黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發(fā)有限公司

GIS在工程測量中的運用

黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發(fā)有限公司

GIS技術作為現(xiàn)代工程測繪中的重要內容，可以結合不同區(qū)域實際地理情況來構建信息化地理信息模型，以實現(xiàn)對各項測量活動提供準確、有效的參考數(shù)據(jù)，為改進生產，提升工程測量的科學水平，做出最優(yōu)決策提供技術保障。

GIS；工程測量；應用研究

在煤礦開發(fā)、設計及生產運營的各個環(huán)節(jié)都離不開工程測量技術的應用，尤其是對地下空間及礦區(qū)整個工作面的環(huán)境、資源、空間信息進行有效收集和整理，以為煤礦資源的安全、有序開發(fā)和保護提供綜合治理服務。GIS技術作為空間信息分析技術，其核心在于通過建立實測數(shù)據(jù)庫，為工程測量提供數(shù)字化制圖需要，特別是GIS擴展模塊的輔助功能，通過空間查詢來進行輔助分析，在資源與環(huán)境開發(fā)應用領域得到較大推廣。為此，本文將從GIS技術特點，從其應用中來探討其功能模塊，并對工程測量中的應用展開實效對比和研究。

一、GIS技術特點闡述

隨著現(xiàn)代測繪技術的發(fā)展，GIS技術在工程測量中的應用越來越廣。對于GIS技術的內涵定義，還存在一些說法，一是側重于工具性的界定，將GIS技術在信息的采集、整理、轉換、顯示、及存儲上的應用；二是側重于數(shù)據(jù)庫技術，利用GIS地理信息數(shù)據(jù)庫進行空間數(shù)據(jù)檢索和操作，以滿足現(xiàn)實工程測量需要；三是基于知識組織結構界定，將GIS技術作為一個系統(tǒng)結合，其功能在于利用數(shù)據(jù)庫來完成對各種環(huán)境問題的技術支持。這些定義都從不同視角來闡述GIS的特點，也為我們進一步梳理其技術創(chuàng)造了可能?？偟膩砜?，對于GIS技術并非是一個工具，更多的是通過對地理信息坐標的明確，來檢視現(xiàn)實地理環(huán)境的變化，其性質在于對三維空間目標的要素的構建，以準確顯示和精確的得出空間地理要素之間的復雜關系。GIS技術在X、Y、Z三個坐標軸上的空間位置，將基于“有限-互斥-完整”的空間劃分方式進行立體化呈現(xiàn)，使其具有“體”的概念[1]。因此，在GIS技術中，通過對三維矢量指標的結構關系進行顯示，能夠從“體”的層面上進行目標拓撲關系的展示，尤其是其可視化表現(xiàn)將提升地理信息系統(tǒng)的應用價值。

二、GIS技術的功能模塊研究

GIS系統(tǒng)是基于地理信息系統(tǒng)軟件而形成對實際地理情況進行模擬的應用模型。其功能模塊主要有：一是輔助作圖模塊，在GIS技術中，利用輔助作圖功能可以幫助測量人員對真實的地理環(huán)境進行直觀的地圖顯示，為優(yōu)化工程勘探設計，提升勘探技術水平創(chuàng)造條件。二是地圖管理模塊，通過GIS建立的電子地圖，可以實現(xiàn)對地圖庫的整合與轉換，特別是在繪制地圖和分析地圖時，其獨具的矢量化特征、無縫拼接、投影變化等功能，更適宜對工程測量工作的改進。三是煤礦測量安全分析模塊，將GIS技術中的數(shù)據(jù)分析功能與決策系統(tǒng)進行關聯(lián)。同時，利用GIS技術與煤礦采掘系統(tǒng)進行聯(lián)系，將提升采礦作業(yè)系統(tǒng)的可靠性。四是設備管理模塊，GIS技術與煤礦企業(yè)設備管理系統(tǒng)進行聯(lián)合，以輔助對地理信息系統(tǒng)中的各項設備進行故障檢測，形成缺陷數(shù)據(jù)等臺賬資料，可以進行設備資源檢索，結合工程測量范圍及實際測量需要，快速定位目標。另外，對于GIS技術的輸出功能，能夠根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)打印出書面圖形。

