劉向軍

【摘要】隨著城市化建設(shè)進(jìn)程的加快，工程建設(shè)日趨增多，同時對工程測繪的要求也越來越高，因此需要測繪從業(yè)人員去研究和掌握先進(jìn)的測繪技術(shù)，滿足工程建設(shè)的需要。本文闡述了GIS系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢和主要功能，主要對GIS在工程測繪工作中應(yīng)用進(jìn)行了探討分析，旨在提高工程測繪水平，為工程建設(shè)提供可靠的依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】地理信息系統(tǒng)；工程測繪；優(yōu)勢；功能；應(yīng)用

一.地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的優(yōu)勢

1、測量數(shù)據(jù)精度高。傳統(tǒng)測繪中，無論何種測量方式，測繪人員無法做到精確無誤，極小的測量失誤都可能導(dǎo)致測量結(jié)果較大的誤差。然而與傳統(tǒng)測量方式不同，GIS通過處在地球三個軌道平面上的24顆衛(wèi)星，與遙感技術(shù)緊密結(jié)合，尤其適合大型建筑（如大型商廈、摩天大樓等）的高精度測量。在測量精度上面，通過衛(wèi)星定位，GIS可以從距離地球120公里外的軌道面上輕易捕捉到地面上小型動物。因此，系統(tǒng)在測繪時通過繞地衛(wèi)星的平面掃描，與地面接收器遙相呼應(yīng)，工作人員只需對衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理便可得到相關(guān)信息，基本做到“零誤差”。

2、監(jiān)測效率高。除了不受自然條件影響外，GIS系統(tǒng)進(jìn)行測量只需在地面設(shè)置接收器，無需諸如觀測、調(diào)節(jié)、估讀等手動測量，因而工作效率大大提高。改善了工作效率，GIS測量采用衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行測量，整個過程沒有觀測、調(diào)節(jié)、調(diào)平、估讀等傳統(tǒng)測量環(huán)節(jié)，因此大大提高了測量工作的效率；尤其是地形地貌測繪工作，可以采用數(shù)臺儀器進(jìn)行同步、分組測量，大大縮短了作業(yè)時間。最后，最大程度上保證測量精度。傳統(tǒng)測量手段基本都存在毫米級的誤差，且操作人員的技術(shù)水平會對測量精度產(chǎn)生直接影響。.其平面掃描通過衛(wèi)星來實現(xiàn)，測量人員僅需正確操作接收設(shè)備即可，整個過程人為影響降至最低，最大程度上保證測量精度。

3、外部因素影響較小。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GIS技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)越性，這一點主要因為傳統(tǒng)測繪技術(shù)受自然條件因素影響過大，尤其是在高山密林等地形復(fù)雜區(qū)域，有時甚至無法展開測繪工作，單靠簡單的等高線等方式的估測會導(dǎo)致測量結(jié)果誤差較大，從而使測繪工作失去科學(xué)性。此外，若遇到雨雪天氣，測繪工作將不得不被迫中止。.自然條件會對傳統(tǒng)測繪工作產(chǎn)生直接影響，特別是高地區(qū)或山區(qū)密集區(qū)等，甚至無法測量；此外，暴風(fēng)雨雪天氣也會使測量環(huán)節(jié)受到限制，故針對一些測量精度要求高的工程傳統(tǒng)測量技術(shù)很難滿足精度要求。而GIS采用衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)，地理地貌、氣候環(huán)境等均不會對其產(chǎn)生影響，并且通過接收器完成測量，大大提高了工作的便利性。

二.GIS系統(tǒng)主要功能概述

1、綜合分析評價與模擬預(yù)測功能.GIS系統(tǒng)除了可以提取、存儲地理信息外，還可以根據(jù)不同的地形地貌情況建立對應(yīng)的信息模式，再采用科學(xué)的算法從中得出對應(yīng)的評價結(jié)果，為測量工作提供科學(xué)的數(shù)據(jù)參考。評價結(jié)果主要以函數(shù)及命令的形式對未來結(jié)果做出定量預(yù)測及發(fā)展趨勢預(yù)測，并對自然過程的最終結(jié)果進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測；此外，還可以利GIS對預(yù)測數(shù)據(jù)與特殊傾向可能出現(xiàn)的后果、對應(yīng)的解決策略產(chǎn)生的效果做出比較，提高決策的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，規(guī)避風(fēng)險。

2、空間分析與空間查詢功能.GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建過程中通常采用分層處理的方法，其主要目的是為了提高GIS開發(fā)與管理的便利性?；谠摌?gòu)建模式，在系統(tǒng)中輸出原始圖，并且系統(tǒng)分析與查詢結(jié)果是通過空間操作的原始圖表示出來，從而基于空間定位角度而言，經(jīng)過處理的圖件與原圖保持一致。這種空間變換的內(nèi)容包括分析重置、拓?fù)淇臻g查詢及分析空集合等。

