徐昇

廣寧縣自然資源局 廣東 肇慶 526300

引言

隨著工程項(xiàng)目建設(shè)的復(fù)雜性不斷提高，其相應(yīng)的測(cè)量工作難度也與日俱增，傳統(tǒng)的測(cè)量方式已然無法滿足現(xiàn)代化的工程測(cè)量需求。同時(shí)，信息技術(shù)日益發(fā)展完善，新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)獲得了一定的發(fā)展，以地理信息系統(tǒng)為代表的新型技術(shù)開辟出了一個(gè)嶄新的測(cè)繪領(lǐng)域，此系統(tǒng)也逐漸在工程測(cè)量中占有更加重要的地位，尤其是近些年間，在城鄉(xiāng)規(guī)劃、環(huán)保事業(yè)、水利水電等方面均獲得了高速的發(fā)展。

1 新型地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)是地理學(xué)和信息技術(shù)交叉領(lǐng)域的一種先進(jìn)技術(shù)，不僅關(guān)注空間數(shù)據(jù)的采集和處理，還致力于研究和發(fā)展空間信息的基礎(chǔ)理論和技術(shù)理念。其涉及地圖學(xué)、地理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感學(xué)等多個(gè)學(xué)科的交叉融合，旨在探索地球上空間現(xiàn)象和過程的內(nèi)在規(guī)律，通過對(duì)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行模型建立、分析和預(yù)測(cè)，地理信息系統(tǒng)可以提供決策支持、資源管理、環(huán)境保護(hù)等方面的應(yīng)用。

2 新型地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用對(duì)工程測(cè)繪工作起到的作用

2.1 提高工作效率

傳統(tǒng)的工程測(cè)繪需要大量的人力和時(shí)間，而GIS系統(tǒng)的運(yùn)用可以顯著提升工作效率。通過使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和先進(jìn)的工具，工程測(cè)繪人員可以更快速地處理地理信息收集和整理工作。相比于過往單純憑借人工來進(jìn)行實(shí)地勘察采集信息的方式，GIS系統(tǒng)能夠利用大數(shù)據(jù)信息庫實(shí)行綜合化分析與處理，從而極大地縮減了工作量和時(shí)間成本。這使得傳統(tǒng)測(cè)繪方式下煩瑣的工作流程得以簡(jiǎn)化，從而顯著提高了測(cè)繪效率[1]。

2.2 提高時(shí)效性

地理信息是動(dòng)態(tài)的，隨著時(shí)間的推移，地理數(shù)據(jù)會(huì)發(fā)生變化。傳統(tǒng)的測(cè)繪方法往往不能及時(shí)捕捉到這些變化，而GIS系統(tǒng)的應(yīng)用在這一方面表現(xiàn)出色。基于數(shù)據(jù)庫的信息匯集整理，工程測(cè)繪人員可以直觀地調(diào)用和分析所需的數(shù)據(jù)資源，并快速掌握數(shù)據(jù)的變化情況。這使得他們能夠及時(shí)地對(duì)部分?jǐn)?shù)據(jù)加以修正，保持測(cè)繪結(jié)果的時(shí)效性。

2.3 減小誤差

在傳統(tǒng)的工程測(cè)繪中，由于人為因素的存在，往往難以避免一定程度的誤差。而GIS系統(tǒng)的應(yīng)用能夠顯著減小這些誤差。通過利用計(jì)算機(jī)模型進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析，GIS系統(tǒng)能夠消除或最小化人為誤差的影響。盡管無法做到完全零誤差，不過與傳統(tǒng)方法相比，GIS系統(tǒng)明顯提高了測(cè)繪結(jié)果的精確度。這為工程建設(shè)提供了更可靠、更精準(zhǔn)的地理測(cè)繪服務(wù)，有助于提前發(fā)現(xiàn)潛在問題并采取相應(yīng)的措施。

