地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的優(yōu)勢及 具體應(yīng)用對(duì)策

王好剛

【摘要】近些年來隨著信息技術(shù)不斷發(fā)展，地理信息系統(tǒng)也不斷的改進(jìn)完善?；ヂ?lián)網(wǎng)遙感技術(shù)GPS等的廣泛應(yīng)用，為地理信息系統(tǒng)提供了更多技術(shù)的支持，也提高了測繪技術(shù)的質(zhì)量，滿足測繪工作的需求。地理信息系統(tǒng)在測繪工程中擁有諸多優(yōu)勢，借助于這一功能優(yōu)勢能夠減少測繪工程投入的勞動(dòng)力，高效處理各項(xiàng)數(shù)據(jù)。因此開展本文的研究工作，分析地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢，探索地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的具體應(yīng)用為實(shí)際的應(yīng)用提供一定參考。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng);測繪工程;優(yōu)勢

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.13.022

引言：

工程項(xiàng)目在實(shí)施的過程中，需要開展全面的測繪工作獲得數(shù)據(jù)，才有利于確保項(xiàng)目的順利開展。因此工程項(xiàng)目對(duì)測繪工作提出了更高的要求，測繪工程需要確保數(shù)據(jù)的精確度，才能為工程的實(shí)施提供良好的基礎(chǔ)條件。在此基礎(chǔ)上引進(jìn)了地理信息系統(tǒng)，這一信息技術(shù)是測繪工作獲得數(shù)據(jù)最為便捷的方式，能夠提高數(shù)據(jù)的精確度，節(jié)省大量的測繪時(shí)間。合理應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)測繪技術(shù)的不足，提高數(shù)據(jù)采集處理管理的效率。

1、地理信息系統(tǒng)的概述

地理信息系統(tǒng)又稱為GIS系統(tǒng)，他是一個(gè)地理和空間的概念，融入了多種先進(jìn)的信息技術(shù)，包括互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)云計(jì)算，GPS、遙感技術(shù)等等。地理信息系統(tǒng)不僅包含一般的地理信息，還涉及到地理圖像地理資源等等。是一個(gè)綜合數(shù)據(jù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含了諸多的功能，如綜合分析評(píng)價(jià)與模擬預(yù)測功能、GIS輸出功能、空間分析與空間查詢功能。

GIS系統(tǒng)能夠儲(chǔ)存提取地理信息，還可以根據(jù)不同地形地貌的情況建立對(duì)應(yīng)的模式，然后運(yùn)用科學(xué)算法獲得相對(duì)應(yīng)的評(píng)價(jià)結(jié)果，為其提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。而評(píng)價(jià)結(jié)果主要是以函數(shù)及命令的形式，對(duì)未來結(jié)果做出定量預(yù)測和發(fā)展形勢的預(yù)測。也可以借助模擬預(yù)測的功能分析可能會(huì)出現(xiàn)的后果以及對(duì)應(yīng)解決策略產(chǎn)生的效果，通過對(duì)比分析，能夠?yàn)闆Q策提供重要的依據(jù)。

GIS輸出功能是繪圖工作中必不可少的一部分。借助于GIS系統(tǒng)，輸出數(shù)據(jù)，繪制數(shù)字化地圖，建立地圖數(shù)據(jù)庫加強(qiáng)數(shù)據(jù)的應(yīng)用和管理。這一方式逐步代替了傳統(tǒng)作業(yè)，提高了工作效率，也使繪圖更加精確，成本更低。

系統(tǒng)輸出原始圖，通過系統(tǒng)分析和結(jié)果查詢，能夠通過空間操作原始圖表現(xiàn)出來，經(jīng)過處理的圖片與原圖保持一致。這一內(nèi)容包括分析重置、拓?fù)淇臻g查詢及分析控集合。（圖1）

2、地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1高效性

地理信息系統(tǒng)具有一定的高效性，他只需要借助于信號(hào)接收機(jī)便能接收信號(hào)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)某一位置的三維坐標(biāo)高程測量的一次性測量工作，而傳統(tǒng)的技術(shù)需要借助兩種或以上的機(jī)器才能完成這一操作。而且在測繪的區(qū)域網(wǎng)內(nèi)可以任意的取點(diǎn)補(bǔ)點(diǎn)，不會(huì)控制數(shù)量。這一特點(diǎn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的操作技術(shù)，具有一定的高效性，減少了人力資源的使用，提高了測繪工作的效率。 GIS系統(tǒng)中包含了改進(jìn)算法，通過結(jié)合這一算法能夠更好的挖掘數(shù)據(jù)。GIS系統(tǒng)包含了綜合式挖掘模式，能夠從大量的GIS數(shù)據(jù)中挖掘出更多的信息，提高數(shù)據(jù)處理的效率，也能為測繪工程提供更多有用的信息。

