工程測(cè)繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用研究

陳彬彬

摘 要：工程測(cè)繪工作廣泛應(yīng)用于我國(guó)方方面面的建設(shè)，而傳統(tǒng)測(cè)繪設(shè)備以及方式無(wú)法滿足當(dāng)前社會(huì)對(duì)于測(cè)繪精度以及效率的需求。地理信息系統(tǒng)（GIS）在工程測(cè)繪中的應(yīng)用，能夠促進(jìn)工程事業(yè)的快速發(fā)展。本文就地理信息系統(tǒng)（GIS）在工程測(cè)繪中的應(yīng)用進(jìn)行分析，幫助人們對(duì)地理信息系統(tǒng)的了解和認(rèn)知。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng) 工程測(cè)繪 應(yīng)用

對(duì)于地形進(jìn)行測(cè)繪是一項(xiàng)繁重而又復(fù)雜的工作，目的在于為城市以及工程礦區(qū)提供不同比例尺的地圖，從而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)與生活。GIS是建立在測(cè)繪測(cè)量的基礎(chǔ)上，應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)為數(shù)據(jù)源，是管理和研究數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。通過相應(yīng)的硬件以及GIS軟件支持，運(yùn)作和處理描述地球表面從大氣層到地表的淺層空間要素的位置和屬性等地理參數(shù)數(shù)據(jù)信息，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別。

1、地理信息系統(tǒng)（GIS）

地理信息系統(tǒng)，英文：Geographic Information System 或Geo-Information system，簡(jiǎn)稱：GIS。它是一種特定的比較重要的三維空間信息系統(tǒng)，它是利用計(jì)算機(jī)硬、軟件等系統(tǒng)，對(duì)整個(gè)或部分地球表層（包括大氣層）空間中的相關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、儲(chǔ)存、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述的技術(shù)分析系統(tǒng)。同時(shí)，位置與地理信息既是LBS 的核心，也是LBS 的基礎(chǔ)。一個(gè)單純的經(jīng)緯度坐標(biāo)只有放在特定的地理信息中，確定某個(gè)地點(diǎn)、標(biāo)志、方位后，才會(huì)被用戶認(rèn)識(shí)和了解。用戶對(duì)與之相關(guān)技術(shù)獲取到位置信息之后，還需要更多的了解所處的地理環(huán)境，查詢和分析環(huán)境信息，以便為用戶活動(dòng)提供信息支持與服務(wù)。

2、地理信息系統(tǒng)的功能特點(diǎn)

2.1 數(shù)據(jù)編輯和處理功能

地理信息系統(tǒng)（GIS）具有對(duì)各種圖形編輯：主要包括拓?fù)潢P(guān)系建立、圖形編輯、圖形整飾、圖幅拼接、圖形變換、投影變換、誤差校正等，與數(shù)據(jù)庫(kù)相連接，對(duì)原圖進(jìn)行處理。

2.2 數(shù)據(jù)采集和輸入功能

地理信息系統(tǒng)（GIS）可以采集空間各種數(shù)據(jù)，如空間各種物質(zhì)的具體位置、物質(zhì)的大小及形狀和方向以及幾何拓?fù)潢P(guān)系等。具體的輸入方式采用數(shù)字掃描儀、鍵盤、商業(yè)數(shù)據(jù)、數(shù)字拷貝等。

2.3 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理

地理信息系統(tǒng)（GIS）的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、光柵數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理中，大多數(shù)GIS 系統(tǒng)采用空間分區(qū)、專題分層的數(shù)據(jù)組織方法。

2.4 空間查詢和分析功能

2.4.1 地球空間檢索：其中包括地球空間具體位置檢索和地球空間物體及其屬性、從屬性條件檢索地球空間物體；地球空間拓?fù)浏B加分析等。

2.4.2 地球空間的特征：包括在地球空間存在任何點(diǎn)、線、面或相關(guān)的地球空間的圖像的相交、相減、合并等等，以及特征屬性在地球空間上的連接。

2.4.3 地球空間模型分析： 比如數(shù)字地形高程、遠(yuǎn)程分析、BUFFER 分析、網(wǎng)絡(luò)分析、三維模型分析、多要素綜合分析及面向?qū)I(yè)應(yīng)用的各種特殊模型分析等。

2.5 直接采用可視化表達(dá)與輸出

通過中間處理，最終結(jié)果以可視化形式出現(xiàn)。屏幕顯示的對(duì)象與方式，圖形與數(shù)據(jù)，可根據(jù)具體的要素信息密集成度進(jìn)行屏幕顯示。GIS 不僅可以輸出全要素地圖，也可以按照各種用戶的需求，分層輸出各種專題圖、各類統(tǒng)計(jì)圖、圖標(biāo)及數(shù)據(jù)等。

2.6 地理信息系統(tǒng)（GIS）的特點(diǎn)

2.6.1 GIS 系統(tǒng)具有開放性特點(diǎn)。GIS 系統(tǒng)在開放式環(huán)境下具有非常強(qiáng)大的可擴(kuò)充性和可連接性。GIS 系統(tǒng)對(duì)大多數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)都支持，能夠信息共享，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER 等大型數(shù)據(jù)庫(kù)；運(yùn)行多種編程語(yǔ)言和開發(fā)工具；對(duì)各類操作系統(tǒng)平臺(tái)的支持；為各應(yīng)用系統(tǒng)，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA 等提供標(biāo)準(zhǔn)化接口；可嵌入非專用編程環(huán)境等。

