繪以及征區(qū)工程測(cè)繪等。而任何形式的工程測(cè)繪，都需要嚴(yán)格按照工程測(cè)繪相關(guān)規(guī)范和規(guī)定實(shí)施，以保證工程測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，滿足工程項(xiàng)目的實(shí)際施工需求。鑒于此，本文主要分析探討了地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用情況，以供參閱。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng);測(cè)繪工程;應(yīng)用

引言

測(cè)繪工作的開(kāi)展，在各個(gè)項(xiàng)目的開(kāi)展過(guò)程中至關(guān)重要，任何形式的工程測(cè)繪，都需要嚴(yán)格按照工程測(cè)繪相關(guān)規(guī)范和規(guī)定實(shí)施，以保證工程測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠，滿足工程項(xiàng)目的實(shí)際施工需求，地理信息系統(tǒng)近年來(lái)隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展而不斷的完善，將其應(yīng)用于測(cè)繪工程中，不僅可以提高測(cè)繪工作的效率，減輕測(cè)繪工作量，還具有顯著的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

1地理信息系統(tǒng)的基本概念

地理信息系統(tǒng)簡(jiǎn)稱GIS，又被稱為地學(xué)信息系統(tǒng)，主要應(yīng)用在空間信息的分析處理方面，其操作原理利用計(jì)算機(jī)終端對(duì)地理定位及具體數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的動(dòng)態(tài)分析，進(jìn)而用圖形或數(shù)據(jù)的方式對(duì)抽象的空間信息給予直觀表達(dá)。具體而言，首先，地理信息系統(tǒng)將采集到的空間信息轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容。其次，通過(guò)利用模型對(duì)地理圖形進(jìn)行詳細(xì)分析，進(jìn)而轉(zhuǎn)變?yōu)榫C合性的信息系統(tǒng)。最后，在計(jì)算機(jī)的自動(dòng)控制下，對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合管理。正是有地理信息系統(tǒng)具有的這種優(yōu)勢(shì)，所以其應(yīng)用分為非常廣泛，不僅適用于國(guó)家的資源管理和科學(xué)調(diào)查，也逐步成為城市進(jìn)行測(cè)繪及路線規(guī)劃的重要技術(shù)支持之一。

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)（GIS）具有對(duì)各種圖形編輯：主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立、圖形編輯、圖形整飾、圖幅拼接、圖形變換、投影變換、誤差校正等，與數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，對(duì)原圖進(jìn)行處理。（2）數(shù)據(jù)采集和輸入功能。地理信息系統(tǒng)（GIS）可以采集空間各種數(shù)據(jù)，如空間各種物質(zhì)的具體位置、物質(zhì)的大小及形狀和方向以及幾何拓?fù)潢P(guān)系等。具體的輸入方式采用數(shù)字掃描儀、鍵盤、商業(yè)數(shù)據(jù)、數(shù)字拷貝等。（3）數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理。地理信息系統(tǒng)（GIS）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(chǔ)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。（4）空間查詢和分析功能。首先，地球空間檢索。其中包括地球空間具體位置檢索和地球空間物體及其屬性、從屬性條件檢索地球空間物體;地球空間拓?fù)浏B加分析等。其次，地球空間的特征。包括在地球空間存在任何點(diǎn)、線、面或相關(guān)的地球空間的圖像的相交、相減、合并等等，以及特征屬性在地球空間上的連接。再次，地球空間模型分析。比如數(shù)字地形高程、遠(yuǎn)程分析、BUFFER分析、網(wǎng)絡(luò)分析、三維模型分析、多要素綜合分析及面向?qū)I(yè)應(yīng)用的各種特殊模型分析等。（5）直接采用可視化表達(dá)與輸出。通過(guò)中間處理，最終結(jié)果以可視化形式出現(xiàn)。屏幕顯示的對(duì)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(jìn)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(jì)圖、圖表及數(shù)據(jù)等。

3地理信息系統(tǒng)在測(cè)繪工程中的應(yīng)用

3.1空間系統(tǒng)分析

通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，就可以在GIS中進(jìn)行圖形分析，數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)于地球空間物體的具體空間位置和相互之間的關(guān)聯(lián)性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地球空間事物的定量描述。在GIS系統(tǒng)中，物體在空間的分析功能是該系統(tǒng)的核心功能，在程序制作過(guò)程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，它涉及到區(qū)域科學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)地球物理學(xué)等多門學(xué)科，同時(shí)還包括拓?fù)鋵W(xué)、圖論、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)來(lái)描述、分析空間構(gòu)成，最后完成對(duì)地球空間數(shù)據(jù)獲取與描述，實(shí)現(xiàn)模擬和預(yù)測(cè)空間過(guò)程。GIS在設(shè)計(jì)和制作過(guò)程中比較復(fù)雜，涉及的而比較廣泛，但使用比較簡(jiǎn)單，大大的減輕了工程測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且所獲得的數(shù)據(jù)精度高。GIS在工程測(cè)繪上的應(yīng)用所獲得的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，也為工程測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

