GIS的工作原理及其在測繪工程中的應(yīng)用研究

侯幫早

摘 要：本文首先介紹GIS的工作原理，并探討GIS在測繪工程中的應(yīng)用，最后分析GIS字測繪技術(shù)中的應(yīng)用優(yōu)勢與發(fā)展前景，供有關(guān)人員參考。

關(guān)鍵詞：GIS；工作原理；測繪工程；應(yīng)用

中圖分類號：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)等的快速發(fā)展，GIS在城市規(guī)劃、決策中的作用越來越明顯，儼然成為城市化建設(shè)中不可缺少的技術(shù)。現(xiàn)階段，我國城市化建設(shè)正在如火如荼的進(jìn)行中，加強(qiáng)對GIS應(yīng)用的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 GIS的工作原理

GIS規(guī)范化發(fā)展是一個(gè)相對漫長的過程，隨著各種系統(tǒng)的應(yīng)用，GIS逐漸趨于成熟，在測繪領(lǐng)域的作用也逐漸的凸顯出來。GIS工作原理主要是對不同來源的多元化形式數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與分析，確定測繪的準(zhǔn)確坐標(biāo)。如利用經(jīng)緯度、海拔等對變量位置實(shí)施標(biāo)注。然后通過一定的組織手段形成能夠直接方位的數(shù)據(jù)庫，并通過不同系統(tǒng)運(yùn)營商將地圖形式的數(shù)字信息，通過一定的轉(zhuǎn)換手段，轉(zhuǎn)換成可以供系統(tǒng)直接識別的信息或圖像。

2 GIS在測繪工程中的應(yīng)用

測繪工程中，GIS應(yīng)用流程為：數(shù)據(jù)采集——數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理——空間分析，具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：

2.1數(shù)據(jù)采集

在測繪工程實(shí)施初期，可以利用GIS系統(tǒng)對實(shí)際客觀存在的測量對象進(jìn)行抽象、離散等處理，并將連續(xù)對象實(shí)體以矢量、柵格兩種形式存儲在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。其中柵格數(shù)據(jù)組成部分包括唯一值存儲單元、列，其數(shù)據(jù)集分辨率大小主要根據(jù)地面單位網(wǎng)格的規(guī)格大小；矢量存儲方式就是利用幾何圖形中的基礎(chǔ)點(diǎn)線面，將客觀對象表示出來。

在數(shù)據(jù)采集過程中，一般的做法是利用紙上現(xiàn)有數(shù)據(jù)或者聚酯薄膜地圖中現(xiàn)實(shí)的數(shù)據(jù)，通過掃描等方式產(chǎn)生數(shù)字式數(shù)據(jù)。采用GIS系統(tǒng)，借助與GPS的定位技術(shù)，確定測量對象的地理位置坐標(biāo)，然后將位置坐標(biāo)輸入到系統(tǒng)中進(jìn)行相關(guān)的處理，同時(shí)也能夠利用遙感技術(shù)對相關(guān)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集。在數(shù)據(jù)采集平臺中，附帶了很多諸如激光雷達(dá)、攝像機(jī)、數(shù)字掃描儀等傳感裝置，與衛(wèi)星、航空器共同完成數(shù)據(jù)平臺，將主要來源于航空照片以及圖片判讀的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行特征選擇，然后以二維或者三維的形式對數(shù)據(jù)進(jìn)行捕捉，進(jìn)一步將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳?yīng)的軟拷貝系統(tǒng)。遙感則是利用不同的傳感器包被動地測量由主動傳感器發(fā)射出去的電磁波或者無線電波的反射系數(shù)，進(jìn)而將屬性數(shù)據(jù)輸入到GIS系統(tǒng)中。

2.2 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

GIS對數(shù)據(jù)的處理主要是通過專用的數(shù)據(jù)處理軟件，將相關(guān)數(shù)據(jù)上傳到系統(tǒng)中，進(jìn)行編輯以及數(shù)據(jù)預(yù)處理，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)浣＃詈笸ㄟ^將相應(yīng)的測量圖形以及系統(tǒng)中相關(guān)土層進(jìn)行疊加分析。GIS中軟件能夠分析采集到的數(shù)據(jù)屬性之間的空間關(guān)系。如果采集到的數(shù)據(jù)為復(fù)雜的實(shí)體，臨近數(shù)據(jù)存在包含關(guān)系，需要通過建模分析。

