李斌 天水市規(guī)劃測繪工程院

城市測繪中地理信息系統(tǒng)的建設(shè)及其應(yīng)用

李斌 天水市規(guī)劃測繪工程院

自改革開放以來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不斷提升，城市化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，這一定程度上使得城市規(guī)劃建設(shè)數(shù)量趨于增多，測繪技術(shù)的應(yīng)用無處不在。隨著社會(huì)新興行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)測繪技術(shù)顯然已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求，而地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)恰好是對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)的彌補(bǔ)。本文從地理信息系統(tǒng)的內(nèi)涵與特點(diǎn)出發(fā)，針對(duì)城市測繪中地理信息系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用展開了細(xì)致分析。

地理信息系統(tǒng) 城市測繪 優(yōu)越性 建設(shè)應(yīng)用

引言

地理信息系統(tǒng)是近年來逐漸被熟知一種新型現(xiàn)代化技術(shù)，通過對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)和分析進(jìn)而達(dá)到數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)處理和準(zhǔn)確定位的目的。當(dāng)前科技發(fā)展日新月異，人們對(duì)于完善地理信息系統(tǒng)也有了更加迫切的要求。不斷融合的遙感系統(tǒng)、定位系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)為城市測繪工作提供了新的思路，是城市發(fā)展與時(shí)俱進(jìn)的一種體現(xiàn)，也是工作深度與廣度的挖掘和延伸。

一、地理信息系統(tǒng)概述

（一）概念

地理信息系統(tǒng)，簡稱GIS，作為一種地理數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，它借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)地理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行建立，包括地理空間分布等相關(guān)數(shù)據(jù)和屬性，通過分析處理和數(shù)字存儲(chǔ)的方式實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)高效管理的目的。地理空間數(shù)據(jù)庫是地理信息系統(tǒng)的重要基礎(chǔ)，運(yùn)用地理模型分析法服務(wù)于地理研究與決策等領(lǐng)域，是一種應(yīng)用趨于廣泛的現(xiàn)代化計(jì)算機(jī)技術(shù)。

（二）內(nèi)涵

地理信息系統(tǒng)能夠迅速分析諸多地理環(huán)境要素，并以圖形或數(shù)據(jù)形式將所要的信息內(nèi)容表現(xiàn)出來，進(jìn)而滿足不同的應(yīng)用教學(xué)和科學(xué)研究需求?，F(xiàn)階段GIS技術(shù)在我國諸多領(lǐng)域如環(huán)境保護(hù)、天氣預(yù)報(bào)、資源管理和科學(xué)調(diào)查等方面應(yīng)用廣泛，尤其在城市規(guī)劃與測繪中所發(fā)揮的作用不可忽視。概括而言，其操作有以下幾點(diǎn)：第一，采集和整理輸出空間信息，并將其轉(zhuǎn)化為可用的數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，空間動(dòng)態(tài)性特征明顯；第二，地理圖形是其研究對(duì)象，通過分析模型得到最終決策，是一種具備綜合特性的信息支持系統(tǒng)；第三，計(jì)算機(jī)全程自動(dòng)控制，利用計(jì)算和模擬功能管理地理數(shù)據(jù)，是一種現(xiàn)代化綜合系統(tǒng)。

（三）特點(diǎn)

第一，數(shù)據(jù)測量精度較高。傳統(tǒng)測量方式的精確性無法得到保證，測量失誤的存在使得測量結(jié)果誤差較大。GIS與傳統(tǒng)測量方式不同，通過衛(wèi)星與遙感技術(shù)的結(jié)合，真正實(shí)現(xiàn)高精度測量，只需加工處理便可得到近乎零誤差的結(jié)果。

第二，監(jiān)測的效率更高。GIS系統(tǒng)其接收器設(shè)置在地面，不需進(jìn)行手動(dòng)測量和調(diào)節(jié)，這極大地提高了工作效率。利用多組儀器分組測量，工作時(shí)間大大縮短，這也是傳統(tǒng)測量方法不可比擬的。

第三，受外部影響小。相較于傳統(tǒng)測繪技術(shù)而言GIS技術(shù)的優(yōu)越性還表現(xiàn)為不受自然條件影響，利用衛(wèi)星監(jiān)測完成工作，尤其在高山密林地區(qū)的應(yīng)用保證了測繪工作的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，且操作過程也十分便捷。

二、城市測繪中地理信息系統(tǒng)建設(shè)

（一）數(shù)字化城市測繪新技術(shù)的出現(xiàn)

