土地測(cè)量工程中的GIS 測(cè)繪技術(shù)

蔣榮斌

（天津城建大學(xué)，天津 300384）

1 GIS測(cè)繪技術(shù)

1.1 概念

將現(xiàn)實(shí)世界產(chǎn)生變遷、遷移的土地空間數(shù)據(jù)進(jìn)行充分反應(yīng)是地理信息系統(tǒng)構(gòu)建的主要目的。該系統(tǒng)將空間數(shù)據(jù)信息以特定格式輸入，并對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析、檢索、整理，進(jìn)一步得到土地資源的深層次數(shù)據(jù)信息。從上世紀(jì)五十年代末開(kāi)始，GIS技術(shù)逐漸被人們發(fā)展并應(yīng)用在地理學(xué)領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)通常被定義為第三代語(yǔ)言，其基礎(chǔ)為空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)；通過(guò)地理信息系統(tǒng)對(duì)空間數(shù)據(jù)信息進(jìn)行檢索、處理、分析，得到更多空間的具體地理數(shù)據(jù)信息。GIS 技術(shù)能夠收集、分析、處理、管理多種空間數(shù)據(jù)信息，其主要目的為，為后續(xù)的地理決策、地理研究提供數(shù)據(jù)支持，對(duì)區(qū)域空間進(jìn)行動(dòng)態(tài)、全面地分析預(yù)測(cè)。GIS 技術(shù)通常會(huì)借助模擬程序?qū)ΤＲ?guī)的地理信息進(jìn)行深層次分析，獲取有效信息；而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，GIS 技術(shù)對(duì)于空間數(shù)據(jù)信息的定位、動(dòng)態(tài)分析的速度也持續(xù)提升。從廣義上來(lái)講，當(dāng)前地理信息系統(tǒng)主要包括GIS TOOL、GIS 區(qū)域性技術(shù)、GIS專(zhuān)題性技術(shù)。GIS專(zhuān)題性技術(shù)主要是指其地理信息系統(tǒng)具有專(zhuān)業(yè)性、有限性特點(diǎn)，分析的目標(biāo)較為單一、專(zhuān)業(yè)。GIS 區(qū)域性是指將地理信息服務(wù)集中于某一區(qū)域并對(duì)該區(qū)域的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行綜合分析、研究，具體可按照流域或自然形成，進(jìn)行單位分區(qū)；而地理信息系統(tǒng)的工具主要包括具有數(shù)據(jù)輸出、檢索、查詢(xún)，圖形信息、圖像信息的數(shù)字化等功能的軟件包。

1.2 構(gòu)成

GIS 主要有地理數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件、系統(tǒng)管理人員、系統(tǒng)操作人員共同組成。GIS 的核心是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，用戶(hù)、操作人員根據(jù)實(shí)際需求決定計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的實(shí)際工作模式。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)主要由計(jì)算機(jī)硬件與計(jì)算機(jī)軟件共同構(gòu)成。計(jì)算機(jī)硬件的基本組件主要有中央處理單元、輸出設(shè)備、輸入設(shè)備、輔助存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器。計(jì)算機(jī)軟件主要有數(shù)據(jù)庫(kù)、GIS 軟件操作系統(tǒng)、GIS 軟件在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)中的作用主要為連接用戶(hù)、數(shù)據(jù)輸出、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)輸入，涵蓋了多種高級(jí)地理信息處理功能，能夠搭建其他應(yīng)用平臺(tái)。數(shù)據(jù)庫(kù)軟件在計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)的作用在于為非空間數(shù)據(jù)信息提供有效服務(wù)。

作為動(dòng)態(tài)系統(tǒng)的比例模型，GIS技術(shù)需要操作人員實(shí)時(shí)更新數(shù)據(jù)信息，結(jié)合實(shí)際需求開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，對(duì)相關(guān)管理人員的地理決策提供有力支持服務(wù)。操作人員是GIS測(cè)繪技術(shù)的應(yīng)用關(guān)鍵。用戶(hù)、系統(tǒng)工程師、系統(tǒng)技術(shù)管理人員需要共同攜手制定周密、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)腉IS項(xiàng)目規(guī)劃。與此同時(shí)，系統(tǒng)構(gòu)建者需要將空間數(shù)據(jù)信息通過(guò)通信系統(tǒng)、數(shù)字化儀輸入GIS，輸入的空間數(shù)據(jù)信息主要包含地理坐標(biāo)系、位置信息以及各類(lèi)有關(guān)于位置屬性的數(shù)據(jù)信息。

