測繪地理信息的建設(shè)研究

胡剛

摘要：測繪是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ)，地理新系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)主要來源于數(shù)字圖，當(dāng)前隨著測繪技術(shù)的進(jìn)步，地形圖的更新周期越來越短，速度越來越快，使得傳統(tǒng)的管理方式顯得相對滯后。測繪數(shù)據(jù)管理信息系統(tǒng)的建設(shè)直接影響制約到相關(guān)地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的開展。建立測繪信息管理系統(tǒng)能有效的管理測繪數(shù)據(jù)，加速地理信息系統(tǒng)的發(fā)展及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：測繪；地理信息；建設(shè)研究

地理信息是指直接或間接與地球上的空間位置有關(guān)的信息，又常稱為空間信息。GIS是在地理學(xué)、測量學(xué)、制圖學(xué)、遙感學(xué)、圖形學(xué)應(yīng)用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的基礎(chǔ)上逐步形成的一門交叉學(xué)科和技術(shù)。GIS主要是在空間處理、空間統(tǒng)計(jì)、空間分析等常用功能。簡單的矢量化、地圖制作只是在為GIS系統(tǒng)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而已。GIS的重要性是由它的應(yīng)用能力來決定的。也就是它的空間分析、空間查詢、空間統(tǒng)計(jì)等等功能

一、地理信息系統(tǒng)的概述

GIS是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)，具有以下三個(gè)方面的特征：1、具有采集、管理、分析和輸出多種地理空間信息的能力，具有空間性和動(dòng)態(tài)性；2、以地理研究和地理決策為目的，以地理模型方法為手段，具有區(qū)域空間分析、多要索綜合分析和動(dòng)態(tài)預(yù)測能力，產(chǎn)生高層次的地理信息；3、由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以完成的任務(wù)。地理信息系統(tǒng)從外部來看，它表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)；而其內(nèi)涵是由計(jì)算機(jī)程序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型，是一個(gè)邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)。其中GIS是由硬件、軟件和方法組成的地理信息系統(tǒng)，能支持地理空間數(shù)據(jù)的獲取、管理、操作、分析、模型化和顯示，以解決復(fù)雜的規(guī)劃和管理問題。

二、測繪地理信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和內(nèi)容

（一）測繪地理信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)

系統(tǒng)的功能應(yīng)當(dāng)是科學(xué)有效的管理傳統(tǒng)測繪數(shù)據(jù)，首先實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的測繪數(shù)據(jù)的管理功能，如制圖等。在此基礎(chǔ)上增加GIS專題信息，為土地管理、城市建設(shè)、海洋漁業(yè)等部門提供輔助決策支持的基礎(chǔ)信息，拓寬測繪的服務(wù)范圍。

（二）測繪地理信息系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容

整個(gè)管理系統(tǒng)可針對不同情況分成三個(gè)基礎(chǔ)類別：大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)、城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)、海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)。各分系統(tǒng)之間又可相互支持、互相調(diào)用。其中每一個(gè)系統(tǒng)所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)、所具備的功能都是不同的。比如：大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要存放國家大地測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先應(yīng)包括國家大地水準(zhǔn)網(wǎng)和控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)，以便于滿足大地測量成果資料管理和對外提供數(shù)據(jù)的需要。第二，城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能是為城市規(guī)劃、市政建設(shè)及其他相關(guān)部門提供直觀、準(zhǔn)確的相關(guān)信息。所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)包括該城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專題圖，以進(jìn)行疊加、統(tǒng)計(jì)等操作，以為空間決策提供支持。第三，海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)包含海洋測量的控制網(wǎng)、水深測量、海洋重力測量情況等，同時(shí)要包括洋流、潮汐、海洋氣象等專題信息。這些信息經(jīng)過分析處理可以為導(dǎo)航、變化監(jiān)測等應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。但是需要注意的是，三種系統(tǒng)在地理信息系統(tǒng)操作方面所具備的功能是相同的，但是這些系統(tǒng)的數(shù)據(jù)內(nèi)容、可應(yīng)用范圍卻是不同的。

