淺析測繪中地理信息系統的應用

張 偉

工程的建設與發展往往需要涉及大量地理信息數據，包括工程分布、道路、管線和井衛等，因此，做好工程測繪工作十分重要。近年來，隨著社會經濟的發展，工程建設數量與規模都有了較大提升，建設難度也越來越大，傳統的測繪模式已經無法滿足現代社會的需求，特別是野外施工和大型高精度地標建筑的測量放線工作，新型測繪技術隨即誕生并得到了越來越快的發展，地理信息系統就是其中一項重要技術，它可以實現對地表信息數據的采集、管理、檢索、表達和分析，對于現代測繪具有重要意義。本文主要探討地理信息系統在測繪中的應用。

1 地理信息系統優勢特點及功能

1.1 地理信息系統的優勢特點

1.1.1 數據測量精度高

在工程建設過程中，傳統的測量方式不論等級是一等還是二等，都存在一定的誤差，這種誤差是毫米級的。此外，測量結果還受到測量人員操作熟練程度和操作方式的影響，如果在操作上出現失誤現象，很可能會造成最終結果的重大誤差。運用地理信息系統進行測量，可以利用環繞地球的24顆衛星組成掃描平面，測量人員在安裝完設備之后，就可以向衛星發送測量信號，由衛星實現相關測量數據的獲取，并向操作者反饋信息。現階段，衛星拍攝技術在精度上已經大大超過傳統的測量設備，甚至可以在百公里之外的太空區域拍攝到地面的一只螞蟻。同時，利用地理信息系統進行測量，可以對人為操作誤差進行有效避免，相較于傳統的測量技術，地理信息技術可以實現0.01mm級的測量精度，大大提升了測量的準確性[2]。

1.1.2 受外界因素影響小

在傳統的工程測量中，測量與控制點的選擇受地形、地貌、地質和氣候等因素影響較大，在山區或高原的某些地區，甚至無法開展測量工作，只能利用等高線模式或者插入法對該區域進行估測。除此之外，工程測量與施工控制還受大風、雨雪等惡劣天氣的影響，如果天氣的惡劣狀況達到一定程度，甚至無法開展要求較高的測量工作，嚴重影響測量工作效率。地理信息系統是在大氣層外部進行測量的，其測量結果不受惡劣天氣影響。此外，運用GIS技術進行工程測量和監控，只要在測量位置上放置發射接收一體設備即可，不需要進行調平等操作，相較于傳統測量技術，GIS技術測量工作面小，因此受地形、地貌和地質等因素影響較小。

1.1.3 測量效率高

傳統測量需要進行調平、調節、觀測、估讀等一系列環節，而地理信息系統則省略了這些步驟，并且受外界因素影響小，因此，地理信息系統的測量效率得到了有效提升。特別是在勘測地形、地貌時，利用數臺GIS 測量儀進行分組掃描，可以對所測地形進行快速繪制，實現了測繪效率的大大提升。

1.2 地理信息系統的功能

1.2.1 輸出功能

繪制地形圖時地理信息系統的重要功能之一，地形圖的繪制就是地理信息系統的輸出功能。相較于手工制圖，地理信息系統可以利用衛星進行地形圖的繪制，使得地形圖繪制自動化得以實現，不僅大大提升了地形圖繪制的精度，更提高了繪制效率。繪制地形圖就是地理信息系統開發的最初目的，這一強大的輸出功能也為地形數據庫提供了全面有效的技術保障[3]。

1.2.2 數據管理與控制功能

地理信息系統能夠運用多種方式對地理信息數據進行錄入，此外，對于數據庫進行直接管理、控制和維護也可以通過地理信息系統實現。在此基礎上，地理信息系統能夠對各類所需要的信息數據進行檢索和準確查詢，方便了決策人員通過地理信息系統對所需要的空間、地理數據信息進行準確而快速地查找，為監測工作者提供了全面的一手資料，便于后續工作的開展。總而言之，通過運用地理信息系統，能夠有效利用并管理測量信息數據。

1.2.3 遙感影像處理功能

遙感技術是地理信息系統獲取各類數據信息的主要技術手段。現階段，遙感技術具備影響處理功能，因此，地理信息系統也具備處理圖像的重要功能。一般情況下，遙感數據是地理信息系統內部的一個子模塊，通過遙感影像技術中的自動影像匹配技術，可以處理相關監測數據。

2 測繪中地理信息系統的實際應用

地理信息系統屬于一項新型技術，它從發展到目前應用也只是經過了四十年左右的時間，在地理信息系統的發展過程中，隨著科技水平的不斷提升，人們在信息的精確度方面也提出的更高的要求。現在，地理信息系統正在逐步發展與完善，在工程測繪中的應用也越來越普遍。