3、GIS輸出功能.GIS系統(tǒng)是在地圖制圖技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此GIS的主要功能中地圖制圖是必不可少的重要部分，利用GIS不僅可輸出數(shù)字化地圖，而且可以建立地圖數(shù)據(jù)庫，相比傳統(tǒng)的手工繪圖，在大幅提高工作效率的同時，也降低了制圖成本，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

三、GIS在工程測繪工作中的應(yīng)用分析

1、采集數(shù)據(jù).測繪初期階段需對客觀世界中的物象進(jìn)行抽象、離散，在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，通常采用柵格、矢量兩種方法存儲連續(xù)對象實體。其中柵格數(shù)據(jù)包括存儲單元的行及列，存儲單元存放唯一值，根據(jù)地面單位的網(wǎng)格寬度來確定柵格數(shù)據(jù)集的分辨率。矢量存儲則是將客觀存在的對象用幾何圖形中的點、線、面表示出來；當(dāng)然除上述兩種方式外，空間數(shù)據(jù)也可能通過其它附加數(shù)據(jù)作為對象屬性實現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)的存儲。傳統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的方法是掃描聚酯薄膜地圖或現(xiàn)有數(shù)據(jù)來產(chǎn)生數(shù)字信息，而利用GIS系統(tǒng)則是采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取對應(yīng)位置坐標(biāo)，再將其輸入GIS系統(tǒng)中進(jìn)行處理；數(shù)據(jù)采集也可以利用遙感技術(shù)來進(jìn)行。多個平臺上均附帶傳感裝置，包括攝像機(jī)、激光雷達(dá)、數(shù)字掃描儀等，這些設(shè)備互相聯(lián)連，與航空器、衛(wèi)星所搭建的數(shù)據(jù)處理平臺結(jié)合起來，把航空照片、圖片判讀數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇，再利用二維或三維的形式捕捉數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳輸至對應(yīng)的軟拷貝系統(tǒng)。

2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理.GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理主要通過各種數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，實現(xiàn)數(shù)據(jù)預(yù)處理，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浣?，把利用其它方法獲得的測量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域疊架起來進(jìn)行分析。GIS系統(tǒng)軟件會對屬性條件不同的各種數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系進(jìn)行自動識別，實現(xiàn)復(fù)雜空間實體的連接，針對臨近及包含的關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)建模及分析；針對向量數(shù)據(jù)的分析，需要一個必須條件，即拓?fù)湔_。實際數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，可能存在控制測量中出現(xiàn)線與交叉點分離的現(xiàn)象，或者原地圖上存在污點，這些均會對結(jié)果的精確度產(chǎn)生影響，因此GIS還可以針對這類情況做出選擇性清除。在GIS系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，要通過數(shù)據(jù)重構(gòu)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS可識別的格式，才能保證不同數(shù)據(jù)源的互相兼容。需要注意一點，由于需求不同，其所側(cè)重的對象屬性也存在差異，所以在分析數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)前要做好投影與坐標(biāo)變換整合處理，盡管各數(shù)學(xué)模型的精度要求、復(fù)雜度均不相同，但可保證模型的適用性。

3、GIS系統(tǒng)空間分析.上述兩個環(huán)節(jié)為數(shù)據(jù)處理的預(yù)處理，完成后即可在GIS系統(tǒng)中進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)的分析計算，基于空間物體的空間位置與互相關(guān)聯(lián)性實現(xiàn)空間事物的定量描述。對于GIS而言，空間分析是其核心功能，同樣其過程也比較復(fù)雜；空間分析結(jié)合了區(qū)域科學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)、地球物理學(xué)等多個學(xué)科，基于拓?fù)鋵W(xué)、圖論、空間統(tǒng)計學(xué)來描述、分析空間構(gòu)成，完成對空間數(shù)據(jù)的獲取、認(rèn)知與描述，進(jìn)而模擬、預(yù)測空間過程，對地理空間事件進(jìn)行調(diào)控?？傊乩硇畔⑾到y(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展不僅大大減少了工程測量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明顯，是工程測繪技術(shù)發(fā)展過程中的里程碑，其所產(chǎn)生的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。當(dāng)然現(xiàn)階段地理信息系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善，相信GIS的發(fā)展與優(yōu)化，能夠進(jìn)一步推動控制測量技術(shù)的變革。

結(jié)束語

綜上所述，地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用越來越廣泛，其具有強(qiáng)大的信息收集處理能力及方便快捷的輸出功能，體現(xiàn)出信息多元化及測繪結(jié)果多維化的特點。其信息多元化與測繪結(jié)果的多維化也成為現(xiàn)代測繪的必要發(fā)展趨勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐開明.地理信息公共服務(wù)平臺建設(shè)與現(xiàn)代測繪服務(wù)模式[J].地理信息世界，2011，（3）

[2]高文革，袁泉.測繪地理信息系統(tǒng)建設(shè)探討[J].中國科技博覽，2010（19）.