3.2數(shù)據(jù)采集

地理信息系統(tǒng)通常采用柵格、矢量?jī)煞N方式對(duì)象實(shí)體連續(xù)存儲(chǔ)。其中柵格數(shù)據(jù)包括存儲(chǔ)單元的行與列，存儲(chǔ)單元放唯一值，可以根據(jù)地而單位的網(wǎng)格寬度來(lái)確定柵格數(shù)據(jù)采集的分辨率。矢量存儲(chǔ)對(duì)實(shí)際存在的對(duì)象采用幾何圖形實(shí)際的表現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取相應(yīng)的坐標(biāo)位置，將輸入的GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在配合攝影機(jī)、激光雷達(dá)、數(shù)字掃描儀等設(shè)備，結(jié)合航天器和衛(wèi)星的數(shù)據(jù)庫(kù)，最終完成數(shù)據(jù)采集。

3.3數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

利用GIS系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)處理軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的編輯與預(yù)處理，用于識(shí)別不同屬性空間數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)度，結(jié)合向量、臨近、包含等關(guān)系完成數(shù)據(jù)的分析處理與轉(zhuǎn)換，保障測(cè)量結(jié)果的精度。但在進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理的過(guò)程中，需預(yù)先完成坐標(biāo)投影的整合，確保模型的匹配度，依托數(shù)據(jù)重建方式實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)化，保障系統(tǒng)中各類數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)兼容。以土地測(cè)繪數(shù)據(jù)的處理為例，利用GIS系統(tǒng)可完成土地測(cè)繪數(shù)據(jù)的匯總、裁剪與查詢，利用其空間分析功能將空間數(shù)據(jù)與空間模型進(jìn)行聯(lián)合、提取有效信息，并完成地物周長(zhǎng)、面積、位置、土地利用方式、土地權(quán)屬等信息的處理。

3.4虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)急應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種新型測(cè)繪技術(shù)，該技術(shù)的原理，是以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)，模擬一個(gè)三維空間虛擬世界，并且可以為使用者提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等感官上的模擬，從而使其能夠及時(shí)、無(wú)限制地觀察事物狀態(tài)。在此過(guò)程中，系統(tǒng)通過(guò)結(jié)合測(cè)繪數(shù)據(jù)采集、測(cè)繪數(shù)據(jù)融合，制作成“三維電子地圖”。該項(xiàng)技術(shù)為應(yīng)急演練提供了一種全新的開(kāi)展模式，將事故現(xiàn)場(chǎng)模擬到虛擬場(chǎng)景中去，在虛擬場(chǎng)景中人為制造各種事故情況，組織參演人員做出正確響應(yīng)。這樣的推演大大降低了投入成本，又起到了演練與培訓(xùn)的作用。

3.5應(yīng)急數(shù)據(jù)的快速處理

在地理信息系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以實(shí)現(xiàn)是對(duì)應(yīng)急數(shù)據(jù)的快速處理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)測(cè)繪工程中的原始數(shù)據(jù)向圖形文件的轉(zhuǎn)化，而應(yīng)急測(cè)繪數(shù)據(jù)的形成離不開(kāi)遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)和應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)等專業(yè)測(cè)繪軟件的技術(shù)支持。具體而言，遙感影像一體化測(cè)圖系統(tǒng)是利用攝影測(cè)量技術(shù)對(duì)測(cè)量物體的大小、形狀及位置等各項(xiàng)信息進(jìn)行恢復(fù)，并經(jīng)過(guò)一系列的后期處理加快數(shù)據(jù)處理速度，而應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)則通過(guò)將現(xiàn)有數(shù)據(jù)成果與測(cè)繪應(yīng)急所獲得的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行充分融合，并從中快速提取關(guān)鍵數(shù)據(jù)來(lái)完成應(yīng)急圖件的繪制。由此可見(jiàn)，應(yīng)急數(shù)據(jù)的快速處理技術(shù)能夠有效推進(jìn)工程測(cè)量工作的發(fā)展進(jìn)度，為工程建設(shè)的順利進(jìn)行奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

結(jié)束語(yǔ)

總體來(lái)看，將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于測(cè)繪工程中，可有效彌補(bǔ)傳統(tǒng)測(cè)繪手段在測(cè)量誤差、成本消耗、空間信息準(zhǔn)確度等方面存在的不足，使測(cè)量范圍顯著擴(kuò)大、測(cè)量精度與完整性大幅提高，并且能夠滿足自動(dòng)化測(cè)繪作業(yè)要求、適應(yīng)復(fù)雜天氣條件下的測(cè)量工作需求，為測(cè)繪工作效率與質(zhì)量的提升貢獻(xiàn)技術(shù)支持。

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