2.2創(chuàng)新性

創(chuàng)新性指的是在地理信息系統(tǒng)中，除了應(yīng)用了傳統(tǒng)的地形測繪技術(shù)以外，還應(yīng)用了GPS定位技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)的有效結(jié)合，這一創(chuàng)新不僅彌補(bǔ)了傳統(tǒng)技術(shù)中存在的弊端，同時(shí)還充分發(fā)揮了現(xiàn)代技術(shù)的優(yōu)勢，開展更為精確的測繪工作。例如在城市建筑項(xiàng)目的測繪工作中，涉及到了土地的測繪工作，可以充分應(yīng)用傳統(tǒng)和現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合。在現(xiàn)場由專業(yè)人員開展傳統(tǒng)的勘測工作，輔助現(xiàn)代信息技術(shù)，獲得現(xiàn)場的各種信息。這一技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)信息能夠?yàn)槌鞘薪ㄖ?xiàng)目的開展提供重要的依據(jù)。

2.3連續(xù)性

地理信息系統(tǒng)在測繪工作中具有連續(xù)性優(yōu)勢，通過建立持續(xù)運(yùn)行的GPS基準(zhǔn)站以及高精度分布均勻的三維測量控制網(wǎng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)測繪區(qū)域往那個(gè)點(diǎn)的連續(xù)測量工作。利用基準(zhǔn)站采取標(biāo)準(zhǔn)取樣的方法觀測數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)處理中心進(jìn)行數(shù)據(jù)的分析整理，計(jì)算出三維坐標(biāo)，提高測繪數(shù)據(jù)的精確性和工作效率。

3、地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的具體應(yīng)用

3.1數(shù)據(jù)的采集

在以往測繪工程中使用的測繪數(shù)據(jù)并沒有建立完善的系統(tǒng)，因此在數(shù)據(jù)采集工作中存在諸多問題會(huì)受到工程特殊因素影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)收集不全，無法滿足工程的建設(shè)需求。尤其是在水利工程項(xiàng)目中，往往受到外部環(huán)境的影響，導(dǎo)致數(shù)據(jù)采集中段或者數(shù)據(jù)不精確。使用地理信息系統(tǒng)能夠有效解決這一問題。地理信息系統(tǒng)與多種先進(jìn)的信息技術(shù)相結(jié)合，例如衛(wèi)星遙感技術(shù)GPS等等能夠進(jìn)行精確的地理位置定位。

在測繪工程中，地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用一般會(huì)通過柵格和矢量兩種方式完成。第一網(wǎng)格存儲(chǔ)器能夠覆蓋，由單元存儲(chǔ)的行和列。借助于這一形式，能夠根據(jù)地面單元的網(wǎng)格寬度確定柵格數(shù)據(jù)集的分辨率。第二矢量儲(chǔ)存根據(jù)幾何圖形中的線條點(diǎn)面等特點(diǎn)呈現(xiàn)出實(shí)際的對(duì)象。對(duì)于地理信息系統(tǒng)來說，空間數(shù)據(jù)與其他非附加結(jié)合的數(shù)據(jù)能夠?qū)崿F(xiàn)有效融合，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。在這兩種方式的支持下獲得的數(shù)據(jù)不僅能夠存儲(chǔ)，還能進(jìn)一步應(yīng)用和分析。在測量工作中還可以借助GPS定位系統(tǒng)確定系統(tǒng)中的實(shí)體坐標(biāo)，然后標(biāo)記出來。在后續(xù)應(yīng)用中也可對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析。遙感技術(shù)也可以應(yīng)用于數(shù)據(jù)采集工作中，在測量的過程中借助這些采集設(shè)備，拍攝航拍圖像進(jìn)行選擇，然后通過三維技術(shù)進(jìn)行檢測轉(zhuǎn)移到系統(tǒng)中獲得各項(xiàng)數(shù)據(jù)。由此可見，通過借助于地理信息系統(tǒng)和其他的先進(jìn)技術(shù)，能夠完成各種數(shù)據(jù)的采集，滿足測繪工作有需求。（圖2）