2.6.2 GIS 系統(tǒng)具有一定的先進(jìn)性

（1）對(duì)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)和圖紙查詢的技術(shù)支持。GIS 系統(tǒng)利用自身強(qiáng)大的系統(tǒng)圖表輸出功能，輸出后可以直接打印出地圖、統(tǒng)計(jì)報(bào)表、各類數(shù)據(jù)等。

（2） GIS 系統(tǒng)具有對(duì)各種線路的方位與區(qū)域分析判斷功能，為使用的用戶提供安全可靠的輔助決策，綜合統(tǒng)性計(jì)分析，為管理決策人員提供科學(xué)的依據(jù)。

（3） GIS 系統(tǒng)具有高精度測(cè)繪能力。由GIS 系統(tǒng)制造的省級(jí)地圖，其比例尺可以達(dá)到1：10000 或1：5000，市級(jí)城市地圖比例尺可以達(dá)到1：1000 或1：500，并且制造的地圖可以分層顯示山川、水系、道路、建筑物、行政區(qū)域等。

3、工程測(cè)繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用分析

根據(jù)以上對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)功能及特點(diǎn)的論述，下面對(duì)地理信息系統(tǒng)（GIS）在實(shí)際工作中的應(yīng)用進(jìn)行分析。

3.1 對(duì)數(shù)據(jù)采集的技術(shù)分析

在實(shí)際的工程測(cè)量過程中，在沒有使用GIS 系統(tǒng)時(shí)，數(shù)據(jù)的采集是一項(xiàng)比較繁重的工作，它受很多因素制約，如天氣情況、地理位置等，如天氣影響：刮風(fēng)、下雨等影響數(shù)據(jù)的采集；地理方面的影響：沼澤、高山及叢林等都會(huì)影響數(shù)據(jù)的采集。采用地理信息系統(tǒng)（GIS）在工程測(cè)繪中不受任何影響，地理信息系統(tǒng)（GIS）通常采用柵格、矢量?jī)煞N方式對(duì)象實(shí)體連續(xù)存儲(chǔ)。其中柵格數(shù)據(jù)包括存儲(chǔ)單元的行與列，存儲(chǔ)單元放唯一值，可以根據(jù)地面單位的網(wǎng)格寬度來確定柵格數(shù)據(jù)采集的分辨率。矢量存儲(chǔ)對(duì)實(shí)際存在的對(duì)象采用幾何圖形實(shí)際的表現(xiàn)出來。同時(shí)采用GPS 衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取相應(yīng)的坐標(biāo)位置，將輸入的GIS 系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。在配合攝影機(jī)、激光雷達(dá)、數(shù)字掃描儀等設(shè)備，結(jié)合航天器和衛(wèi)星的數(shù)據(jù)庫(kù)，最終完成數(shù)據(jù)采集。

3.2 高精度測(cè)繪分析

地理信息系統(tǒng)（GIS）主要是通過各種數(shù)據(jù)及軟件對(duì)輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，對(duì)數(shù)據(jù)的處理采用進(jìn)行拓?fù)浣７绞剑巡捎闷渌绞降玫降臏y(cè)量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域進(jìn)行重復(fù)分析。地理信息系統(tǒng)（GIS）軟件具有屬性條件不同的各種數(shù)字化地球空間數(shù)據(jù)的空間關(guān)系進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜的空間與實(shí)體的連接，并針對(duì)附近及包含的各種關(guān)系進(jìn)行數(shù)據(jù)建模及分析，在通過各種數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換最終達(dá)到高精度的技術(shù)要求。

3.3 地理信息系統(tǒng)（GIS）空間系統(tǒng)分析

通過對(duì)數(shù)據(jù)的預(yù)處理，就可以在地理信息系統(tǒng)（GIS）中進(jìn)行圖形分析，數(shù)據(jù)計(jì)算，對(duì)于地球空間物體的具體空間位置和相互之間的關(guān)聯(lián)性，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)地球空間事物的定量描述。在地理信心系統(tǒng)（GIS）系統(tǒng)中，物體在空間的分析功能是該系統(tǒng)的核心功能，在程序制作過程是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，它涉及到區(qū)域科學(xué)、地理學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)地球物理學(xué)等多門學(xué)科，同時(shí)還包括拓?fù)鋵W(xué)、圖論、空間統(tǒng)計(jì)學(xué)來描述、分析空間構(gòu)成，最后完成對(duì)地球空間數(shù)據(jù)獲取與描述，實(shí)現(xiàn)模擬和預(yù)測(cè)空間過程。地理信息系統(tǒng)（GIS）在設(shè)計(jì)和制作過程中比較復(fù)雜，涉及的面比較廣泛，但使用比較簡(jiǎn)單，大大的減輕了工程測(cè)繪人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，并且所獲得的數(shù)據(jù)精度高。地理信息系統(tǒng)（GIS）在工程測(cè)繪上的應(yīng)用所獲得的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益非常顯著，也為工程測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4、結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，地理信息系統(tǒng)（GIS）的應(yīng)用為高尖端建筑工程的測(cè)繪提供有力的保障，對(duì)于工程測(cè)繪人員要認(rèn)真的研究地理信息系統(tǒng)（GIS）相關(guān)的技術(shù)，為工程測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

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