三、GIS技術在工程項目測量中的應用研究

（1）GIS信息系統(tǒng)的環(huán)境配置

對于工程項目測量中GIS系統(tǒng)環(huán)境的配置，需要從保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正確性上，測量人員要加以重視，并能夠從軟硬件優(yōu)化上來滿足系統(tǒng)對周邊環(huán)境的要求，如高效能條件是否具備，廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)連接能力是否穩(wěn)定；系統(tǒng)兼容性及可擴展性是否有保障；系統(tǒng)環(huán)境的安全性及能否保障長期使用的不間斷性條件是否具備等[2]。從硬件環(huán)境來看，GIS系統(tǒng)運行要求較高，對服務器等設備需要滿足多用戶的請求，同時對于客戶端來說，應該能夠滿足數(shù)據(jù)的輸入輸出，以及查詢等管理功能，在顯示上應該具有較高的像素顯示器。在軟件環(huán)境上，由于工程測量中對軟件環(huán)境的要求較高，要在保障GIS系統(tǒng)功能的同時，保障數(shù)據(jù)讀取及上傳下載的速度穩(wěn)定，如在網(wǎng)絡配置上要保障足夠的帶寬，對于網(wǎng)絡運行協(xié)議要進行優(yōu)化選擇。

（2）GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集及獲取

對于GIS地理信息數(shù)據(jù)測量中的數(shù)據(jù)采集工作，需要從測量模塊中進行輸入。在屏幕顯示上，需要進行視覺變量的預先設置，如對圖形的色彩、地理地形紋理及地形尺寸的設定，進而滿足視圖的分層、分區(qū)、全要素顯示。GIS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)符號的輸入和轉換是數(shù)據(jù)獲得重要環(huán)節(jié)，在軟件拓展及新工具應用中，可以實現(xiàn)對GIS信息數(shù)據(jù)的符號化轉變，如利用地理數(shù)據(jù)進行直觀化顯示，借助于屏幕地圖標記來對相關區(qū)域地理特征及數(shù)據(jù)的全面顯示，為GIS系統(tǒng)完成相應的工程測量數(shù)據(jù)的提供。

（3）對GIS數(shù)據(jù)進行計算和可視化顯示

GIS技術是基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)統(tǒng)計與表示的過程，在對各類地形數(shù)據(jù)的分級、分類展示中，利用數(shù)據(jù)庫計算來對相應圖形進行針對性顯示[3]。如對于不同色彩的地形數(shù)據(jù)進行分類；對于不同色相飽和度的圖形進行分級，使其能夠根據(jù)不同的表示方法進行直方圖、圓餅圖等形式顯示。對于GIS系統(tǒng)中的可視化技術，主要是通過三維仿真技術來實現(xiàn)。三維仿真技術是基于立體三維圖形的空間信息，從用戶的直觀顯示上提供可視化。如GIS技術與多媒體技術進行融合來改善地理信息的輸出方式，如利用圖形、文本、表格等方式進行動畫、視頻一體化呈現(xiàn)，從而增強了GIS的應用有效性。

（4）GIS技術中的查詢與結果描述

在具體工程測量中，對GIS地理信息的查詢是基本要求，利用數(shù)據(jù)庫查詢技術，對GIS地理信息以圖形、表格、及其他相關格式要求進行快速、高效現(xiàn)實，以增強GIS技術在工程測量中的應用程度。同時，對于GIS技術三維測量結果的描述，可以通過透視分析法實現(xiàn)對連續(xù)或間斷地形的通視要求，提高工程測量的測量水平。另外，在地圖動畫的采集及顯示上，GIS技術能夠提供動態(tài)的測量數(shù)據(jù)表達方式，將傳統(tǒng)的二維或三維空間融入懂啊時間維，從而獲得隨時間變化的動態(tài)視覺效果。

[1]王克勤.淺析采礦工程井下工程測量工作[J].中國高新技術企業(yè).2013(25).

[2]吳婷.三維GIS技術在工程測量中的應用[J].科技與企業(yè). 2013(06).

[3]牛志達.基于三維GIS的可視化技術研究[J].黑龍江科學. 2014(03).