當(dāng)前我國城市發(fā)展速度不斷加快，與之相對(duì)應(yīng)的城市測繪技術(shù)發(fā)展也尤為迅速，面對(duì)現(xiàn)代化的城市發(fā)展需求傳統(tǒng)的城市測繪技術(shù)顯然已經(jīng)很難滿足，如今城市測繪技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新成為必然趨勢，滿足地理信息系統(tǒng)技術(shù)的要求成為推動(dòng)數(shù)字化城市發(fā)展的重要方面。建立城市測繪地理信息系統(tǒng)得益于現(xiàn)代數(shù)字化測繪新型技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)，將信息基礎(chǔ)設(shè)施置于地理信息系統(tǒng)建設(shè)的首要位置，這同時(shí)也作為必要的硬件基礎(chǔ)存在于系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展過程之中。通過合理利用地理信息系統(tǒng)的資源達(dá)到共享城市地理信息庫資源的目的，促進(jìn)城市測繪技術(shù)邁向新的臺(tái)階。

（二）建設(shè)數(shù)據(jù)信息加工平臺(tái)

不斷改革和創(chuàng)新的城市測繪技術(shù)是為了更好地滿足現(xiàn)代化城市的發(fā)展需求，而數(shù)字化城市地理空間所涉及的內(nèi)容也較多，比如基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和成品數(shù)據(jù)，以及數(shù)據(jù)加工平臺(tái)建設(shè)等。首先整合加工城市測量各項(xiàng)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，以基礎(chǔ)數(shù)據(jù)作為前提來保障成品數(shù)據(jù)的使用價(jià)值，并對(duì)應(yīng)相關(guān)的數(shù)據(jù)輔助服務(wù)，促進(jìn)數(shù)據(jù)加工服務(wù)平臺(tái)的形成，使用數(shù)據(jù)信息加工服務(wù)平臺(tái)也就實(shí)現(xiàn)了地理信息數(shù)據(jù)資源共享的目的。除此之外，借助數(shù)據(jù)加工平臺(tái)還可提取和使用平臺(tái)數(shù)據(jù)，這一定程度上也推動(dòng)了城市測繪地理信息系統(tǒng)更新。

傳統(tǒng)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)都是在測繪人員圖件協(xié)助下完成的，這就使得城市規(guī)劃設(shè)計(jì)與測繪工作之間脫節(jié)嚴(yán)重，在城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中測繪本該發(fā)揮的作用難以體現(xiàn)，加之部分規(guī)劃設(shè)計(jì)人員對(duì)實(shí)際情況不能夠準(zhǔn)確掌握，這無疑將對(duì)城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的質(zhì)量與效果產(chǎn)生不利影響。地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)以及數(shù)字地圖的發(fā)展使得這一局面被徹底改變。借助數(shù)字地圖的方式，地理信息系統(tǒng)完成各項(xiàng)輸入和輸出操作，無論是查詢還是分析環(huán)節(jié)都變得更加通俗易懂和簡單便捷，這也使得城市規(guī)劃設(shè)計(jì)中地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用逐漸普及，獲得業(yè)內(nèi)人士的認(rèn)可和青睞。地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用能夠確保地理信息數(shù)據(jù)的詳實(shí)和準(zhǔn)確，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)的合理性與科學(xué)性大幅提升。在數(shù)據(jù)庫幫助下，城市規(guī)劃設(shè)計(jì)所需的表格和專業(yè)用圖也能夠自動(dòng)生成，數(shù)據(jù)修改和更新十分方便。得益于地理信息系統(tǒng)的運(yùn)用，城市規(guī)劃與測繪領(lǐng)域相互協(xié)調(diào)合作，信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用更加統(tǒng)一，這對(duì)于城市規(guī)劃設(shè)計(jì)工作質(zhì)量而言無疑是不可缺少的重要保障。

三、城市測繪中地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

（一）獲取空間數(shù)據(jù)

