GIS的工作原理及其在測繪工程中的應用研究

李楊

[摘要]近年來，隨著社會經濟的發展，大量工程投入到建設當中，并在時間推移下逐漸成為我國國民經濟的重要支柱產業，與此同時，工程測量作為工程建設中的一個重要環節也日益受到人們重視。工程測量，包括測量方法、技術、數據，是工程建設各階段測量工作的總和，若缺少工程測量所提供的圖紙與數據，不僅會影響施工規范，還會對工程進度造成嚴重影響。可見，做好工程測量是確保工程建設順利進行的前提。

[關鍵詞]GIS的工作原理 測繪工程 研究

1工程測量發展概述

工程測量，是指工程項目各階段所進行的測量工作，包括測量數據、方法和技術在內的總和。隨著社會科技的進步，現代工程測量已突破了傳統靜態的測定，逐步向著動態化，數字化、自動化、智能化方向發展，在與光學、機械學、自動化科學和計算機技術的相互交叉滲透中，產生出了一系列數據采集、處理、監控的測繪新技術，為工程測量提供了新的方法和手段，其中包括全球定位系統（GPS），遙感技術（Rs），地理信息系統（GIS）及數字化成圖技術。目前，工程測量的服務范圍相當廣泛，其應用領域除交通、城規、農林、水電、資源外，還廣泛應用于環境評估、國土管理、通訊、公共管理、統計和金融商業等領域。

2 GIS的工作原理

GIS規范化發展是一個相對漫長的過程，隨著各種系統的應用，GIS逐漸趨于成熟，在測繪領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據進行采集與分析，確定測繪的準確坐標。如利用經緯度、海拔等對變量位置實施標注。然后通過一定的組織手段形成能夠直接方位的數據庫，并通過不同系統運營商將地圖形式的數字信息，通過一定的轉換手段，轉換成可以供系統直接識別的信息或圖像。

3GIS技術的應用發展

GIS（GeographiealInformationsystem），即地理信息系統，又可稱為資源與環境信息系統，是一門以信息技術為基礎，圍繞地理信息而展開，結合地圖學、地理學、環境科學、空間科學、信息學管理及遙感科學構建而成的綜合技術性學科。GIS技術通過將地球范圍內所有已存在或已發生的事物解析為圖像，而后利用全數字攝影測量、掃描矢量化等手段獲取地球或個別區域資源的數字信息，具有標準化、及時化、準確化的特征。GIS以其強大的圖形顯示輸出與數據庫管理能力被廣泛應用于多個領域，尤其是在工程測量當中，GIS能夠根據測量要求在短時間內將數據庫中保存的信息處理成圖，成圖效率遠遠高于傳統方式，不但顯著縮短了工程設計進度，且圖形一目了然，信息具體明確，大幅提高了工程設計的效率和質量。此外，GIS還可經由空間分析與空間查詢等功能為決策提供輔助作用，其中，空間分析作為CIS中的重要功能，可通過處理現有信息來從中挖掘出對決策起到參考與借鑒作用的信息。目前，但凡火山爆發預測、全球性的天氣周期性分析或是對大范圍農作物進行估產都是經由GIS系統來完成的，而我國現有精度最高、比例尺最大的數據庫也已在我國農林業、土地資源、國防交通等多個部門中得到使用，效益理想。

4 GIS在測繪工程中的應用

4.1數據采集

在測繪工程實施初期，可以利用GIS系統對實際客觀存在的測量對象進行抽象、離散等處理，并將連續對象實體以矢量、柵格兩種形式存儲在系統數據庫中。其中柵格數據組成部分包括唯一值存儲單元、列，其數據集分辨率大小主要根據地面單位網格的規格大小；矢量存儲方式就是利用幾何圖形中的基礎點線面，將客觀對象表示出來。

4.2數據轉換與處理

GIS對數據的處理主要是通過專用的數據處理軟件，將相關數據上傳到系統中，進行編輯以及數據預處理，然后對數據進行拓撲建模，最后通過將相應的測量圖形以及系統中相關土層進行疊加分析。GIS中軟件能夠分析采集到的數據屬性之間的空間關系。如果采集到的數據為復雜的實體，臨近數據存在包含關系，需要通過建模分析。在數據轉換與處理過程中，需要重視對數據的重構，將其轉換為GIS系統能夠識別的數據形式，保證各個數據源之間的兼容問題。在測繪工程中，對于不同的需求側，其數據屬性也會存在差異，因此在數據分析之前，需要通過一系列的轉標轉換以及投影，建立差異性的數學分析模型，滿足GIS系統對數據空間分析的具體需求。

4.3 GIS空間分析

經過數據采集、預處理、處理等工作后，GIS系統就能夠通過相應的數據進行空間分析，并通過相關的數據計算，對研究對性空間位置進行那個定性以及定量的描述。GIS系統主要的功能包括空間分析，而空間分析是相對繁雜的過程，涉及到經濟學、地理學、物理學、區域學等學科知識。對空間物體位置的定量描述主要借助于空間統計學、拓撲結構學、圖論等，這樣才能實現對研究對象的空間數據描述效果，從而對空間過程實施進一步的預測分析。

5 GIS在測繪工程中的應用優勢與發展前景

GIS管理就是將地理空間實體數據之間的關系，經過一定的轉換與處理，將復雜的地理規劃、管理、決策問題轉換為簡單的定量分析，并利用一系列的設備、軟件等，實現對數據的模擬分析、傳輸、評價等。在整個過程中，不僅能夠得到傳統測繪方式難以獲取的地理信息，還能夠實現對研究對象的空間定量分析。該系統通過定量、定性等形式，實現了GIS應用于分析的有效結合，為整體規劃提供有效地便利，獲取的數據也更為精確。另外，GIS系統具有快速分析、查詢等功能，能夠從大量數據中獲取有用的信息，為重大地理決策提供便利。隨著信息技術的發展，GIS系統應用的范圍會更加的廣闊，可能會與cI、SDA等技術相結合，實現時空一體化的地理信息數據分析。另外，GIS系統的應用會逐漸的滲透到各個領域，并且將不同領域空間模型整合到一個標準的框架中，實現通信、調度、執行為一體的智能化系統。

6結束語

現階段，我國的城市化建設正處于快速發展的新階段，人們對于工程測量精度的要求也越來越高，這就要求相關人員加強對新測量技術的研究。GIS技術在工程測量中的應用是測繪工程一次巨大的變革，對整個測量領域產生了巨大的沖擊，推動了測繪工程的發展。目前，我國的工程測量技術仍存在一定的缺陷，包括測量數據來源、標準不統一等，還需要加強這些方面的研究，對GIS技術進行不斷的完善，提升測量的精度，為我國工程測量提供有效的支持。endprint