湛長才

（中國建筑材料工業(yè)地質(zhì)勘查中心青海總隊(duì)，青海 西寧 810003）

地理信息是用于搜集整理與分析當(dāng)前環(huán)境的技術(shù)，可以應(yīng)用于調(diào)查、管理、發(fā)展以及路徑規(guī)劃等方向。在地理信息系統(tǒng)應(yīng)急計劃中，可以輕易的計算出最佳規(guī)劃。利用地理信息系統(tǒng)同樣可以保護(hù)部分濕地不受污染，極具效果。在地理信息發(fā)展階段，其景觀生態(tài)、計算機(jī)、濕地管理等領(lǐng)域別具一格，以共享與多功能為基礎(chǔ)，使其具有通用性與高效性，可以使地理信息的采集更加完善。常規(guī)測繪地理信息系統(tǒng)在像元數(shù)方面，測繪效果較差，精度隨之下降，不能適應(yīng)當(dāng)前社會背景，本文基于此，將低空遙感技術(shù)應(yīng)用于大數(shù)據(jù)測繪地理信息系統(tǒng)中，研究全球問題、國家建設(shè)、信息管理、交通，以及工礦用地等發(fā)展，擴(kuò)大我國的建設(shè)用地規(guī)模，提高土地資源利用率，減少環(huán)境污染等問題。

1 硬件設(shè)計

1.1 GIS測繪儀

為了加強(qiáng)系統(tǒng)的輕便性，本文將GIS測繪儀設(shè)計成小體積、輕重量的裝置?？紤]到測繪成圖的精度，本文將GIS測繪儀的參數(shù)設(shè)計如下表1所示。

表1 GIS測繪儀測繪參數(shù)

如表1所示，像元尺寸與像幅大小均設(shè)置成了原系統(tǒng)的二倍，最大程度地增加了測繪精度。

1.2 遙感影像儀

本文設(shè)計的遙感影像儀分為圖像采集和圖像處理兩個階段，從測量目標(biāo)的形狀、大小等參數(shù)分析圖像，完善圖像的質(zhì)量，提高最終的測繪精度。通過遙感膠片作為感光介質(zhì)，使用成像物質(zhì)作為感光元件，直接獲得以數(shù)字形式存儲的數(shù)字圖像。此外，本文設(shè)計的遙感成像儀價格低廉、圖像采集速度快、操作靈活方便、不同焦距鏡頭可互換、無膠片畸變等優(yōu)點(diǎn)。由于低空遙感技術(shù)可以有限地擴(kuò)大畫面的覆蓋范圍進(jìn)而提高測量精度。

2 軟件設(shè)計

2.1 采集地理信息矢量數(shù)據(jù)

構(gòu)建完整的大數(shù)據(jù)測繪地理信息系統(tǒng)，本文的主要任務(wù)是對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理。大數(shù)據(jù)測繪地理信息系統(tǒng)中，包含多種數(shù)據(jù)：矢量數(shù)據(jù)、柵格數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)等，可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時動態(tài)更新，結(jié)合當(dāng)前圖像數(shù)據(jù)和中短期城市規(guī)劃數(shù)據(jù)，將地理信息的影像數(shù)據(jù)、地圖基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、主體數(shù)據(jù)中，截取了連續(xù)的高清圖片，拼接成完整的圖片。對相關(guān)地區(qū)的地圖、地形、居民區(qū)等元素進(jìn)行采集，并采集交通輔助設(shè)施基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。由于交通主體數(shù)據(jù)量大、設(shè)計范圍廣、收集難度大，以上數(shù)據(jù)收集主要以測繪領(lǐng)域?yàn)檠芯繉ο?，保證該數(shù)據(jù)可用于道路規(guī)劃中，保證測繪精度。

2.2 基于低空遙感建立地理信息系統(tǒng)功能模塊

通過上文中采集到的數(shù)據(jù)，可以保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性，進(jìn)而對系統(tǒng)的功能模塊進(jìn)行設(shè)計。在系統(tǒng)登錄界面中設(shè)置了文件、地圖查詢與表達(dá)、地理信息空間分析、地圖打印，以及幫助等功能模塊。文件功能模塊可以為用戶提供系統(tǒng)的基本操作，例如打開、保存、新建、退出等。地圖查詢與表達(dá)模塊可以直接對地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行選擇、編輯、刪除。地理信息空間分析模塊可以為城市規(guī)劃提供最短路徑分析，保障城市出行通暢。最后即可通過地圖打印模塊，將地理信息打印出來，并設(shè)置幫助功能，實(shí)現(xiàn)全方位的測繪功能。

