關于測繪中的地理信息系統的探析

【摘要】地理信息系統（ GIS） 既是一門較為成熟的技術科學，也是一門新興的產業，在測繪、地質礦產、環境監測、農林水利、氣象海洋、城市規劃土地管理、區域開發與國防建設等領域發揮著重要的作用。本文簡單概述了地理信息系統的內容，并討論了地理信息系統的建設目標和內容。

【關鍵詞】測繪地理信息系統；建設

一、地理信息系統與其他系統的區別與聯系

從地理信息系統的發展過程可以看出，地理信息系統的產生、發展與制圖系統存在著密切的聯系，兩者相同之處是基于空間數據的表達、顯示和處理，從系統構成和功能上看，一個地理信息系統具有機制制圖系統所有組成和功能，并且地理信息系統還具有數據處理功能。地理信息系統和數據庫管理系統的區別就在于地理信息系統具有對空間數據進行解釋、判斷和分析的能力，而不是簡單的數據管理，數據中的信息也能被廣泛地利用，它的核心就是具有獨特的數據管理，因此，地理信息系統是能對空間數據進行分析的數據庫管理系統，地理信息系統必須包含數據庫管理系統。

二、地理信息系統（GIS）的概述與特點

1. 地理信息系統（GIS）的概述

地理信息系統（ GIS） 是集計算機科學、空間科學、信息科學、測繪遙感科學、環境科學和管理科學等學科為一體的新興學科，主要是利用計算機建立地理數據庫，將地理環境中的各種要素，包括它們的地理空間分布狀況和所具有的屬性數據，進行數字存貯、處理和分析，建立有效的數據管理系統。 地理信息系統（ GIS） 技術是先對多種要素進行綜合分析，然后快速地獲取信息，并能滿足各種不同領域的應用或科學研究的需要，最后以相應的圖形和數字方式表示結果，突現其準確化、標準化、數字化的特點。

2. 地理信息系統（GIS）的基本特點

地理信息系統（ GIS） 的技術優勢不僅表現在具有地理數據采集存儲、管理、分析、三維可視化顯示與成果輸出于一體的數據流程的特點，還體現在它的空間提示、預測預報和輔助決策功能。GIS 具有以下的基本特點：

（ 1） GIS 是公共的地理定位基礎

地理空間框架是一個存放與地理空間位置有關的各種信息的架構，是整合這些信息的地理定位基礎。 地理空間框架的核心就是基礎地理信息數據庫，因為這些數據庫為各個領域的信息化建設和人們處理自然、人文社會、經濟環境等各種各樣的信息資源，提供科學化、標準化、統一化的基礎地理信息公共平臺。

（ 2） GIS 是多維結構

在二維空間的基礎上實現多專題的第三維結構，而各個專題型實體型之間的聯系是通過屬性碼進行的，這就為地理系統各圈層之間的綜合研究提供了可能。

（ 3） GIS 的數據具有數字化

GIS 在外業實測、電子手簿的自動記錄和數據轉換過程中，采用數字化儀器對已有成圖進行數字化，并完成數據采集； 最后對數據進行編輯處理后，形成數字地圖。 數字地圖可進行縮放編輯形成任意比例尺的可視圖； 還可以進行分層編輯，針對不同層次的地圖儲存不同的地圖要素。 然后，按照不同層次的內容輸出、組合，可以編制出不同用途的專業用圖，修測十分方便。 在AUTOCAD環境下，還可以對基礎圖內容實行特殊的配置注記，進行設計、量算和修改。

（ 4） GIS 具有豐富的信息

隨著計算機技術和通訊技術的迅速發展，GIS 向多樣化和分布式處理邁進。 在側重數據庫建立、信息存儲、查詢檢索、統計分析和自動制圖等基本功能的基礎上，GIS 逐步進入開發分析、評價、預測、決策支持模型以及增加智能化功能的發展階段，進一步獲得豐富的信息。

三、系統功能

系統應具備的基本功能包括以下幾個方面：

數據輸入和編輯

GIS中的數據包括圖形數據和屬性數據，其數據源主要是專題地圖。圖形數據的輸入方式主要是數字化。人工跟蹤圖上的線段，形成由一串坐標連接的矢量，就成為一種直觀的圖形特征的數字描述。屬性數據可在數字化過程中同時輸入或單獨建立。對輸入的數據，一般系統獨具有較完善的交互編輯、檢查錯誤、修飾圖幅和檢驗結果的功能，并在圖形輸入后自動建立拓撲關系。

數據庫的建立和管理

GIS中數據庫除屬性數據外，還有地理要素空間分布的位置數據，即空間數據庫。空間數據用拓撲數學模型來管理，而屬性數據則用數據庫管理系統DBMS。GIS在兩種數據之間建立的某種聯系以實現圖形與屬性之間的相互之間的操作。空間數據的結構基本上分為柵格結構與矢量結構兩類。矢量結構表示圖形與常規一致，數據量小，位置的精確性好，數據綜合分析能力較容易，地圖輸入也精確美觀，但數據結構復雜，存儲和操作也復雜，費用較高。柵格結構是許多點子設備獲取數據和顯示數據的原始形式，數據結構簡單，功能直觀，開發費用低，但用較長像元以減少數據量時，精度較差。隨著GIS的發展，許多GIS提供兩種數據結構的混合處理能力，兩種數據結構并存，相互補充。

數據檢索

包括對指定任意地區、任意屬性的數據進行查詢，以及數據庫有關數據項的邏輯運算檢索等。

數據分析與處理

GIS的主要注意力集中在空間實體的關系上。對地圖的點、線、面特征間的拓撲關系分析，是GIS的重要內容。此外，GIS的分析和操作還包括建立特征緩沖區；圖形疊加的各種邏輯操作，并對結果作類型歸并，冗余消除，使其保持邏輯上的一致；地圖投影變換；計算面積、距離，最近鄰選擇；建立數學地形模型；以及屬性數據的操作和統計，標號和注記操作，根據屬性提取圖形特征等。

數據輸出：分析或查詢結果的輸出是GIS的一個重要功能。GIS的輸出可是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多GIS提供的圖形圖像編輯，符號生成，矢量漢字標記，等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求。

綜上所述，測繪業進行了對傳統測繪手段和生產工藝的技術改造，開展了數字化測圖、機助地圖制圖、地理信息系統（ GIS） 、人衛激光測距（ SLR） 、全球衛星定位系統（ GPS） 、遙感（ RS） 等方面的基礎研究和應用研究。 其中最為突出的是GPS、GIS 和RS 技術的結合，發揮各自的優勢，相互滲透，形成一個自然的發展趨勢。 GPS與RS 能為GIS 提供區域信息及空間定位信息，而GIS 可以從GPS 和RS 提供的批量數據中提取有用的信息進行相應的空間分析，并將其有用數據進行綜合集成，最終成為科學的決策依據.。

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