對(duì)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)獲取功能的運(yùn)用旨在更好地調(diào)整城市化發(fā)展過程中對(duì)應(yīng)的城市功能，促進(jìn)城市規(guī)劃管理效率提升，比如一些空間數(shù)據(jù)如城市規(guī)劃布局、地形地貌等數(shù)據(jù)的有效獲取就有利于城市建設(shè)狀態(tài)的合理規(guī)劃。需要注意的是，獲取空間數(shù)據(jù)以及得到數(shù)據(jù)源都需要GIS技術(shù)，通常數(shù)據(jù)應(yīng)用需求是否得到滿足也很大程度上取決于數(shù)據(jù)的更新、編輯、轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)管理操作效果。從GIS軟件中轉(zhuǎn)換獲得的GPS數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)儲(chǔ)存方面需要注重格式的選擇，利用對(duì)各個(gè)地形圖的綜合掃描對(duì)空間定位予以糾正，最終生成的數(shù)字柵格地圖是可供用戶使用的。需要注意，為了確保所獲取的空間數(shù)據(jù)有著較高性能的使用效果，在可視化信息向Are/Info轉(zhuǎn)入時(shí)通過拓?fù)潢P(guān)系的建立實(shí)現(xiàn)全區(qū)域拼接，這樣一來在城市測繪的實(shí)際作業(yè)過程中便可對(duì)城市測繪信息準(zhǔn)確提取，保證數(shù)據(jù)獲取的高效化。

（二）處理數(shù)據(jù)

對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效處理也是城市測繪作業(yè)過程中高效應(yīng)用地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)的重要方面。首先，借助計(jì)算機(jī)軟件處理空間數(shù)據(jù)，空間數(shù)據(jù)源獲取后及時(shí)向系統(tǒng)中進(jìn)行傳輸，利用地理信息系統(tǒng)的建模功能對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，自此對(duì)應(yīng)的數(shù)字柵格圖、數(shù)字高程模型和正射影像圖等便可生成。透過城市測繪系統(tǒng)由城市測繪人員分析空間數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系，并對(duì)所獲得的城市測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行整合。其次，考慮到城市測繪作業(yè)過程中數(shù)據(jù)屬性和測繪目的的差異性，可結(jié)合數(shù)據(jù)信息和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理構(gòu)建針對(duì)空間數(shù)據(jù)的差異化數(shù)學(xué)分析模型，并在此基礎(chǔ)之上完成柵格數(shù)據(jù)和矢量數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，使得城市測繪的數(shù)據(jù)使用需求從根本上得到滿足。

（三）空間分析功能的運(yùn)用

開展城市測繪工作的過程中對(duì)地理信息系統(tǒng)空間分析功能的運(yùn)用是為了綜合分析測繪區(qū)域建筑物、地形地貌和管道線路等空間信息。對(duì)城市測繪中各項(xiàng)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行具體分析，主要包括對(duì)空間圖形數(shù)據(jù)與非空間屬性數(shù)據(jù)的運(yùn)算等等，在計(jì)算機(jī)分析能力和空間信息傳輸能力的輔助下實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的坡向提取功能、距離制圖功能、計(jì)算密度功能、等高線生成功能和可視化功能等。與此同時(shí)，為了達(dá)到最佳的空間數(shù)據(jù)測繪效果，還需對(duì)城市測繪區(qū)域內(nèi)的其他實(shí)際狀況全部掌握，比如坡向、坡度和水文狀況等。

（四）虛擬環(huán)境功能的應(yīng)用

為了提升城市測繪工作開展的整體效率，針對(duì)地理信息系統(tǒng)中虛擬環(huán)境功能的運(yùn)用也至關(guān)重要，這有利于更加準(zhǔn)確地對(duì)多維空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。比如為了完成城市測繪工作中布置的城市規(guī)劃任務(wù)，在測繪實(shí)踐過程中可借助GIS虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)空間虛擬化，包括軍事仿真、文明重建以及環(huán)境影響評(píng)估等等，通過分析虛擬環(huán)境對(duì)城市規(guī)劃中的生態(tài)系統(tǒng)、道路系統(tǒng)和居住系統(tǒng)等方面設(shè)計(jì)進(jìn)行更加合理的布局。需要注意的是，城市測繪作業(yè)有時(shí)也會(huì)遇到山港測繪等特殊區(qū)域，因此可利用地理信息系統(tǒng)虛擬技術(shù)在實(shí)際測繪過程中對(duì)一些具體的場景，比如航船可行駛線路、泥沙堆積情況和海水浸漫情況等進(jìn)行模擬，這些場景模擬所獲得的測繪信息是非常有價(jià)值的。

四、結(jié)束語

綜上所述，憑借自身高超的信息收集和處理功能，地理信息系統(tǒng)在如今的城市測繪領(lǐng)域發(fā)揮著極其重要的作用，這無疑將成為這一時(shí)期現(xiàn)代測繪發(fā)展的必然趨勢。然而，我們?cè)趹?yīng)用地理信息系統(tǒng)時(shí)還需進(jìn)一步考慮和推敲，如何更好地取其精華，做到大膽創(chuàng)新，這也是推動(dòng)測繪技術(shù)發(fā)展需要探討的問題。

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