1.3 功能

GIS 的核心功能主要有變化趨勢(shì)、條件、位置、模型。在GIS測(cè)繪技術(shù)的功能中需要首先對(duì)某個(gè)目標(biāo)的具體地理位置信息進(jìn)行確定，借助交互手段再次對(duì)地理位置信息進(jìn)行確定，獲得預(yù)測(cè)結(jié)果。在對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行條件指定后，可收集到全部符合條件的對(duì)象；對(duì)于變動(dòng)趨勢(shì)的確定存在一定的或然性，無(wú)法保證趨勢(shì)確定達(dá)到百分之百的精確性。趨勢(shì)的確定與證據(jù)、觀測(cè)結(jié)果、假設(shè)條件有著直接關(guān)系，而系統(tǒng)還可以借助用戶(hù)對(duì)定量數(shù)據(jù)進(jìn)行快速獲取。GIS 測(cè)繪技術(shù)模式主要是對(duì)目標(biāo)的相關(guān)因素進(jìn)行分析，對(duì)正在發(fā)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行細(xì)致說(shuō)明。通過(guò)對(duì)各種數(shù)據(jù)信息關(guān)聯(lián)性的分析，對(duì)模式進(jìn)一步確定，進(jìn)而得到有關(guān)于目標(biāo)的地點(diǎn)、時(shí)間的詳細(xì)報(bào)告。GIS的模型功能的實(shí)現(xiàn)需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行新的關(guān)系建立，模型的建立能夠充分收集全部滿足特征的對(duì)象列表，提供具有細(xì)致描述且種類(lèi)豐富的對(duì)象列表?，F(xiàn)階段，GIS 軟件包仍然存在顯著的優(yōu)缺點(diǎn)，絕大多數(shù)的商用GIS 所提供的軟件包的功能包含了分析、查詢(xún)、檢索、儲(chǔ)存、數(shù)據(jù)信息初步處理、數(shù)據(jù)信息收集[1]。如圖一即為GIS 技術(shù)的數(shù)據(jù)采集、輸入。

圖1 GIS 測(cè)繪技術(shù)數(shù)據(jù)采集成像

1.4 應(yīng)用

GIS 的研究?jī)?nèi)容主要集中在應(yīng)用方法、技術(shù)系統(tǒng)、基本領(lǐng)理論方面。GIS 的基本理論涵蓋了概念、理論、體系、構(gòu)成、系統(tǒng)特點(diǎn)、系統(tǒng)任務(wù)。GIS 的技術(shù)系統(tǒng)涵蓋了微機(jī)開(kāi)發(fā)、用戶(hù)界面設(shè)計(jì)、用戶(hù)工具設(shè)計(jì)、輸入系統(tǒng)、輸出系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)配置、計(jì)算機(jī)硬件設(shè)計(jì)等。GIS 的應(yīng)用方法涵蓋了網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)信息共享、空間數(shù)據(jù)、數(shù)字表達(dá)、空間數(shù)據(jù)模型、計(jì)算機(jī)硬件、計(jì)算機(jī)軟件等。