3.2精細(xì)數(shù)據(jù)的測量

測繪工程對(duì)數(shù)據(jù)的精確度提出了較高的要求，為了確保能夠滿足工程的精度要求，在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)時(shí)還需要充分發(fā)揮測繪點(diǎn)回路處理的功能。將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化的處理，從而轉(zhuǎn)移為可利用的數(shù)據(jù)信息。地理信息系統(tǒng)還能應(yīng)用于更加精細(xì)化的測量工作中，發(fā)揮系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，提高數(shù)據(jù)的精確度，將數(shù)據(jù)的誤差降到最低，滿足測繪工程對(duì)精細(xì)數(shù)據(jù)的要求。例如在災(zāi)害監(jiān)測工作中充分應(yīng)用地理信息技術(shù)，以及遙感技術(shù)等等獲得更為精細(xì)的數(shù)據(jù)，可以用于森林火災(zāi)，洪水災(zāi)情等的預(yù)測監(jiān)測工作中。為搶險(xiǎn)救災(zāi)和防洪決策提供更為精確的數(shù)據(jù)，制定針對(duì)性的措施，有效預(yù)防控制災(zāi)害的影響。

3.3數(shù)據(jù)的管理

測繪工程的數(shù)據(jù)十分繁瑣抽象，對(duì)管理工作也提出了較高的要求，可以借助地理信息系統(tǒng)開展數(shù)據(jù)的管理工作。例如，在管理一些物理信息例如城市的橋梁時(shí)，可以用更為直觀的點(diǎn)進(jìn)行表示，也可以利用側(cè)線或軸進(jìn)行表示。而對(duì)建筑物可以用面進(jìn)行表示。當(dāng)然為了區(qū)分他們的差異性，無論是一個(gè)點(diǎn)還是一個(gè)面，它們都有自身的特點(diǎn)，例如不同的形狀，不同的顏色等等。在實(shí)際的測繪和數(shù)據(jù)處理工作中，也可以應(yīng)用這一特點(diǎn)創(chuàng)建地理數(shù)據(jù)庫，便于信息的提取和利用。這些方法能夠提高測繪數(shù)據(jù)管理的效率，做好分類管理，滿足各項(xiàng)工作的需求。

3.4空間分析

地理信息系統(tǒng)能夠利用得到的數(shù)據(jù)開展空間分析工作，分析計(jì)算圖形數(shù)據(jù)。他首先是經(jīng)過給出的一組數(shù)據(jù)，通過整體分析，然后判斷出空間物體，位置與周圍物體之間的相互關(guān)系。地理信息系統(tǒng)的空間分析涉及到了多種學(xué)科，包括空間統(tǒng)計(jì)學(xué)，區(qū)域科學(xué)，地理學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)等等。他需要大大的基礎(chǔ)，就是支持下才能達(dá)到系統(tǒng)功能的要求，因此該系統(tǒng)十分復(fù)雜，傳統(tǒng)測繪技術(shù)無法媲美的一項(xiàng)功能。與傳統(tǒng)的測繪方法相比，地理信息系統(tǒng)能夠輸出任何比例的可視圖，滿足不同用戶的需求。在現(xiàn)有的CAD制圖軟件中能夠修改基礎(chǔ)圖的內(nèi)容。地理信息系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)收集基礎(chǔ)的地理信息，包括矢量化的地圖，遙感影像圖等等，為測繪工程提供諸多支持。例如在城鄉(xiāng)規(guī)劃工作中，可以充分應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，將獲得的各種數(shù)據(jù)信息進(jìn)行歸納處理，結(jié)合城市區(qū)域多項(xiàng)目的開發(fā)規(guī)劃工作，分析現(xiàn)行項(xiàng)目的可行性，為城鄉(xiāng)規(guī)劃提供重要的依據(jù)。常應(yīng)用到的有城鎮(zhèn)總體規(guī)劃，環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)，道路交通規(guī)劃，城市環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測等諸多內(nèi)容。而這些規(guī)劃功能的實(shí)現(xiàn)，充分借助了地理信息系統(tǒng)中的空間分析信息疊加處理，以及其他一系列軟件來完成的。

3.5立體式輸出

在實(shí)際的測繪工作中，測繪人員可以借助地理信息系統(tǒng)有效處理各種數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的數(shù)據(jù)建立測繪圖。在這一階段，測繪人員還可以進(jìn)行恰當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保繪圖更加精確。但是在數(shù)據(jù)復(fù)核時(shí)，如果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)會(huì)增加調(diào)整的難度，這時(shí)操作人員可以專門利用立體式輸出進(jìn)行處理，提高后續(xù)復(fù)核工作中的測繪處理效率，降低測繪成本。該項(xiàng)技術(shù)也能有效緩解測繪工作人員的壓力，提高地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的可靠性。

