工程測量中GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用分析

高 云

湘潭市勘測設(shè)計院 湖南 湘潭 411100

網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的迅猛發(fā)展不只改變了人類的生活方式，也給基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)行業(yè)帶來蓬勃生機，工程測量相關(guān)行業(yè)也更多的將探索目標(biāo)轉(zhuǎn)向了現(xiàn)代化的測量工具和方法之上。這些年隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展，我國建筑項目的數(shù)量也在不斷增加，在國民經(jīng)濟份額中的占比越來越高，給國家?guī)淼氖找嬉踩找嬖龆?。而工程測量作為工程項目的一項重要工作，其測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性將會對施工進度和質(zhì)量產(chǎn)生很大影響。在工程測量中加入現(xiàn)代高新技術(shù)可在保證質(zhì)量的前提下減少項目所需時間。在這種情況下，將地理信息系統(tǒng)（Geo-Information System.GIS）及先進的數(shù)字測繪類技術(shù)結(jié)合使用，在保證測量數(shù)據(jù)精度、提高測量效率、優(yōu)化測量效果等多個方面發(fā)揮了重要作用。本文從工程測量入手，分析了GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)，探討了GIS和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用。

1 工程測量技術(shù)在我國的發(fā)展情況簡述

在進行工程施工前，影響施工困難程度、施工所需時間、以及最終施工質(zhì)量的主要因素有以下幾點：數(shù)據(jù)測量時所花費的時間、數(shù)據(jù)數(shù)值誤差范圍等，因此數(shù)據(jù)測量是項目施工中非常重要的一個環(huán)節(jié)。進行數(shù)據(jù)測量除了需要很強的光傳播學(xué)、機械等與數(shù)據(jù)測量相關(guān)的專業(yè)技術(shù)知識支持外，測量工作進行時，繁雜的測量步驟也會影響測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。而隨著工程測量相關(guān)科技的發(fā)展，測量誤差隨著測量技術(shù)不斷精進在大幅降低，這不僅可以優(yōu)化工程測量的工作流程，還可以大幅提高測量工作的效率，同時保證了所得測量結(jié)果的精確性。

2 數(shù)字化測繪技術(shù)簡述

數(shù)字化測繪是指借助計算機等數(shù)字化設(shè)備對數(shù)據(jù)資料進行數(shù)字整合并對測量數(shù)據(jù)的精確程度進行優(yōu)化提高，如用一些輔助制圖的軟件對獲取的圖形格式的數(shù)據(jù)進行分析梳理，進而大幅改善所獲得數(shù)據(jù)資料的精準(zhǔn)性。除此之外，數(shù)字化方向的測繪技術(shù)也擁有很強的自主處理數(shù)據(jù)能力，因其具有這個特性，使其可以在進行數(shù)字化測繪工作時，極大幫助測量工作人員減少繁瑣的計算工作同時通過數(shù)字化處理可以有效減少測量及計算過程中可能出現(xiàn)的誤差，進而保證了測繪工作的效率和質(zhì)量。工程施工圖和地形地貌圖繪制是工程測量工作的基本內(nèi)容。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)不同的是，數(shù)字化測繪技術(shù)是發(fā)揮自身獨有的數(shù)據(jù)測繪和分析屬性，在計算機測量繪制和數(shù)據(jù)處理技術(shù)的支持下可做到快速、準(zhǔn)確的進行數(shù)據(jù)處理分析操作，進而可以為相關(guān)工作人員提供準(zhǔn)確度高、客觀性強的測繪數(shù)據(jù)，這也使得數(shù)字化測繪技術(shù)在字形處理、現(xiàn)代數(shù)字和數(shù)據(jù)化測繪技術(shù)等領(lǐng)域遠遠領(lǐng)先傳統(tǒng)測繪技術(shù)。

隨著數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用價值不斷凸顯，使其在工程測量領(lǐng)域中也發(fā)揮越來越重要的作用。保障建設(shè)工程項目的測量工作能夠快速進行的技術(shù)支持之一來自于通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和激光技術(shù)的不斷發(fā)展創(chuàng)新，這兩項技術(shù)的不斷完善使數(shù)字測量繪制技術(shù)在建設(shè)項目中的應(yīng)用也變得更加成熟可靠。進行數(shù)據(jù)測繪工作時，其測量軟件運行所需硬件應(yīng)選擇具備數(shù)字測量繪制功能的計算機，如此方能進行數(shù)字測繪工作。通過對數(shù)據(jù)測繪技術(shù)的描述，可以看出數(shù)字化測繪技術(shù)具有廣闊的發(fā)展空間，而且發(fā)展方向應(yīng)主要是往數(shù)字化、自動化方向發(fā)展。但即使數(shù)字化測繪技術(shù)發(fā)展日益成熟，傳統(tǒng)測繪技術(shù)的學(xué)習(xí)和傳承也不應(yīng)被拋棄，使用時應(yīng)將兩者進行結(jié)合，進而保證施工工程項目能更可靠安全的進行。