2 土地測(cè)量工程管理現(xiàn)狀

2.1 管理體系

計(jì)算機(jī)應(yīng)用、土地科技共同構(gòu)成了現(xiàn)代土地科技系統(tǒng)。土地科學(xué)作為系統(tǒng)中的重要核心，為技術(shù)實(shí)施提供了有力保障?？臻g技術(shù)主要負(fù)責(zé)提供遙感資料、分辨率信息。計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)主要對(duì)土地的各類(lèi)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)籌管理，信息化技術(shù)的飛速發(fā)展使得以GIS 測(cè)繪技術(shù)為核心的土地測(cè)量系統(tǒng)逐漸完善，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)土地資源進(jìn)行動(dòng)態(tài)、高精度的監(jiān)測(cè)，促進(jìn)土地管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化。為更好地對(duì)土地進(jìn)行管理，操作人員應(yīng)充分結(jié)合實(shí)際要求，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)土地?cái)?shù)據(jù)信息，例如，如何對(duì)土地所有權(quán)進(jìn)行管理，如何更有效地確定土地類(lèi)型。動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的主要職能包括審批建設(shè)用地、土地復(fù)墾、規(guī)劃土地利用、整理土地等；相關(guān)管理人員在管理土地資源時(shí)，需要迅速、全面地收集土地資源的利用情況、空間分布、所有權(quán)歸屬、數(shù)量等信息；將具體的分析查詢(xún)結(jié)果進(jìn)行輸出，全面地反映出土地資源的空間分布、利用圖。土地信息數(shù)據(jù)系統(tǒng)的構(gòu)建目標(biāo)是科學(xué)化的管理土地資源，規(guī)劃土地的利用方案，為管理層進(jìn)行決策提供有力的數(shù)據(jù)支持，實(shí)現(xiàn)區(qū)域性的穩(wěn)定、可持續(xù)性發(fā)展。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)建立

現(xiàn)階段，全國(guó)范圍內(nèi)以縣級(jí)為單位對(duì)土地資源的利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查并將收集到的數(shù)據(jù)信息輸入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)信息的作用最大化，實(shí)現(xiàn)對(duì)土地資源信息有效的維護(hù)、更新、查詢(xún)、管理，使其能夠?yàn)橥恋毓芾砉ぷ魈峁┯辛χС?。土地資源信息數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建主要為了將信息化標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，制定科學(xué)的設(shè)計(jì)方案；根據(jù)精心策劃、科學(xué)安排的原則，完成與國(guó)土資源部屬的同步，逐步實(shí)現(xiàn)對(duì)全國(guó)范圍內(nèi)縣級(jí)行政單位土地資源的摸排工作，構(gòu)建以縣為單位的土地利用數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)各級(jí)部門(mén)管理土地資源、實(shí)施耕地保護(hù)、更新土地利用規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。在土地工程管理工作中，會(huì)涉及到大量的土地工程測(cè)量作業(yè)；例如，在土地所有權(quán)變更過(guò)程中，會(huì)涉及到大量的宗地合并、宗地分割、土地出讓、土地征用，而在地級(jí)信息的管理過(guò)程中，會(huì)涉及到紅線放樣、分割測(cè)量、中線測(cè)量、界線測(cè)量等。相關(guān)工作人員需要充分重視土地測(cè)量工程的重要性，保障測(cè)繪結(jié)果的精確性，確保后續(xù)的土地資源數(shù)據(jù)信息收集的科學(xué)性、有效性、準(zhǔn)確性，更好地為后續(xù)的土地管理工作提供數(shù)據(jù)支持。

3 GIS測(cè)繪技術(shù)在土地測(cè)量工程中的應(yīng)用

3.1 配置測(cè)繪環(huán)境

GIS 技術(shù)具有操作簡(jiǎn)便、精確度較高的特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于各行業(yè)的測(cè)量領(lǐng)域?，F(xiàn)階段，國(guó)內(nèi)的土地測(cè)量工程沒(méi)有充分引入先進(jìn)技術(shù)，對(duì)于GIS 技術(shù)的應(yīng)用也較為落后。上文介紹了GIS 的概念、功能、應(yīng)用、特點(diǎn)，對(duì)于GIS 技術(shù)在土地測(cè)量工程中的具體應(yīng)用及發(fā)展趨勢(shì)應(yīng)予以重點(diǎn)關(guān)注。GIS技術(shù)在土地測(cè)量工程中應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題在于保障測(cè)繪環(huán)境的穩(wěn)定性，操作人員需要在滿足測(cè)繪基本要求的前提下，盡可能地提供更為優(yōu)質(zhì)的測(cè)繪軟件、測(cè)繪硬件，確保正確的處理數(shù)據(jù)信息。操作人員在對(duì)環(huán)境進(jìn)行配置時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注其穩(wěn)定性是否滿足高效條件，確保系統(tǒng)具有較高的兼容性、穩(wěn)定性、性?xún)r(jià)比，確保系統(tǒng)能夠有效連接廣域網(wǎng)，提高環(huán)境配置的延展性、安全性。

