王國洲

（貴州省第三測繪院 貴州貴陽 550004）

測繪中地理信息系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)的探討

王國洲

（貴州省第三測繪院 貴州貴陽 550004）

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展、社會(huì)生活水平的不斷提高和科學(xué)技術(shù)的不斷創(chuàng)新，各行各業(yè)都得到了快速的發(fā)展，尤其是信息技術(shù)方面，在全球發(fā)展的非常迅速，已經(jīng)融入到各行各業(yè)中。在傳統(tǒng)測繪工程中對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用也變得越來越廣泛，其強(qiáng)大的信息收集處理能力及方便快捷的輸出功能，也體現(xiàn)出了其信息多元化及測繪結(jié)果多維化的特點(diǎn)。本文通過對地理信息系統(tǒng)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用技術(shù)方面的內(nèi)容進(jìn)行闡述，并著重分析了地理信息系統(tǒng)在工程測量中的實(shí)際應(yīng)用。

測繪；地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)

1 引言

隨著時(shí)代的發(fā)展，我國的科學(xué)技術(shù)水平得到了不斷的提高，尤其是在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域中的信息系統(tǒng)技術(shù)得到了快速的發(fā)展，其最大的用處就是具有強(qiáng)大的信息收集能力及方便快捷的輸出功能。地理信息系統(tǒng)是一門新興的學(xué)科和技術(shù)，它從一開始出現(xiàn)發(fā)展到現(xiàn)如今的階段，只經(jīng)歷了40多年的時(shí)間。隨著人類信息技術(shù)的不斷進(jìn)步和對于信息越來越多的認(rèn)識(shí)，地理信息系統(tǒng)也在不斷地完善，而且也被越來越廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。正因?yàn)槿绱耍磥淼牡乩硇畔⑾到y(tǒng)將會(huì)更加的完善，同時(shí)其在每個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用也會(huì)更加的廣泛。

2 地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢

地理信息系統(tǒng)簡稱為GIS，是3S技術(shù)中不可或缺的一部分，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比，GIS的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）外界對其干擾因素少。自然條件如地域的高低、人口的疏密程度不同都會(huì)直接影響到傳統(tǒng)測繪工作，有時(shí)甚至無法測量；此外，氣候方面的因素如暴風(fēng)雨雪天氣也是傳統(tǒng)方法的影響因素之一，故傳統(tǒng)技術(shù)就不適用對精度要求高的工程中去了。然而GIS相對于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)來說排除了地理地貌和氣候環(huán)境對其的影響，它采用了衛(wèi)星監(jiān)測技術(shù)，通過接收器來完成測量，這樣就大大提高了測量的精度。

（2）工作效率也得到了很大的提高，GIS測量是采用衛(wèi)星技術(shù)來完成測量的，在測量的整個(gè)過程中沒有觀測、調(diào)節(jié)、調(diào)平、估讀等傳統(tǒng)測量步驟，故就大大提高了工作效率；這一特點(diǎn)更體現(xiàn)在地形地貌的測繪工作上。

（3）使測量精度達(dá)到最大。傳統(tǒng)測量手段基本都存在毫米級(jí)的誤差，且操作人員的技術(shù)水平也會(huì)直接影響測量精度。而使用GIS在進(jìn)行測量的過程中，大部分工作都是通過衛(wèi)星來完成的，就減少了測量人員技術(shù)上的誤差，在最大程度上保證了測量精度。

3 GIS系統(tǒng)主要功能

3.1 對信息進(jìn)行綜合分析與處理的能力

GIS系統(tǒng)除了對地理信息進(jìn)行提取和存儲(chǔ)外，還可以對不同的地形地貌建立相應(yīng)的信息模式，采用科學(xué)的算法，對結(jié)果進(jìn)行評價(jià)，提供科學(xué)的數(shù)據(jù)供以參考。在對評價(jià)結(jié)果做出定量預(yù)測及發(fā)展趨勢預(yù)測方面，我們可以使用函數(shù)及命令的方法，該方法還可以能對自然過程中產(chǎn)生的最終結(jié)果進(jìn)行精確的預(yù)測；另外，還可以比較GIS產(chǎn)生的預(yù)測數(shù)據(jù)帶來的后果與對應(yīng)的解決策略產(chǎn)生的效果的不同點(diǎn)，提出科學(xué)與準(zhǔn)確的決策，避免一些可能出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.2 對空間進(jìn)行分析和查詢的能力

GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫是通過分層處理的方法進(jìn)行構(gòu)建的，這樣做主要是為了便于GIS的開發(fā)與管理。在這個(gè)構(gòu)建模式的基礎(chǔ)上，若將原始圖輸入到系統(tǒng)中，系統(tǒng)將通過分析和查詢在空間互操作的基礎(chǔ)上將原始圖表示出來，還要在空間角度變換包括分析重置、拓?fù)淇臻g查詢及分析空集合等的基礎(chǔ)上，使兩圖保持一致。

3.3 GIS有對數(shù)據(jù)進(jìn)行輸出的能力

GIS系統(tǒng)是在基于對地圖圖形進(jìn)行制作的技術(shù)上發(fā)展起來的，所以GIS對地圖制圖的能力是地理信息系統(tǒng)的主要功能之一，相比較于傳統(tǒng)的測繪技術(shù)GIS除了對數(shù)字化地圖具有輸出能力外，還有建立地理位置數(shù)據(jù)庫的功能，所以在工作過程中就可以大大提高工作效率，制圖的成本也相應(yīng)的降低了，使經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也得到了很大幅度的提高。