2.3 創(chuàng)建大數(shù)據(jù)測繪地理信息要素拓?fù)潢P(guān)系

為了使地理信息測繪更真實(shí)，本文創(chuàng)建出拓?fù)潢P(guān)系，將地理信息通過拓?fù)鋵傩?、聚類容差、拓?fù)湟?guī)則等關(guān)系完整地關(guān)聯(lián)出來。首先保證每個拓?fù)浔仨氂幸粋€唯一的名稱，用來標(biāo)識其元素內(nèi)的拓?fù)潢P(guān)系。并將聚類容差設(shè)置為較小的長度值，在此長度范圍內(nèi)的所有頂點(diǎn)都相加即為容差。此外，為了完善系統(tǒng)的完整性與約束性，通過拓?fù)湟?guī)則將以上內(nèi)容連接并建立，保證地理信息系統(tǒng)的測繪精準(zhǔn)。

3 實(shí)踐測試

為了驗(yàn)證本文設(shè)計的基于低空遙感的大數(shù)據(jù)測繪地理信息系統(tǒng)的實(shí)用性，對本系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)踐測試，以某地區(qū)的交通地理信息為例，過程及結(jié)果如下所示。

3.1 測試過程

本文設(shè)計的系統(tǒng)在運(yùn)行主界面上，對應(yīng)著系統(tǒng)的功能模塊，通過加載MapControl控件實(shí)現(xiàn)控制，系統(tǒng)運(yùn)行主界面如下圖1所示。

圖1 系統(tǒng)運(yùn)行主界面

點(diǎn)擊文件（F），即可出現(xiàn)數(shù)據(jù)添加界面。在系統(tǒng)運(yùn)行主界面點(diǎn)擊地圖制圖，即可出現(xiàn)工具欄添加界面。為了保證系統(tǒng)中的實(shí)時查詢功能，本文針對該系統(tǒng)的使用者，設(shè)計出圖層屬性查詢，也就是說，點(diǎn)擊系統(tǒng)運(yùn)行界面中的查詢，即可得出圖層屬性查詢列表，如下圖2所示。

圖2 圖層屬性查詢

如圖5所示，為圖層屬性查詢圖。此外，本文設(shè)計的系統(tǒng)以精簡為主，為了測繪出某地區(qū)交通地理信息的最短路徑，利用遙感算法計算，公式如下：

式（1）中，D[i]為最短路徑長度；LocVex（G，x）為節(jié)點(diǎn)G在節(jié)點(diǎn)v的位置；Edges[LocVex(G,x)][i]為計算機(jī)上允許使用的最大值。由此得出的賦權(quán)有向圖如下圖3所示。

圖3 賦權(quán)有向圖

如圖3所示，根據(jù)此圖即可得出遙感算法的最短路徑過程如下表2所示。

表2 遙感算法的最短路徑過程表

如表2所示，D[1][2][3][4][5]為最短路徑，由此可知，本文設(shè)計的系統(tǒng)運(yùn)行良好。

3.2 測試結(jié)果

在保證系統(tǒng)運(yùn)行良好的條件下，將本文設(shè)計的系統(tǒng)與常規(guī)AR系統(tǒng)作對比，結(jié)果如下表3所示。

表3 實(shí)踐結(jié)果

如表3所示，在其他基本條件均一致的前提下，常規(guī)AR系統(tǒng)測繪出的像元數(shù)明顯少于本文設(shè)計的系統(tǒng)，不同于常規(guī)系統(tǒng)，本文設(shè)計的系統(tǒng)可以將像元數(shù)完整地測繪出來，保證測繪的效果，符合本文研究目的。

4 結(jié)語

近年來，低空遙感技術(shù)的數(shù)據(jù)不斷豐富，帶動了測繪技術(shù)的發(fā)展，將遙感數(shù)據(jù)提取出來后，應(yīng)用于大數(shù)據(jù)測繪中，可以提高測繪像元數(shù)的效果，進(jìn)而提高測繪精度。本文基于此將低空遙感應(yīng)用于大數(shù)據(jù)測繪地理信息系統(tǒng)，旨在提高測繪精度，為地理信息的測繪技術(shù)提供參考建議。