測繪技術(shù)的種類不止一種，其技術(shù)運行的核心在于通信技術(shù)網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)數(shù)字化處理技術(shù)，典型的應(yīng)用如GIS、GPS和RS。選擇這類網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點也是顯而易見的，主要有以下幾點：（1）可將獲得的數(shù)據(jù)進行圖像化處理。建模時僅靠一些數(shù)據(jù)去進行相關(guān)建模工作對相關(guān)技術(shù)人員而言是非常困難的，但如果將數(shù)據(jù)進行改造，讓相關(guān)工作人員根據(jù)由收集到的數(shù)據(jù)改造成的圖像進行建模工作，就會使得工作效率事半功倍。（2）加快了數(shù)字化測繪技術(shù)的自動化程度。對測繪技術(shù)的要求不斷提高使得測繪技術(shù)能快速識別數(shù)據(jù)，無需操作即可畫出直觀、標(biāo)準(zhǔn)、線條優(yōu)美的數(shù)據(jù)模型。（3）數(shù)字化測繪技術(shù)數(shù)字化。測繪相關(guān)儀器和虛擬網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的高速發(fā)展，減輕了數(shù)據(jù)測繪工作的壓力，使得工程測量的數(shù)字化測繪工作在工程施工過程中占據(jù)著越來越重要的地位。

在進行數(shù)據(jù)測繪工作時，與計算機進行連接不僅能隨時保存測量所得的數(shù)據(jù)，還可允許測量施工人員在有需要時根據(jù)需要隨時翻看和整理數(shù)據(jù)資料。此外，數(shù)據(jù)測量工作人員在進行戶外作業(yè)獲取數(shù)據(jù)工作時，全站儀測量儀器可輔助相關(guān)工作人員記錄空間坐標(biāo)信息，這一便利的操作儀器也可大大減少測量工作中可能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)誤差，在一定程度上將采集的數(shù)據(jù)精度又提高了一個層次。通過上面表述，不難看出，運用數(shù)字類測繪技術(shù)進行數(shù)據(jù)采集工作可提高采集到的數(shù)據(jù)的精度。

3 GIS技術(shù)簡述

從本質(zhì)上來講，GIS相關(guān)技術(shù)是依賴于計算機的一種軟件系統(tǒng)，其主要是通過將多學(xué)科技術(shù)進行融合，運用地理空間技術(shù)，將數(shù)據(jù)信息進行錄入、保存、修改和管理等操作，該技術(shù)以地理空間為技術(shù)基礎(chǔ)，可以進行轉(zhuǎn)換表格數(shù)據(jù)，將其轉(zhuǎn)換為直接和明確的地理圖形顯示，并可以對顯示結(jié)果進行瀏覽、操作和分析。

準(zhǔn)確性高是GIS技術(shù)的一大特點，也因這一特點使其在測量工程行業(yè)很受歡迎。在進行測量工作時，依靠軟、硬件測量設(shè)備和技術(shù)對地形地勢進行數(shù)據(jù)測量，并對收集到的三維地理信息進行解析是開展測量工作的第一步。但如需讓設(shè)計方案的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確全面，測量工作人員在進行設(shè)計時往往會考慮應(yīng)用GIS技術(shù)，為預(yù)測分析工作的順利開展提供保障，還可借助網(wǎng)絡(luò)搜索等手段進行輔助分析。

在進行工程測量相關(guān)工作時，數(shù)據(jù)傳入、數(shù)據(jù)更改、數(shù)據(jù)留存、數(shù)據(jù)解析、數(shù)據(jù)翻閱、數(shù)據(jù)搜尋、數(shù)據(jù)歸納、數(shù)據(jù)呈現(xiàn)、數(shù)據(jù)輸出等數(shù)據(jù)分析處理功能是GIS的主要功能。GIS技術(shù)不僅是一個數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，還需要專業(yè)的輸入指令、系統(tǒng)維護管理和輸出數(shù)據(jù)分析。并且對輸入數(shù)據(jù)有格式要求，工程測量的空間數(shù)據(jù)必須數(shù)字化，才能準(zhǔn)確地輸入系統(tǒng)。