4 GIS在測繪工作中的具體應(yīng)用

4.1 可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集

客觀世界中的物象在測繪剛開始的時(shí)候是抽象、離散的，在地理信息處理系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，存儲(chǔ)連續(xù)對象實(shí)體的方法通常有柵格和矢量兩種方法。其中柵格數(shù)據(jù)包括存儲(chǔ)單元的行及列，存儲(chǔ)單元存放唯一值，柵格數(shù)據(jù)集的分辨率是由地面單位的網(wǎng)格寬度來確定的。矢量存儲(chǔ)則是用幾何圖形中的點(diǎn)、線、面等方面將客觀存在的對象表示出來的方法；除此之外，空間數(shù)據(jù)有時(shí)為了實(shí)現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)時(shí)需要通過其它附加數(shù)據(jù)對象屬性的數(shù)據(jù)來實(shí)現(xiàn)。

GIS系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的方法，對應(yīng)位置坐標(biāo)是采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)來獲取的，得到的數(shù)據(jù)可以輸入到GIS系統(tǒng)中進(jìn)行處理；利用遙感技術(shù)也可以進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集。地理信息處理系統(tǒng)包括多個(gè)平臺(tái)，每個(gè)平臺(tái)上均附帶有傳感裝置（攝像機(jī)、激光雷達(dá)和數(shù)字掃描儀），設(shè)備間連接在一起，還要與其他設(shè)備（航空器和衛(wèi)星）所構(gòu)成的數(shù)據(jù)處理平臺(tái)連接，對所得到的數(shù)據(jù)（航空照片或圖片）進(jìn)行有效的篩選，利用二維或三維的形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，最后把數(shù)據(jù)保存起來。另外，也可利用遙感技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，即主動(dòng)傳感器向傳感器包發(fā)射電磁波或無線電波，不同的傳感器會(huì)對得到的反射系數(shù)進(jìn)行被動(dòng)測量，最后在地理信息處理系統(tǒng)中就能輸出屬性數(shù)據(jù)。

4.2 可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換與處理

在GIS系統(tǒng)中，主要通過使用各種數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，對數(shù)據(jù)進(jìn)行初步處理，進(jìn)行拓?fù)浣?，并分析測量過程中得到的測量圖形與GIS圖層重疊的區(qū)域。GIS系統(tǒng)軟件會(huì)自動(dòng)識(shí)別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，以此就可以實(shí)現(xiàn)與復(fù)雜空間實(shí)體的連接，在數(shù)據(jù)處理時(shí)也可以對臨近及包含的關(guān)系進(jìn)行建模及分析。在數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的實(shí)際過程中，可能會(huì)出現(xiàn)控制測量的問題，如線與交叉點(diǎn)分離的現(xiàn)象，或者原來的地圖上有瑕疵的現(xiàn)象，這些都是影響測量結(jié)果精度的因素，所以地理信息系統(tǒng)就能對該現(xiàn)象制定出解決辦法，防止此類情況的發(fā)生。在地理信息系統(tǒng)中進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的過程中，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GIS可識(shí)別的格式必須通過數(shù)據(jù)重構(gòu)來完成，這樣方可以使不同的數(shù)據(jù)源互相兼容。對數(shù)據(jù)的需求的異同會(huì)導(dǎo)致對側(cè)重對象屬性的不同，在分析數(shù)據(jù)時(shí)還會(huì)受到數(shù)學(xué)模型的精度與復(fù)雜度等的影響，故要整合好投影與坐標(biāo)變換的處理，盡可能地保證模型與數(shù)據(jù)之間的適用性。此外，數(shù)據(jù)測量中都會(huì)用到數(shù)據(jù)構(gòu)建、地理編碼等數(shù)據(jù)處理方法，保證各方法邏輯上的一致性和內(nèi)容上的完整性。

4.3 GIS系統(tǒng)空間分析

上述兩個(gè)環(huán)節(jié)均屬于數(shù)據(jù)處理過程中的初步處理階段，完成后就可以在地理信息系統(tǒng)系統(tǒng)中對圖形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析計(jì)算，在對空間物體的空間位置與以其有聯(lián)系的實(shí)際空間實(shí)物的定量描述的基礎(chǔ)上，就地理信息系統(tǒng)而言，其核心功能是空間分析，盡管其過程較復(fù)雜；空間分析是結(jié)合了多種學(xué)科（區(qū)域科學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)和地球物理學(xué)）的一種學(xué)科，在拓?fù)鋵W(xué)、圖論、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)上來描述的、通過分析構(gòu)成空間的元素，來完成對空間數(shù)據(jù)的獲取、認(rèn)知與描述等任務(wù)，然后通過對空間過程的模擬和預(yù)測，來完成對地理空間事件的表達(dá)。

5 結(jié)論

綜上所述，測繪中地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展不但使工程測量的工作量得到大幅度的降低，還提升了工程測量工作中工作效率，這樣就產(chǎn)生了十分顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益，可以說地理信息系統(tǒng)在工程測繪技術(shù)中起著越來越重要的作用，是其發(fā)展過程中作為里程碑的一項(xiàng)技術(shù)。針對現(xiàn)階段的地理信息系統(tǒng)，在測繪工程中的應(yīng)用還有待完善，不過我們相信它一定得到更好地發(fā)展和優(yōu)化，一定能對測繪工程的控制測量工程中的測量技術(shù)的變革有很大的幫助。因此這就需要廣大從事于工程測量的工作人員在今后的工作中，積極的學(xué)習(xí)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)，在工作中不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，努力發(fā)展地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用，及時(shí)參加必要的技能培訓(xùn)，為測繪事業(yè)的發(fā)展努力奮斗。

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1004-7344（2016）18-0171-02

2016-6-10