智能城市測繪中地理信息系統的應用分析

趙懷利

ZHAO Huai-li

（山東省國土測繪院）

(Land Surveying and Mapping Institute of Shandong Province)

1 引言

在數字化技術不斷發展和創新下，圖形數據處理愈加便捷，可以更加鮮明、直觀的展示地理坐標在圖形中的關系。在城市測繪中，通過地理信息系統的應用，可以將地理坐標和信息有機整合在一起，獲得有效的數字圖像，為后續的工程建設和城市規劃建設提供可靠的數據依據，制定科學合理的建設方案。地理信息系統在我國的廣泛推廣和應用，除了城市測繪工作以外，在防災抗災、天氣預測和交通管理方面同樣取得了取得了可觀的成效，加強對其研究，對于城市建設和發展具有一定促進作用。

2 地理信息系統概述

地理信息系統是指將實際地理測繪的數據匯總處理，建立測繪數據地理模型。通過地理信息系統，可以更加直觀的把握測繪數據，將測繪得到的地理信息輸入到地理信息系統中，便于后續管理和決策。通過地理信息系統，采集、分析和處理地理測繪信息，建立地理信息數據庫，在此基礎上整合輸出，輸出更具動感的圖像，為后續工作提供可靠數據依據。在地理信息系統應用中，對地理數據有效整理，建立地理信息模型進行地理決策，地理信息系統需要借助計算機進行處理和分析，同時對地理信息系統進行綜合管理，整合地理信息數據和其它數據[1]。

3 地理信息系統的特點和功能

3.1 地理信息系統的特點

1）抗干擾能力強

地理信息系統在實際應用中，相較于傳統測繪技術而言優勢較為突出，可以有效降低外界因素的影響，抗干擾能力較強。諸如，在很多地形較為復雜的高山區域，或是雨雪天氣，可以利用GIS技術開展工作，可以有效降低外界因素影響，將測量結果誤差控制在可接受范圍內，提升測繪工作有效性。GIS技術在實際應用中，主要是借助衛星監測，所以只需要接收衛星監測的信息即可，操作更為便捷[2]。

2）測繪效率高

借助GIS技術進行測繪工作，在地面上按照信號接收裝置，可以實現自動化觀測、調節和估讀工作，相較于以往的人工方式可以有效提升工作效率。在一些復雜的地形測繪中，結合實際情況使用多種儀器設備組合測量，取長補短，可以繪制更加詳細、直觀的地形圖，降低人工勞動量，縮短工作時間，相較于傳統測繪技術而言效率更高。

3）測量數據精準性高

智慧城市測繪工作中，以往主要是采用人工測量方式，借助儀器設備開展測量工作，但是無論是什么樣的方法，都無法做到完全準確，很小的誤差都可能出現較大的問題，影響到測量結果的精準度。但是，相較于傳統的測繪技術而言，GIS技術主要是通過衛星監測，同遙感技術結合使用，即便是一些高樓大廈也可以實現高精準度的測量。測量精度方面，通過衛星定位，衛星直接在距離地球120km以外軌道面上監測，圍繞地球進行平面掃描，將收集得到的數據信息進行分析處理，誤差無限接近于零[3]。

3.2 地理信息系統的功能

1）空間分析和查詢

GIS技術在實際應用中，在數據庫構建中運用分層處理方法，便于后續的GIS開發和管理。通過此種模式，輸出原始圖，進行空間分析和查詢，將查詢結果通過原始圖表現出來，經過處理的圖像和原圖相一致。空間變換的內容包括空間查詢、重疊和空集合分析等等。

2）模擬預測和分析評價

地理信息系統不僅可以實現數據信息的分析、提取和存儲，還可以根據地形地貌實際情況，選擇有效算法進行綜合評價，為后續的測量工作提供可靠依據。評價結果主要是通過函數和命令形式表現出來，預測測量趨勢，提升預測準確度。與此同時，借助地理信息系統可以分析可能出現的后果，尋求合理對策予以解決，盡可能降低風險系數[4]。

3）圖像輸出

GIS技術可以輸出更加直觀的數字化圖像，建立地圖數據庫，相較于以往人工繪制方法而言，工作效率可以大大提升，降低人工勞動量的同時，圖像繪制成本隨之降低，帶來更大的經濟效益。