隨著GIS技術(shù)發(fā)展越來越好，其信息輸出種類多、場景真實呈現(xiàn)等優(yōu)點使得越來越多的施工項目在工程測量時選擇這種技術(shù)進行數(shù)據(jù)繪制。工程探測人員可以借助測量地形地貌信息系統(tǒng)技術(shù)對施工現(xiàn)場進行工程數(shù)據(jù)采集，分析施工現(xiàn)場的地理條件，并根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果對其進行動態(tài)評估，從而為優(yōu)化施工設(shè)計方案奠定良好的基礎(chǔ)條件。

4 在工程測量中GIS和數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用

4.1 工程測量中GIS技術(shù)應(yīng)用

4.1.1 數(shù)據(jù)規(guī)劃應(yīng)用

在進行實際制圖時，傳統(tǒng)的測繪方式也漸漸不能滿足要求。此時可而采用GIS相關(guān)的技術(shù)或互聯(lián)網(wǎng)搜索等手段或?qū)⒍喾N手段結(jié)合起來進行綜合運用。

當(dāng)然，除了上述提及的數(shù)字化測繪技術(shù)之外，也有很多其他相關(guān)輔助測繪技術(shù)如測量、觀測、繪制、分析類輔助技術(shù)軟件可以在使用GIS技術(shù)進行工作時更全面的完成數(shù)據(jù)采集和解析工作，而且還加快數(shù)據(jù)解析進程，使得測量工作完成的更完美。然而雖然其實用功能非常強大，但要想對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行專業(yè)、準(zhǔn)確的解析，仍需要先完成空間數(shù)據(jù)的分層分析的工作，而這個工作的開展建立在相關(guān)技術(shù)人員做好數(shù)據(jù)采集及正確輸入等工作的基礎(chǔ)上，然后才可建立空間三維模型的，拓展測繪方式的作用范圍，從而完成對給定的空間范圍信息進行定量分析工作。除此之外，GIS 系統(tǒng)還可進一步對相關(guān)經(jīng)濟配置優(yōu)化起到重要的引導(dǎo)作用。

4.1.2 數(shù)字制圖應(yīng)用

數(shù)字制圖工作具有較強的復(fù)雜性，其所需的數(shù)據(jù)種類繁多，且數(shù)據(jù)量巨大，這也意味著其數(shù)據(jù)處理是復(fù)雜而瑣碎的，而GIS制圖系統(tǒng)在進行數(shù)據(jù)整理和計算一類的工作中可發(fā)揮重大作用。而且多種現(xiàn)代三維技術(shù)類的測量軟件及硬件技術(shù)綜合投入使用使得測繪工作更容易完成，在各自測量技術(shù)支持下，僅使用虛擬的數(shù)字地圖，工作人員即使不在現(xiàn)場也可掌握施工現(xiàn)場的地理情況[1]。

4.1.3 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換應(yīng)用

在準(zhǔn)備把采集到的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)榭奢p易讀取的格式時，首先需要在操作對象即COREL-DRAW和數(shù)據(jù)之間建立有效的聯(lián)系。當(dāng)開展數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工作時，工作人員有兩種模式可以選擇，其一，僅需相關(guān)操作人員提前熟悉用到的數(shù)據(jù)并可以熟練使用這些數(shù)據(jù)，然后順著測量軟件中的自帶的VBA轉(zhuǎn)換功能就可實現(xiàn)將需要處理的數(shù)據(jù)直接轉(zhuǎn)換成要求的內(nèi)容，這樣就輕松實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換工作，操作方法簡單也是這種轉(zhuǎn)換方法被充分推廣應(yīng)用的一個因素；其二，通過引入中間數(shù)據(jù)平臺進行數(shù)據(jù)之間轉(zhuǎn)換，這個轉(zhuǎn)換原理是運用DWG和DXF作為第三方數(shù)據(jù)格式進行，第一步選擇轉(zhuǎn)換平臺，根據(jù)要求在平臺進行格式變換，再輸出指定的MIF文件，在實際測量工作時因操作難度相對比第一種來說也更易上手，工作人員更樂于采用第二種方式進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換[2]。