操作人員需要確保硬件設(shè)備能夠符合測(cè)量要求；同時(shí)，操作人員也應(yīng)盡可能地優(yōu)化軟件環(huán)境，提升系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的安全性、穩(wěn)定性；為更好地發(fā)揮GIS 技術(shù)的各類(lèi)重要功能，提高數(shù)據(jù)信息處理讀取分析的流暢性，操作人員需要竭力提升寬帶和解調(diào)器的質(zhì)量水平，優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行環(huán)境[2]。

3.2 功能模塊

將GIS 技術(shù)應(yīng)用于土地工程測(cè)量工作中，主要是為實(shí)現(xiàn)其以下幾種功能：空間數(shù)據(jù)信息分析、空間數(shù)據(jù)信息查詢(xún)、輔助作圖、設(shè)備管理、地圖管理。地圖管理的功能模塊主要是對(duì)龐大的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，編輯電子地圖；例如，地圖無(wú)縫拼接、校正誤差、圖形適量化等。作圖輔助功能模塊主要是將地質(zhì)圖更為直觀、形象地展現(xiàn)出來(lái)，為后續(xù)的管理工作提供數(shù)據(jù)支持，完善相應(yīng)的數(shù)據(jù)信息庫(kù)。

設(shè)備管理功能模塊主要是指有效運(yùn)行輔助功能系統(tǒng)，提升臺(tái)賬數(shù)據(jù)信息處理的便利性，對(duì)土地工程測(cè)量范圍進(jìn)行劃分，對(duì)掛牌功能進(jìn)行檢索、配置，還可以依靠報(bào)表打印功能優(yōu)化系統(tǒng)的測(cè)量效率。

空間數(shù)據(jù)信息的查詢(xún)主要是指從數(shù)據(jù)信息庫(kù)當(dāng)中匹配、尋找滿足各類(lèi)條件屬性，符合約束條件的對(duì)象，包括匹配地址、屬性與圖形、查詢(xún)屬性、查詢(xún)圖形等?？臻g數(shù)據(jù)信息分析是指分析空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)、疊加、網(wǎng)絡(luò)、統(tǒng)計(jì)分析等功能[3]。

3.3 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)

基于GIS 測(cè)繪技術(shù)的信息管理系統(tǒng)是在土地項(xiàng)目開(kāi)發(fā)管理的數(shù)據(jù)設(shè)施的基礎(chǔ)上，對(duì)土地資源、土地開(kāi)發(fā)地籍信息進(jìn)行管理的信息管理系統(tǒng)。國(guó)內(nèi)各地區(qū)人口的持續(xù)攀升使得GIS 測(cè)繪技術(shù)的覆蓋功能得以體現(xiàn)，能夠支持對(duì)難以開(kāi)展土地測(cè)量工作的地區(qū)進(jìn)行覆蓋，促進(jìn)數(shù)據(jù)信息收集處理工作的數(shù)字化、自動(dòng)化。其中地籍信息的管理包括了土地所有權(quán)的登記、土地所有權(quán)的調(diào)整是土地項(xiàng)目開(kāi)發(fā)整理的關(guān)鍵。地籍?dāng)?shù)據(jù)信息管理系統(tǒng)能夠?qū)^(qū)域內(nèi)的土地所有權(quán)、土地信息數(shù)據(jù)登記、地表覆蓋等數(shù)據(jù)信息進(jìn)行統(tǒng)一有效的管理，便于為后續(xù)的土地開(kāi)發(fā)整理工作提供數(shù)據(jù)支持[4]。隨著空間技術(shù)廣泛應(yīng)用于土地管理工作當(dāng)中，也有利于GIS 測(cè)繪技術(shù)的廣泛普及，推動(dòng)土地測(cè)量工程數(shù)據(jù)信息管理的科學(xué)性、有效性、合理性、規(guī)范性。

4 結(jié)論

綜上所述，將GIS 測(cè)繪技術(shù)應(yīng)用于土地工程測(cè)量工作當(dāng)中，能夠有效提升工作效率，促進(jìn)土地工程測(cè)量的科學(xué)化、自動(dòng)化。該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用時(shí)間不長(zhǎng)，在部分細(xì)節(jié)方面存在一定問(wèn)題，仍需完善。相關(guān)技術(shù)人員需要持續(xù)研究其深層次的技術(shù)問(wèn)題，提高技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，更好地服務(wù)于后續(xù)的土地測(cè)量工作，為其提供有力、安全、可靠的支持。