3 新型地理信息系統(tǒng)在工程測(cè)繪中的具體應(yīng)用

3.1 數(shù)字成像技術(shù)應(yīng)用

隨著測(cè)繪技術(shù)的持續(xù)高速發(fā)展，數(shù)字成像技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用日益突出?；诘乩硇畔⑾到y(tǒng)的新型技術(shù)為測(cè)繪工作提供了快速、高效的數(shù)據(jù)處理方法，從而做到了對(duì)資料的迅速采集、整理和分析，進(jìn)一步提升了測(cè)繪數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。傳統(tǒng)的工程測(cè)繪技術(shù)常常要耗費(fèi)較多的人力物力，測(cè)繪人員需要親臨現(xiàn)場(chǎng)，進(jìn)行復(fù)雜的測(cè)量工作，同時(shí)還要面對(duì)復(fù)雜且多變的環(huán)境條件，如高山、峽谷、沼澤等。這些因素都限制了測(cè)繪的質(zhì)量與效率，同時(shí)還會(huì)對(duì)工作人員的人身安全帶來一定的威脅。而利用新型GIS技術(shù)與數(shù)字圖像技術(shù)，則能夠極大地簡(jiǎn)化和加快測(cè)繪工作的過程。通過運(yùn)用現(xiàn)代化設(shè)備，如航空攝影機(jī)、無人機(jī)等，可以快速獲取大量高質(zhì)量的影像數(shù)據(jù)。這些數(shù)字圖像可以在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行后期處理和分析，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特征提取、地物識(shí)別等功能。與傳統(tǒng)測(cè)繪相比，數(shù)字成像技術(shù)不僅降低了對(duì)人力資源的需求，還顯著縮短了完成測(cè)繪任務(wù)所需的時(shí)間。將數(shù)字成像技術(shù)結(jié)合地理信息系統(tǒng)技術(shù)，還可以通過建立和管理地理數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)海量的地表特征、地形信息、土地利用狀況等地理數(shù)據(jù)，為各個(gè)行業(yè)和領(lǐng)域提供有關(guān)空間信息的參考和支持，可以幫助決策者做出更準(zhǔn)確、科學(xué)的決策，促進(jìn)城市規(guī)劃、環(huán)境保護(hù)、交通規(guī)劃等方面的發(fā)展[2]。

3.2 無人機(jī)和遙感技術(shù)的運(yùn)用

無人機(jī)與遙感技術(shù)的運(yùn)用在測(cè)繪領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。首先，這些技術(shù)能夠在惡劣環(huán)境下開展測(cè)繪工作，例如云量較少、山地崎嶇等場(chǎng)景。相比傳統(tǒng)的人工測(cè)繪方法，無人機(jī)和遙感技術(shù)能夠提供更高質(zhì)量的測(cè)繪效果和圖像畫質(zhì)。通過搭載先進(jìn)的攝像設(shè)備和傳感器，無人機(jī)可以從空中俯瞰地面，捕捉到更詳細(xì)、清晰的地理信息。而且，無人機(jī)的機(jī)動(dòng)靈活性使得它們可以進(jìn)入狹窄、危險(xiǎn)的地域，得到以往難以觸及的區(qū)域的地理信息。同時(shí)，遙感技術(shù)能夠通過遙感圖像處理與分析，提供更準(zhǔn)確、全面的地理數(shù)據(jù)，幫助解決復(fù)雜環(huán)境下的測(cè)繪問題。無人機(jī)與遙感技術(shù)還能夠自動(dòng)處理無用信息，過濾掉冗余或錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，從而提供更加精確可靠的測(cè)繪結(jié)果。利用無人機(jī)和遙感技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)據(jù)采集和處理，大大提高測(cè)繪工作的效率和精度。利用先進(jìn)的影像處理算法和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，可以從海量的遙感數(shù)據(jù)中提取出有價(jià)值的地理信息，為測(cè)繪項(xiàng)目的決策提供準(zhǔn)確可靠的支持[3]。