在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理過程中，需要重視對數(shù)據(jù)的重構(gòu)，將其轉(zhuǎn)換為GIS系統(tǒng)能夠識別的數(shù)據(jù)形式，保證各個(gè)數(shù)據(jù)源之間的兼容問題。在測繪工程中，對于不同的需求側(cè)，其數(shù)據(jù)屬性也會存在差異，因此在數(shù)據(jù)分析之前，需要通過一系列的轉(zhuǎn)標(biāo)轉(zhuǎn)換以及投影，建立差異性的數(shù)學(xué)分析模型，滿足GIS系統(tǒng)對數(shù)據(jù)空間分析的具體需求。

2.3 GIS空間分析

經(jīng)過數(shù)據(jù)采集、預(yù)處理、處理等工作后，GIS系統(tǒng)就能夠通過相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間分析，并通過相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算，對研究對性空間位置進(jìn)行那個(gè)定性以及定量的描述。GIS系統(tǒng)主要的功能包括空間分析，而空間分析是相對繁雜的過程，涉及到經(jīng)濟(jì)學(xué)、地理學(xué)、物理學(xué)、區(qū)域?qū)W等學(xué)科知識。對空間物體位置的定量描述主要借助于空間統(tǒng)計(jì)學(xué)、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)學(xué)、圖論等，這樣才能實(shí)現(xiàn)對研究對象的空間數(shù)據(jù)描述效果，從而對空間過程實(shí)施進(jìn)一步的預(yù)測分析。

3 GIS在測繪工程中的應(yīng)用優(yōu)勢與發(fā)展前景

GIS管理就是將地理空間實(shí)體數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，經(jīng)過一定的轉(zhuǎn)換與處理，將復(fù)雜的地理規(guī)劃、管理、決策問題轉(zhuǎn)換為簡單的定量分析，并利用一系列的設(shè)備、軟件等，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的模擬分析、傳輸、評價(jià)等。在整個(gè)過程中，不僅能夠得到傳統(tǒng)測繪方式難以獲取的地理信息，還能夠?qū)崿F(xiàn)對研究對象的空間定量分析。該系統(tǒng)通過定量、定性等形式，實(shí)現(xiàn)了GIS應(yīng)用于分析的有效結(jié)合，為整體規(guī)劃提供有效地便利，獲取的數(shù)據(jù)也更為精確。另外，GIS系統(tǒng)具有快速分析、查詢等功能，能夠從大量數(shù)據(jù)中獲取有用的信息，為重大地理決策提供便利。

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，GIS系統(tǒng)應(yīng)用的范圍會更加的廣闊，可能會與CI、SDA等技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)時(shí)空一體化的地理信息數(shù)據(jù)分析。另外，GIS系統(tǒng)的應(yīng)用會逐漸的滲透到各個(gè)領(lǐng)域，并且將不同領(lǐng)域空間模型整合到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的框架中，實(shí)現(xiàn)通信、調(diào)度、執(zhí)行為一體的智能化系統(tǒng)。

結(jié)語

現(xiàn)階段，我國的城市化建設(shè)正處于快速發(fā)展的新階段，人們對于工程測量精度的要求也越來越高，這就要求相關(guān)人員加強(qiáng)對新測量技術(shù)的研究。GIS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用是測繪工程一次巨大的變革，對整個(gè)測量領(lǐng)域產(chǎn)生了巨大的沖擊，推動了測繪工程的發(fā)展。目前，我國的工程測量技術(shù)仍存在一定的缺陷，包括測量數(shù)據(jù)來源、標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一等，還需要加強(qiáng)這些方面的研究，對GIS技術(shù)進(jìn)行不斷的完善，提升測量的精度，為我國工程測量提供有效的支持。

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