對測繪中地理信息系統應用技術的探討

陳米朋

摘 要：隨著信息技術的不斷發展，地理信息系統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；應用

1 地理信息系統的優勢

地理信息系統即GIS，是3S技術中不可或缺的重要部分，與傳統測繪技術相比，GIS的優勢體現在以下幾個方面：首先，外界干擾因素少。自然條件會對傳統測繪工作產生直接影響，特別是高地區或山區密集區等，甚至無法測量；此外，暴風雨雪天氣也會使測量環節受到限制，故針對一些測量精度要求高的工程傳統測量技術很難滿足精度要求。而GIS采用衛星監測技術，地理地貌、氣候環境等均不會對其產生影響，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測量采用衛星技術進行測量，整個過程沒有觀測、調節、調平、估讀等傳統測量環節，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，可以采用數臺儀器進行同步、分組測量，大大縮短了作業時間。最后，最大程度上保證測量精度。傳統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生直接影響。而GIS測量過程中，其平面掃描通過衛星來實現，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系統主要功能

2.1 綜合分析評價與模擬預測功能

GIS系統除了可以提取、存儲地理信息外，還可以根據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據參考。評價結果主要以函數及命令的形式對未來結果做出定量預測及發展趨勢預測，并對自然過程的最終結果進行準確預測；此外，還可以利GIS對預測數據與特殊傾向可能出現的后果、對應的解決策略產生的效果做出比較，提高決策的科學性與準確性，規避風險。

2.2 空間分析與空間查詢功能

GIS系統數據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開發與管理的便利性?；谠摌嫿Ｊ?，在系統中輸出原始圖，并且系統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，經過處理的圖件與原圖保持一致。這種空間變換的內容包括分析重置、拓撲空間查詢及分析空集合等。

2.3 GIS輸出功能

GIS系統是在地圖制圖技術的基礎上發展起來的，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不僅可輸出數字化地圖，而且可以建立地圖數據庫，相比傳統的手工繪圖，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 采集數據

測繪初期階段需對客觀世界中的物象進行抽象、離散，在GIS系統數據庫中，通常采用柵格、矢量兩種方法存儲連續對象實體。其中柵格數據包括存儲單元的行及列，存儲單元存放唯一值，根據地面單位的網格寬度來確定柵格數據集的分辨率。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，空間數據也可能通過其它附加數據作為對象屬性實現非空間數據的存儲。傳統收集數據的方法是掃描聚酯薄膜地圖或現有數據來產生數字信息，而利用GIS系統則是采用GPS衛星定位系統獲取對應位置坐標，再將其輸入GIS系統中進行處理；數據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、數字掃描儀等，這些設備互相聯連，與航空器、衛星所搭建的數據處理平臺結合起來，把航空照片、圖片判讀數字數據進行特征選擇，再利用二維或三維的形式捕捉數據，把數據傳輸至對應的軟拷貝系統。此外，還可以利用遙感技術進行數據采集，即主動傳感器向傳感器包發射電磁波或無線電波，不同的傳感器包會對其反射系數進行被動測量，再在GIS系統中輸出屬性數據。

3.2 數據轉換與處理

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

3.3 GIS系統空間分析

上述兩個環節為數據處理的預處理，完成后即可在GIS系統中進行圖形數據的分析計算，基于空間物體的空間位置與互相關聯性實現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；空間分析結合了區域科學、地理學、經濟學、地球物理學等多個學科，基于拓撲學、圖論、空間統計學來描述、分析空間構成，完成對空間數據的獲取、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控。

總之，地理信息系統的出現與發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，是工程測繪技術發展過程中的里程碑，其所產生的社會效益、經濟效益十分顯著。當然現階段地理信息系統還有待進一步完善，相信GIS的發展與優化，能夠進一步推動控制測量技術的變革。

參考文獻

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