3.3 在工程變形監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用

通過地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，可以在工程建設(shè)期間對(duì)工程變形實(shí)行持續(xù)監(jiān)測(cè)。例如，在水利工程中，大壩是關(guān)鍵的結(jié)構(gòu)，其變形可能會(huì)帶來嚴(yán)重的安全隱患。利用地理信息系統(tǒng)和GPS技術(shù)，可以對(duì)大壩的位移、傾斜等變形情況加以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，有助于及早發(fā)現(xiàn)異常變形，并及時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行修復(fù)或調(diào)整，確保大壩的安全穩(wěn)定。此外，地表沉降也是工程變形監(jiān)測(cè)中的重要內(nèi)容。地表沉降可能由于地下水開采、地質(zhì)活動(dòng)等因素引起，當(dāng)發(fā)生較大的地表沉降時(shí)，可能會(huì)對(duì)工程造成不可忽視的影響。利用GIS和GPS技術(shù)，能夠?qū)Φ乇沓两颠M(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，及時(shí)發(fā)現(xiàn)沉降的趨勢(shì)和幅度，從而評(píng)估工程的穩(wěn)定性，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行調(diào)整，確保工程的安全運(yùn)行。在工程變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)用GIS系統(tǒng)，可以及時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳遞給相關(guān)設(shè)計(jì)人員和決策者，幫助他們了解工程變形情況，并進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整和決策，信息傳遞的快捷性和準(zhǔn)確性對(duì)于糾正工程問題、保證工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性具有重要意義。

3.4 立體式輸出功能

立體式數(shù)據(jù)的主要功能是將分析與處理之后的有價(jià)值的信息轉(zhuǎn)變?yōu)榉瞎こ绦枨蟮膱D表與文件格式，在城市測(cè)量和現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)中具有重要的優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用價(jià)值。其一，立體式數(shù)據(jù)利用立體化的系統(tǒng)和外部軟件的整合，能夠直觀地展示煩瑣的測(cè)繪數(shù)據(jù)。通過將數(shù)據(jù)呈現(xiàn)在圖表和文件中，使得信息處理變得更加便捷和高效，不再需要耗費(fèi)大量時(shí)間和精力去閱讀和理解復(fù)雜的原始數(shù)據(jù)，用戶就可以通過可視化的方式直接獲取所需信息，提高工作效率。其二，立體式數(shù)據(jù)基于對(duì)大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和提取，能夠形成完善、詳盡的測(cè)量分析報(bào)表，為用戶提供了全面的參考依據(jù)。同時(shí)，結(jié)合測(cè)量資料，還可繪制對(duì)應(yīng)的地圖和圖件，進(jìn)一步展示地理信息，不僅方便了用戶對(duì)地理信息資源的運(yùn)用，還為決策者提供了可視化的數(shù)據(jù)支持，有助于他們做出準(zhǔn)確的判斷和決策。其三，立體式數(shù)據(jù)的輸出功能還能夠減少后續(xù)處理時(shí)間，提高數(shù)據(jù)處理質(zhì)量。同時(shí)，利用先進(jìn)的算法和技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)分析和校正，提高了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，進(jìn)而有效地提升了數(shù)據(jù)處理質(zhì)量。其四，立體式數(shù)據(jù)的輸出功能也能夠?yàn)楦黝愑脩籼峁┬畔⒆稍兎?wù)，無論是專業(yè)的測(cè)繪人員、城市規(guī)劃師還是一般的用戶，都可以通過獲取這些圖表、報(bào)表和數(shù)據(jù)等圖件信息，獲得所需的地理信息，并在其相關(guān)工作和決策中得到支持和指導(dǎo)[4]。

3.5 空間系統(tǒng)分析

在工程測(cè)繪中，實(shí)體的測(cè)量是核心任務(wù)之一。通過精確測(cè)量和記錄各種物理對(duì)象在空間中的位置、形狀和屬性，可以建立起真實(shí)世界與地圖之間的聯(lián)系，為工程設(shè)計(jì)、規(guī)劃和施工提供準(zhǔn)確的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。而地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種集成空間數(shù)據(jù)管理、分析和可視化的技術(shù)工具，在空間分析中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其通過將空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和地圖數(shù)據(jù)整合在一起，能實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的空間關(guān)系和模式的深入分析和理解。基于對(duì)空間實(shí)體的觀測(cè)和測(cè)量，如通過全球定位系統(tǒng)（GPS）獲取點(diǎn)、線、面要素的準(zhǔn)確位置信息，配合遙感技術(shù)獲取圖像數(shù)據(jù)等，可以獲得大量的空間數(shù)據(jù)。利用這些空間數(shù)據(jù)，可以實(shí)行各種分析運(yùn)算，如空間關(guān)系分析、屬性查詢和空間模型構(gòu)建等。將地理信息系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)與其他相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，如氣象數(shù)據(jù)、人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，可以為工程測(cè)繪提供更全面準(zhǔn)確的參考依據(jù)。這樣的綜合分析可以幫助工程師和決策者更好地了解空間實(shí)體的定位、形態(tài)和關(guān)系，同時(shí)在工程規(guī)劃和設(shè)計(jì)中做出科學(xué)合理的決策。

