陳米朋

摘 要：隨著信息技術的不斷發(fā)展，地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用越來越廣泛，其具有強大的信息收集處理能力及方便快捷的輸出功能，體現(xiàn)出信息多元化及測繪結果多維化的特點。文章就針對地理信息系統(tǒng)在測繪領域的應用進行分析。

關鍵詞：測繪領域；地理信息系統(tǒng)；應用

1 地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢

地理信息系統(tǒng)即GIS，是3S技術中不可或缺的重要部分，與傳統(tǒng)測繪技術相比，GIS的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，外界干擾因素少。自然條件會對傳統(tǒng)測繪工作產(chǎn)生直接影響，特別是高地區(qū)或山區(qū)密集區(qū)等，甚至無法測量；此外，暴風雨雪天氣也會使測量環(huán)節(jié)受到限制，故針對一些測量精度要求高的工程傳統(tǒng)測量技術很難滿足精度要求。而GIS采用衛(wèi)星監(jiān)測技術，地理地貌、氣候環(huán)境等均不會對其產(chǎn)生影響，并且通過接收器完成測量，大大提高了工作的便利性。其次，改善了工作效率，GIS測量采用衛(wèi)星技術進行測量，整個過程沒有觀測、調(diào)節(jié)、調(diào)平、估讀等傳統(tǒng)測量環(huán)節(jié)，因此大大提高了測量工作的效率；尤其是地形地貌測繪工作，可以采用數(shù)臺儀器進行同步、分組測量，大大縮短了作業(yè)時間。最后，最大程度上保證測量精度。傳統(tǒng)測量手段基本都存在毫米級的誤差，且操作人員的技術水平會對測量精度產(chǎn)生直接影響。而GIS測量過程中，其平面掃描通過衛(wèi)星來實現(xiàn)，測量人員僅需正確操作接收設備即可，整個過程人為影響降至最低，最大程度上保證測量精度。

2 GIS系統(tǒng)主要功能

2.1 綜合分析評價與模擬預測功能

GIS系統(tǒng)除了可以提取、存儲地理信息外，還可以根據(jù)不同的地形地貌情況建立對應的信息模式，再采用科學的算法從中得出對應的評價結果，為測量工作提供科學的數(shù)據(jù)參考。評價結果主要以函數(shù)及命令的形式對未來結果做出定量預測及發(fā)展趨勢預測，并對自然過程的最終結果進行準確預測；此外，還可以利GIS對預測數(shù)據(jù)與特殊傾向可能出現(xiàn)的后果、對應的解決策略產(chǎn)生的效果做出比較，提高決策的科學性與準確性，規(guī)避風險。

2.2 空間分析與空間查詢功能

GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構建過程中通常采用分層處理的方法，其主要目的是為了提高GIS開發(fā)與管理的便利性。基于該構建模式，在系統(tǒng)中輸出原始圖，并且系統(tǒng)分析與查詢結果是通過空間操作的原始圖表示出來，從而基于空間定位角度而言，經(jīng)過處理的圖件與原圖保持一致。這種空間變換的內(nèi)容包括分析重置、拓撲空間查詢及分析空集合等。

2.3 GIS輸出功能

GIS系統(tǒng)是在地圖制圖技術的基礎上發(fā)展起來的，因此GIS的主要功能中地圖制圖是必不可少的重要部分，利用GIS不僅可輸出數(shù)字化地圖，而且可以建立地圖數(shù)據(jù)庫，相比傳統(tǒng)的手工繪圖，在大幅提高工作效率的同時，也降低了制圖成本，獲得更高的經(jīng)濟效益與社會效益。

3 測繪工作中GIS的具體應用

3.1 采集數(shù)據(jù)