4 智慧城市測繪中地理信息系統的應用

4.1 數據采集

在智慧城市測繪工作開展中，通過地理信息系統的應用，相較于傳統測繪技術而言優勢更為突出。在數據采集中，為了可以獲得連續對像實體，在測繪工作中應該采用不同的離散和抽象。柵格數據集分辨率和矢量存儲方式選擇中，通過地面單位網格寬度和點線面三要素來表示，采集和存儲監測數據。除此之外，還可以通過其他方法來采集和存儲數據。以往的數據采集中，通過人工測量方式來采集數據，通過數字化處理得到數據。較為前沿的技術中，利用GPS全球定位系統來確定地理坐標，輸入到地理信息系統中進行處理[5]。

4.2 數據處理

地理信息系統在城市測繪工作中，將采集得到的數據信息進行處理時，具有時間特征、空間特征和屬性特征。就屬性特征來看，主要是對城市道路和建筑進行測量。城市道路和道路交叉口交通量是主觀屬性，而道路名稱和交叉口形狀則是客觀屬性。將信息輸入到地理信息系統中進行處理，提升信息精準性和可靠性，為后續的工作開展提供可靠依據。

云計算對于城市測繪具有重要促進作用，促使地理信息產業空間數據量高速增長，逐漸從GB級、TB級發展到PB級或EB級，數據處理難度較高。而云計算可以實現大規模和更深數據的處理，如遙感云和位置云。不需要搭建專用環境即可采集地理信息數據；位置云借助手機信號解算實現導航和定位。

4.3 數據管理

在智慧城市測繪工作開展中，通過地理信息系統的應用，對于城市道路的橋梁、道路或是交叉口，均可以通過點表示，城市的建筑物用面表示，城市道路中線則是用線表示。將這些數據整合在一起，構建數據庫進行處理。

諸如，某城市地鐵工程在住宅小區工地施工，由于工地地質條件較差，工程地基施工完成后，進行樁施工，發現住宅小區周邊存在不同程度上的沉降現象。地鐵采用盾構施工，工程樁中間穿行，最近距離大概在1.7m～1.8m，出現工程樁位移和建筑物沉降現象。為了保證工程安全，需要加強變形監測，在每棟建筑物周邊設立2～12個基礎沉降觀測點和4個地面沉降觀測點，隧道和止水幕墻交叉位置設置6～8個地面沉降觀測點，觀測點之間間距大概在15m～30m左右。同時，應用地理信息系統和三維測繪技術，搭建三維數字模型，有效進行數據分析和數據管理，為后續的管理提供可靠依據。

4.4 數據顯示

通常情況下，在大中型城市測繪工作開展中，單一的符號和地圖等表達方式集合在一起，在地形圖中可以清楚的揭示地理特征。通過對地圖上單一符號的分析，可以了解監測對象的密集程度；顏色可以表示密集等級。如果是用來揭示城市居民居住情況，地圖上可以直觀的揭示，為后續的城市建設和規劃提供可靠依據。

地理信息系統憑借自身獨特的功能優勢，在智慧城市測繪工作中得到了廣泛應用，可以有效改善傳統工作中的缺陷和不足，滿足地理數據信息分析需求。GIS地理信息系統未來發展中，將與SDA技術進一步結合和創新，提升測繪智能化水平。

5 結論

綜上所述，在智慧城市測繪工作中，相較于傳統測繪技術而言，通過地理信息系統的應用，可以將地理坐標和信息有機整合在一起，實現數據的自動化采集和處理，獲得有效的數字圖像，為后續的工程建設和城市規劃建設提供可靠的數據依據，推動城市建設和發展。

[1]劉宗波.淺析測繪與地理信息新技術在礦山測量中的應用[J/OL].世界有色金屬,2017，36(23):42-43.

[2]何丹青,楊春光,陳建忠,高玉苓.試析航空攝影測量在GIS數據采集中的應用[J].山東工業技術,2018，10(03):122.

[3]劉宗波.大數據發展下礦山測繪地理信息服務分析[J].世界有色金屬,2017，15(20):52+54.

[4]熊光國,朱經龍.地理信息系統(GIS)技術在工程測量中的實踐[J].江西建材,2017，22(24):216.

[5]方靖.大數據對人民生活影響分析——以測繪地理信息為例[J].科技創新與應用,2017，12(36):177+179.