3.6 地形地貌測(cè)繪中的應(yīng)用

在我國(guó)，由于地殼運(yùn)動(dòng)頻繁，一些地區(qū)經(jīng)常受到地震、洪澇等自然災(zāi)害的困擾，對(duì)人們的正常生活產(chǎn)生了嚴(yán)重影響。因此，在工程建設(shè)過程中，進(jìn)行合理的地形地貌測(cè)繪方式顯得尤為重要。新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用，極大地提高了測(cè)繪精度，并且可以有效保障測(cè)繪人員的安全。其中，無人機(jī)被廣泛應(yīng)用于地形地貌測(cè)繪中，其能夠從高空視角獲取各類信息數(shù)據(jù)，并通過人機(jī)圖片互換裝置對(duì)數(shù)據(jù)加以處理和存儲(chǔ)。通過后臺(tái)控制中心的協(xié)調(diào)和管理，收集到的數(shù)據(jù)可以被綜合分析并繪制成地形地貌圖，從而直觀地展示整個(gè)區(qū)域的地勢(shì)起伏、地貌特征以及可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)。工程建設(shè)團(tuán)隊(duì)可以根據(jù)這些地形地貌圖制定科學(xué)的方案和策略，確保工程進(jìn)展安全順利。在新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)的支持下，地形地貌測(cè)繪能夠全面反映一個(gè)地區(qū)的情況，提供精細(xì)化的信息支持。通過準(zhǔn)確把握地理特征，工程建設(shè)可以更加科學(xué)規(guī)劃，有效應(yīng)對(duì)潛在風(fēng)險(xiǎn)，確保項(xiàng)目的成功實(shí)施[5]。

3.7 智能城市建設(shè)中的應(yīng)用

在交通領(lǐng)域，新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)交通流量和路況，提供智能化的交通管理。通過分析數(shù)據(jù)，智能交通系統(tǒng)可以優(yōu)化交通信號(hào)控制，減少交通擁堵，提高道路利用率。同時(shí)，還可以實(shí)現(xiàn)智能導(dǎo)航、車輛定位和路徑規(guī)劃，為駕駛員和行人提供精確的導(dǎo)航和路線選擇。

在環(huán)境領(lǐng)域，新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)通過傳感器和監(jiān)測(cè)設(shè)備，可以實(shí)時(shí)收集和分析空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲等環(huán)境參數(shù)的數(shù)據(jù)，以幫助城市管理者及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決環(huán)境問題，并制定相應(yīng)的環(huán)境保護(hù)措施。還可以利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行資源管理，如智能能源管理和智能水務(wù)管理，提高能源利用效率和水資源的合理分配。

在城市規(guī)劃和建設(shè)領(lǐng)域，新型地理信息系統(tǒng)技術(shù)通過對(duì)土地利用、人口分布、建筑結(jié)構(gòu)等數(shù)據(jù)的分析，可進(jìn)行合理的城市規(guī)劃和土地利用規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)城市的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，利用三維數(shù)字模型技術(shù)，可以進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的城市規(guī)劃和建模，幫助決策者更直觀地了解城市發(fā)展的效果，減少規(guī)劃方案的風(fēng)險(xiǎn)。

4 結(jié)束語

地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測(cè)繪中有著重要的作用，基于此技術(shù)所采集到的測(cè)量數(shù)據(jù)有著精度高、誤差性低的特征，并且該技術(shù)還能實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)繪數(shù)據(jù)的精細(xì)化加工與處理，結(jié)合多元化的可視化輸出方式更加直觀立體的呈現(xiàn)出測(cè)量結(jié)果，為工程項(xiàng)目的實(shí)施、預(yù)測(cè)與管控提供了扎實(shí)的技術(shù)支撐，對(duì)國(guó)內(nèi)工程測(cè)量的發(fā)展具有深遠(yuǎn)、積極的影響作用。