3.6測繪應(yīng)急數(shù)據(jù)處理技術(shù)的應(yīng)用

測繪工作完成后會(huì)獲得大量的數(shù)據(jù)信息，這些屬于原始數(shù)據(jù)，無法直接應(yīng)用于各項(xiàng)工作中，因此可以借助于地理信息系統(tǒng)的測繪應(yīng)急數(shù)據(jù)，快速處理技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的加工處理和統(tǒng)計(jì)分析?？焖偬幚斫Y(jié)束后再輸入到應(yīng)用軟件，系統(tǒng)中借助于遙感攝像一體化測圖與應(yīng)急快速制圖兩個(gè)系統(tǒng)，能夠快速處理這些數(shù)據(jù)，確保系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。利用軟件的編輯功能，可以建立工程模型。當(dāng)然也可以根據(jù)數(shù)據(jù)屬性之間的空間關(guān)系處理數(shù)據(jù)。遙感影像一體化測繪系統(tǒng)是將攝影測量技術(shù)作為基礎(chǔ)，在序列影像中能夠恢復(fù)物體的形狀大小和位置，從而獲得數(shù)據(jù)的處理結(jié)果。而應(yīng)急快速制圖系統(tǒng)主要是對(duì)現(xiàn)階段獲得的數(shù)據(jù)成本基礎(chǔ)上完成的，它能夠提取數(shù)據(jù)中的關(guān)鍵位置，在完成編輯后與現(xiàn)階段的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。在這些技術(shù)的支持下，能夠?qū)?shí)際測量到的物體的形狀信息和具體位置信息呈現(xiàn)在系統(tǒng)中，可以實(shí)現(xiàn)全景與三維模型的快速處理。例如我國大興安嶺地區(qū)針對(duì)森林火災(zāi)建立了專門的監(jiān)測工作，借助于地理信息系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析各種氣象數(shù)據(jù)，從獲得的數(shù)據(jù)中篩選出氣溫，風(fēng)速，降水，溫度等要素，以及春秋兩季植被的生長情況和積雪的覆蓋情況，通過綜合分析處理這些數(shù)據(jù)，用模糊數(shù)學(xué)建立數(shù)學(xué)模型，設(shè)置了綜合指標(biāo)，用來監(jiān)測各種數(shù)據(jù)，建立一個(gè)完善的微機(jī)信息系統(tǒng)，開展動(dòng)態(tài)監(jiān)管分析工作，提高火險(xiǎn)預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確率。

3.7虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)急技術(shù)的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)急技術(shù)模擬了一個(gè)三維的虛擬空間，用戶可以通過觸覺，聽覺視覺模擬來實(shí)施的評(píng)估事物的狀態(tài)。地理信息系統(tǒng)可以融合數(shù)據(jù)來創(chuàng)建三維電子地圖。通過這一功能它可以滿足各種模擬需求。例如緊急演習(xí)中，借助虛擬現(xiàn)實(shí)硬件技術(shù)創(chuàng)建新模型，模擬虛擬環(huán)境中的站點(diǎn)，崩潰一系列的人為事故等等，也可以與參與演習(xí)人員進(jìn)行溝通和響應(yīng)。虛擬現(xiàn)實(shí)硬件技術(shù)能夠模擬和分析事件，與GPS技術(shù)集成能夠快速的獲得救援信息，制定救援計(jì)劃。也可以通過三維情況檢索各種信息了解位置的當(dāng)前狀態(tài)。

3.8地圖繪制

測繪工程的結(jié)果是繪制地圖，借助于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)繪制地圖具有較大的難度，而且還可能出現(xiàn)誤差等等，而應(yīng)用于GIS信息系統(tǒng)可以繪制出高精度高質(zhì)量的地圖。在地圖繪制工作中充分應(yīng)用了柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)，滿足用戶的多種需求。在分析了地理數(shù)據(jù)之后，可以在繪圖儀上查詢相應(yīng)的結(jié)果，然后充分應(yīng)用其他的功能和軟件完成地圖的繪制和輸出。

結(jié)語：

綜上所述，地理信息系統(tǒng)具有連續(xù)性高效性，創(chuàng)新性的優(yōu)勢，將其應(yīng)用于測繪工程中代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測繪技術(shù)，能夠提高數(shù)據(jù)的精確度，減少人力資源的使用，提高繪圖工作的效率。因此測繪工程需要充分應(yīng)用地理信息技術(shù)在數(shù)據(jù)的采集管理分析等多個(gè)方面進(jìn)行合理應(yīng)用，充分，發(fā)揮地理信息系統(tǒng)的空間分析、數(shù)據(jù)快速處理、立體式輸出等多項(xiàng)功能，為測繪工程提供技術(shù)支持，提高測繪的精確度，減小誤差，為工程后續(xù)開展奠定一個(gè)良好基礎(chǔ)。

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