4.2 工程測量中數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用

數(shù)字化測繪技術(shù)隨著如測繪工具、信息處理技術(shù)及種類繁多的測圖軟件在市場上的大量應(yīng)用，傳統(tǒng)的測量方法如用人工進行模擬測量繪制工作已日益被淘汰，這也進一步推動了數(shù)字化測量繪制技術(shù)的發(fā)展，也給工程測量技術(shù)的廣泛應(yīng)用帶來了極大的便利。數(shù)字化測量繪制技術(shù)的優(yōu)點可分為如下三個方面：①更強的數(shù)據(jù)使用與處理能力。數(shù)字化測量繪制技術(shù)在數(shù)據(jù)處理和運用的過程中，數(shù)據(jù)分析處理功能的作用尤為突出，而且計算機功能的多樣性使得任何種類地理情況都可以在電子屏幕上呈現(xiàn)，這與以往繪圖方式完全不同。②用處廣泛，數(shù)據(jù)信息可“私人訂制”。數(shù)字化測繪技術(shù)的成熟實現(xiàn)了對各類數(shù)據(jù)圖形任意進行組合和變換，通過對各種各樣的圖形采用不同的處理方式進行處理，可得到用處不同的圖件，進而可滿足不同客戶對不同產(chǎn)品的需要。③可對各類數(shù)據(jù)圖像進行插入和解析操作。當(dāng)掌握了數(shù)字化測繪技術(shù)的運用方法后，精準(zhǔn)編輯數(shù)據(jù)信息將變得輕而易舉，屆時可對各類數(shù)據(jù)信息進行更深層次的解析、修改操作[3]。

5 數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用和推廣

隨著數(shù)字化測繪技術(shù)不斷被優(yōu)化提高，使其被廣泛運用在了測繪各個領(lǐng)域，逐步取代傳統(tǒng)的人工模擬測圖技術(shù)，成為了進行測繪工作的首選技術(shù)。數(shù)字測繪圖在技術(shù)功能實現(xiàn)上由三個主要處理步驟組成，數(shù)據(jù)傳入、處理和傳出，進而再依賴信息技術(shù)對數(shù)據(jù)進行解析從而得到所需要的數(shù)字測繪圖。這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用也在很大程度上推動了測繪相關(guān)行業(yè)不斷朝著數(shù)字化、科技化方向發(fā)展，使得測繪工程行業(yè)轉(zhuǎn)變成了現(xiàn)在以信息技術(shù)為主要測量手段的現(xiàn)狀。此外，其測繪技術(shù)的先進性、專業(yè)性也使得建筑行業(yè)在進行測量工作時自然而然選擇了數(shù)字化測繪技術(shù)進行測繪工作。其技術(shù)優(yōu)勢可概括為以下幾點：①超強的數(shù)據(jù)應(yīng)用與處理能力。數(shù)字化測繪技術(shù)依托于互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，不僅能進行極快的數(shù)據(jù)使用和解析，在短時間內(nèi)得到想要的探測數(shù)據(jù)，還可以針對獲得的數(shù)據(jù)進行深加工，根據(jù)計算機的模擬計算功能，輕松將各種地理特征呈現(xiàn)在施工人員眼前，測量結(jié)果更直觀形象展現(xiàn)[4]。從某種角度來看，數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)工程測量工作的整體格局，立體化的數(shù)據(jù)模型可以更為直觀的展示數(shù)據(jù)測量結(jié)果，從而便于后續(xù)各項工作的開展。②按需定制測量圖。當(dāng)前的數(shù)字化測繪技術(shù)已可以做到針對不同需求對數(shù)據(jù)采取不同的處理方法，進而根據(jù)需求輸出用途不同的圖像，不斷發(fā)展的測繪技術(shù)也使得對各類圖形進行打散再組合的操作成為現(xiàn)實。③數(shù)字化測繪技術(shù)可對圖像靈活編輯和解析。數(shù)字化測繪技術(shù)可以在熟練掌握其技術(shù)使用方法后對任意圖像數(shù)據(jù)精準(zhǔn)解析與轉(zhuǎn)換，這不僅使得測繪工作效率和質(zhì)量大幅提高，還在很大程度上推動了數(shù)字化測繪技術(shù)不斷向更科技化的方向發(fā)展[5]。

6 結(jié)束語

伴隨著城市化進程的不斷加快，越來越多的新型工程測量技術(shù)在實際中得到廣泛應(yīng)用，數(shù)字化測繪技術(shù)憑借其專業(yè)性得到了眾多工程測量人員的喜愛，更多的工程測量人員更傾向于運用這類技術(shù)進行工程測量工作。除此之外，綜合運用多種測量、探測、計算等與工程相關(guān)的軟、硬件技術(shù)和設(shè)備可以保證所采集到的地理數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，得到的結(jié)構(gòu)分析結(jié)果也更可靠，對提高工程施工的客觀性、及時性和安全性也起了重要作用。目前，數(shù)字測繪技術(shù)的應(yīng)用前景比較廣闊，但仍存在一些尚未開發(fā)的空白領(lǐng)域，需要在未來的發(fā)展中積極探索和研究。在這一背景下，將 GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)融入到工程測量工作中就成為了必然的發(fā)展趨勢。實踐證明，融合GIS技術(shù)與數(shù)字化測繪技術(shù)可進一步提高工程測量工作的整體效率和質(zhì)量，可進一步發(fā)揮數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)有的作用價值。