測繪初期階段需對客觀世界中的物象進行抽象、離散，在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中，通常采用柵格、矢量兩種方法存儲連續(xù)對象實體。其中柵格數(shù)據(jù)包括存儲單元的行及列，存儲單元存放唯一值，根據(jù)地面單位的網(wǎng)格寬度來確定柵格數(shù)據(jù)集的分辨率。矢量存儲則是將客觀存在的對象用幾何圖形中的點、線、面表示出來；當然除上述兩種方式外，空間數(shù)據(jù)也可能通過其它附加數(shù)據(jù)作為對象屬性實現(xiàn)非空間數(shù)據(jù)的存儲。傳統(tǒng)收集數(shù)據(jù)的方法是掃描聚酯薄膜地圖或現(xiàn)有數(shù)據(jù)來產(chǎn)生數(shù)字信息，而利用GIS系統(tǒng)則是采用GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)獲取對應位置坐標，再將其輸入GIS系統(tǒng)中進行處理；數(shù)據(jù)采集也可以利用遙感技術來進行。多個平臺上均附帶傳感裝置，包括攝像機、激光雷達、數(shù)字掃描儀等，這些設備互相聯(lián)連，與航空器、衛(wèi)星所搭建的數(shù)據(jù)處理平臺結合起來，把航空照片、圖片判讀數(shù)字數(shù)據(jù)進行特征選擇，再利用二維或三維的形式捕捉數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)傳輸至對應的軟拷貝系統(tǒng)。此外，還可以利用遙感技術進行數(shù)據(jù)采集，即主動傳感器向傳感器包發(fā)射電磁波或無線電波，不同的傳感器包會對其反射系數(shù)進行被動測量，再在GIS系統(tǒng)中輸出屬性數(shù)據(jù)。

3.2 數(shù)據(jù)轉換與處理

GIS系統(tǒng)中數(shù)據(jù)處理主要通過各種數(shù)據(jù)處理軟件對數(shù)據(jù)進行編輯，實現(xiàn)數(shù)據(jù)預處理，并對數(shù)據(jù)進行拓撲建模，把利用其它方法獲得的測量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域疊架起來進行分析。GIS系統(tǒng)軟件會對屬性條件不同的各種數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關系進行自動識別，實現(xiàn)復雜空間實體的連接，針對臨近及包含的關系進行數(shù)據(jù)建模及分析；針對向量數(shù)據(jù)的分析，需要一個必須條件，即拓撲正確。實際數(shù)據(jù)轉換過程中，可能存在控制測量中出現(xiàn)線與交叉點分離的現(xiàn)象，或者原地圖上存在污點，這些均會對結果的精確度產(chǎn)生影響，因此GIS還可以針對這類情況做出選擇性清除。在GIS系統(tǒng)中進行數(shù)據(jù)轉換過程中，要通過數(shù)據(jù)重構將數(shù)據(jù)轉換為GIS可識別的格式，才能保證不同數(shù)據(jù)源的互相兼容。需要注意一點，由于需求不同，其所側重的對象屬性也存在差異，所以在分析數(shù)字數(shù)據(jù)前要做好投影與坐標變換整合處理，盡管各數(shù)學模型的精度要求、復雜度均不相同，但可保證模型的適用性。此外，控制測量中的數(shù)據(jù)重構、地理編碼等均會用到數(shù)據(jù)處理方法，因此要做好數(shù)據(jù)的轉換與處理，才能保證數(shù)據(jù)入庫前內(nèi)容完整、邏輯一致。

3.3 GIS系統(tǒng)空間分析

上述兩個環(huán)節(jié)為數(shù)據(jù)處理的預處理，完成后即可在GIS系統(tǒng)中進行圖形數(shù)據(jù)的分析計算，基于空間物體的空間位置與互相關聯(lián)性實現(xiàn)空間事物的定量描述。對于GIS而言，空間分析是其核心功能，同樣其過程也比較復雜；空間分析結合了區(qū)域科學、地理學、經(jīng)濟學、地球物理學等多個學科，基于拓撲學、圖論、空間統(tǒng)計學來描述、分析空間構成，完成對空間數(shù)據(jù)的獲取、認知與描述，進而模擬、預測空間過程，對地理空間事件進行調(diào)控。

總之，地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)與發(fā)展不僅大大減少了工程測量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明顯，是工程測繪技術發(fā)展過程中的里程碑，其所產(chǎn)生的社會效益、經(jīng)濟效益十分顯著。當然現(xiàn)階段地理信息系統(tǒng)還有待進一步完善，相信GIS的發(fā)展與優(yōu)化，能夠進一步推動控制測量技術的變革。

參考文獻

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