2.1 數據信息的采集

在測繪工作開展的初期，需要采取不同的方式對客觀世界中的各類現實對象進行抽象、離散處理。在地理信息系統數據庫中，對于連續對象實體進行儲存一般采取柵格和矢量這兩種方法。柵格數據包含以下內容：存儲單位的行與列、存儲單元存放唯一值，對于柵格數據集的分辨率，則是通過地面單位的網格寬度進行確定的。矢量存儲就是利用幾何圖形中的點、線、面等元素來表示客觀存在的對象。除了以上兩種方式，空間數據要進行非空間數據的存儲，還可以通過將其他附加數據作為對象屬性實現。在傳統的數據收集中，數字信息一般是通過現有數據，或對聚酯薄膜地圖進行掃描而產生的。利用地理信息系統進行數據的采集，首先是通過全球定位衛星系統對相應的位置坐標進行獲取，然后在地理信息系統中輸入坐標信息，由系統對其進行處理。由于傳感裝置，如攝像機、激光雷達、數字掃描儀等在許多平臺上都有設置，而這些傳感裝置又是互相連接的，在這種情況下，傳感裝置結合了航空器、衛星所搭建的數據處理平臺，根據航空照片、圖片判讀數字數據的特征對數據進行選擇，在進行數據捕捉時，可以利用二維或三維形式，實現數據向對應軟拷貝系統的傳輸。除此之外，遙感技術也可以應用到數據信息的采集中來，通過主動傳感器向傳感器包發射電磁波或無線電波，不同的傳感器包可以實現其反射系數的被動測量，最后在地理信息系統中實現屬性數據的輸出。

2.2 數據信息的轉換和處理

在對數據信息進行全面、細致收集的同時，地理信息系統還具備數據信息的轉換與處理功能，對所收集到的數據信息進行直接轉換，從而將其轉換成可以直接利用的數據資料。地理信息系統不僅實現了數據精確性和全面性的有效提升，而且大大提高了測繪工作的效率。地理信息系統在對數據信息進行轉換和處理時，其工作步驟如下：首先，在將數據信息輸入到地理信息系統內部，這時地理信息系統就對數據信息進行自動處理；其次，地理信息系統會利用拓撲建模的方式進行圖形的疊加，對于已存在于地理信息系統內部測量圖形和通過數據收集得到的測量圖形，將其相同部分進行疊加；最后，地理信息系統還要根據數據信息特點進行相應的分析。在對數據信息進行轉換和處理的過程中，地理信息系統能夠對數字化空間信息資料條件下屬性不同條件之間的空間關系進行自動識別，為地理信息系統的后續分析工作提供基礎。除此之外，運用地理信息系統還能實現所收集數據的重構，轉變所收集數據的格式，使其能夠被設備識別，以此實現不同數據源之間的兼容。

2.3 地理信息系統的空間處理

數據信息的收集、轉換與處理都屬于數據處理的預處理。當預處理完成之后，地理信息系統就可以開展圖形數據的分析計算工作。由于地理信息系統具有較強的空間分析能力，能夠實現對已獲取數據有效而可靠的空間分析，利用地理測繪系統對圖形數據進行探究、計算，或定量描述空間物體的空間位置，從而研究與計算空間事物之間的關系。空間分析是地理信息系統的核心功能，其過程也具有復雜性的特點。在通常情況下，空間分析是對區域科學、地理學、經濟學、地球物理學等多個學科的綜合運用，并且利用拓撲學、圖論和空間統計學等，對空間構成進行分析，以此獲取、了解并描述空間數據，然后對空間過程進行模擬和預測，以此實現對地理空間事件的調度與掌控。

3 結語

綜上所述，隨著科技水平的不斷提升，地理信息系統也得到了不斷發展，在各個領域中都有了廣泛的應用，特別是在測繪領域。地理信息系統具有強大的數據信息收集、處理和輸出能力，對于工程測繪具有非常重要的意義。將地理信息系統應用到測繪工作中，不僅可以有效提升測繪工作效率與測繪精度，而且使得工程測繪工作量大大減少。當然，目前地理信息系統還不夠完善，在地理信息系統的利用上，相關技術人員還需要不斷借鑒，不斷創新，將測繪系統與先進技術有機結合起來，不斷提升工程測繪水平，推動社會經濟的迅速發展。

[1] 劉健聲. 工程測繪中地理信息系統的應用分析[J]. 建筑知識，2016（12）：52.

[2] 張建輝. 工程測繪中地理信息系統的應用分析[J]. 黑龍江科技信息，2016（6）：6.

[3] 龐國俊. 測繪中地理信息系統的應用探討[J]. 科技創新與應用，2016（15）：281.