三、測繪地理信息系統(tǒng)的功能

測繪地理信息系統(tǒng)應(yīng)該具備以下的功能：

第一，數(shù)據(jù)輸入以及編輯功能。圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的組成部分。其中專題地圖是數(shù)據(jù)的主要來源。通常情況下數(shù)字化是圖形數(shù)據(jù)的輸入方式。人工跟蹤圖上的線段形成是由一連串坐標(biāo)連接而成的矢量。在數(shù)字化的過程中，要單獨(dú)構(gòu)建屬性數(shù)據(jù)。對于輸入數(shù)據(jù)，一般系統(tǒng)具有較為完善的交互編輯、檢驗(yàn)結(jié)果等功能，并且在圖形輸入之后會(huì)自動(dòng)構(gòu)建起拓?fù)潢P(guān)系。

第二，數(shù)據(jù)庫的構(gòu)建以及管理功能。地理信息系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心。數(shù)據(jù)庫的建立和管理包括圖形的拼接和附加；不同數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換；圖形和注記的拷貝；建立圖庫，系統(tǒng)組織管理所有地圖；以及數(shù)據(jù)庫工作的空間和作業(yè)進(jìn)程管理等。地理信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫除屬性數(shù)據(jù)外，還有地理要索空間分布的位置數(shù)據(jù)，即空間數(shù)據(jù)庫?？臻g數(shù)據(jù)用拓?fù)鋽?shù)學(xué)模型來管理，而屬性數(shù)據(jù)則用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)DBMS GIS在兩種數(shù)據(jù)之間建立的某種聯(lián)系以實(shí)現(xiàn)圖形與屬性之間的相互之間的操作?？臻g數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)基本上分為柵格結(jié)構(gòu)與矢量結(jié)構(gòu)兩類。矢量結(jié)構(gòu)表示圖形與常規(guī)一致，數(shù)據(jù)量小，位置的精確性好，數(shù)據(jù)綜合分析能力較容易，地圖輸入也精確美觀，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，存儲(chǔ)和操作也復(fù)雜，費(fèi)用較高。柵格結(jié)構(gòu)是許多點(diǎn)子設(shè)備獲取數(shù)據(jù)和顯示數(shù)據(jù)的原始形式，數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)簡單，功能直觀，開發(fā)費(fèi)用低，但用較長像元以減少數(shù)據(jù)量時(shí)，精度較差。隨著GIS的發(fā)展，許多GIS提供兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的混合處理能力，兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)并存，相互補(bǔ)充。

第三，數(shù)據(jù)檢索功能。主要包括對指定任意地區(qū)、任意屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，以及數(shù)據(jù)庫有關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯運(yùn)算檢索等。

第四，分析數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)的功能。地理信息系統(tǒng)的主要注意力集中在空間實(shí)體的關(guān)系上。對地圖的點(diǎn)、線、面特征間的拓?fù)潢P(guān)系分析，是地理信息系統(tǒng)的重要內(nèi)容。此外，地理信息系統(tǒng)的分析和操作還包括建立特征緩沖區(qū)；圖形疊加的各種邏輯操作，并對結(jié)果作類型歸并，冗余消除，使其保持邏輯上的一致；地圖投影變換；計(jì)算面積、距離，最近鄰選擇；建立數(shù)學(xué)地形模型；以及屬性數(shù)據(jù)的操作和統(tǒng)計(jì)，標(biāo)號(hào)和注記操作，根據(jù)屬性提取圖形特征等。

第五，數(shù)據(jù)輸出功能。分析或查詢結(jié)果的輸出是地理信息系統(tǒng)的一個(gè)重要功能。地理信息系統(tǒng)的輸出可是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多數(shù)地理信息系統(tǒng)提供的圖形圖像編輯，符號(hào)生成，矢量漢字標(biāo)記，等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求為了能夠保證地理信息系統(tǒng)的上述功能得以順利實(shí)現(xiàn)，這就要在選擇開發(fā)工具，設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫的時(shí)候堅(jiān)持實(shí)用、高效的原則來做好設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作。

四、總結(jié)

整個(gè)測繪地理信息系統(tǒng)的開發(fā)既是一項(xiàng)系統(tǒng)的工程，又是=是一項(xiàng)復(fù)雜的工程。此項(xiàng)工程不可能在短時(shí)間內(nèi)完成，應(yīng)該按照循序漸進(jìn)、先簡單后困難的原則，將大地測量數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，然后建設(shè)重點(diǎn)區(qū)域。在整個(gè)測繪過程中，各個(gè)部門要相互合作，共同克服測繪過程中的難題。