城市測繪中地理信息系統的建設與應用探討

張凌健

摘要：傳統城市測繪方法已經不能滿足現代化城市的發展需求，地理信息系統具有數據直接訪問以及可編輯等優點，因此，在城市測繪過程中可以運用這一工具來提高工作效率和質量。本文從地理信息系統的概念出發，講述其在城市測繪中的具體應用。

關鍵詞：城市測繪；地理信息系統；建設與應用

一、地理信息系統的概念

地理信息系統（GeographicInformationSystem，GIS）系統始于20世紀60年代美國，歷經幾十年的發展，它已經成為一門成熟的地理信息產業，具有旺盛生命力。地理信息系統有也稱為“地學信息系統”，它是一種非常重要的空間信息系統。地理信息系統在計算機軟、硬件系統支持下，對空間地理進行數據信息采集、儲存、管理和連續操作，實現提供地理分布有關數據的功能。地理信息系統可以分為人員、數據、硬件、軟件、過程這五個部分：人員是地理信息系統中最重要的組成部分，只有優秀的人才才能更好地運用計算機軟硬件進行數據操作；數據必須是精準可用的數據，因為數據可以對信息的查詢以及對過程的分析具有關鍵作用；軟件并不單單指地理信息軟件，還包括數據處理過程中的各種數據庫軟件，以及繪圖、統計、影像處理等其他軟件；過程是地理信息系統最為關鍵的一部分，它要求必須有明確定義，用一致的方法得到正確并且可以重復驗證的結果。地理信息系統并不是一門單獨學科，它是結合地理學、地圖學、遙感以及計算機科學，已經被應用在不同領域中。

二、地理信息系統在城市測繪中的建設

城市測繪由于與城市管理、城市建設以及城市規劃等息息相關，因此，城市測繪工作更應該從整體布局考慮，這樣測繪工作才能有其現實意義。第一，城市測繪工作應滿足數字化、智能化的城市發展所需。隨著城鎮化的快速推進，也使城市測繪技術得到，傳統的城市測繪系統已經無法滿足現代化的要求，這樣現代信息化城市測繪技術便應運而生，地理信息系統的運用更加促進城市測繪工作。

三、地理信息系統在城市測繪中的具體應用

（一）地理信息數據的采集

地理信息數據的采集工作是建立地理信息系統的基礎，大多都以現有數據或者已有地圖相關數據為基礎，并利用掃描技術將其轉換為數字數據。目前地圖數據采集主要采用地圖掃描矢量法，地圖掃描矢量化法是將地圖矢量與所得數據進行組合，以完成數據的搜集。地圖矢量化并不是單單將地圖看成一個整體而是做成單個矢量單元或者多個矢量單元的組合，傳統的地圖掃描是將紙質地圖掃描保存為柵格圖像，柵格圖像在進行縮小或放大時，會產生失真現象，地圖矢量化法不僅可以避免縮放時產生失真現象，還可以隨時對地圖數據進行屬性修改以及刪減等編輯工作，更可以運用拓撲求解來避免階梯效應，地圖矢量化經過這一系列操作可以提高地圖數據采集工作準確性和可編輯性。在取得采集數據后，要將地圖矢量化和地圖數據對比、分析和校正。在整個地圖矢量化過程中，要特別注意基礎資料的完整性和規范化，掃描的地圖要進行存檔處理。

（二）地理信息系統數據庫的建立和管理

地理信息系統中的數據庫構成地理信息系統的核心。數據庫的建立和管理主要要能夠實現以下功能：地理圖形的拼接和附加操作、不同圖形數據格式的相互轉換；圖形元素以及注記信息的拷貝與剪切、建立包含所有地圖的數據信息中心。地理信息系統中數據庫不但具有屬性數據信息，而且還有包含地理要素的空間位置數據信息，即空間三維數據庫。空間三維數據庫要用拓撲數學模型來操作，而屬性數據只需運用數據庫本身自帶管理系統DBMS即可。 地理信息系統在兩種數據之間建立的某種特定聯系以實現空間位置數據與屬性數據之間具有相互可操作性。矢量結構是紙質地圖經過計算機圖形、圖像系統光—電轉換量化為點陣數字圖像，經圖像處理和曲線矢量化，其數據量小，位置的精確性好，便于數據綜合分析，可編輯性強，地圖輸入也精確美觀。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，但由于柵格圖像文件對圖像的每一像素點都要保存，所以其存儲開銷特別大。隨著地理信息系統的發展，許多地理信息系統數據庫提供兩種數據類型的混合處理能力，這兩種類型數據并行共存，彼此作為補充。

（三）地理信息數據轉換與處理

地理信息系統的數據處理主要是運用專用的數據處理軟件，將采集到的地理信息數據上傳到地理信息系統中，進行數據的編輯以及數據轉換，通過編輯與轉換后得到統一格式的數據信息，然后對數據進行拓撲建模處理，最后將相應的測繪圖形與系統數據庫中原有的相關圖層進行疊加，進行分析處理。地理信息系統的軟件能夠分析采集到的數據屬性之間的空間位置關系。若采集到的數據為復雜的實體數據，其實體數據中不可避免的存在包含關系，這樣的話，需要通過建模分析來對實體數據進行處理。在地理信息數據轉換與處理過程中，要特別重視對數據的重構，將其轉換為地理信息系統能夠識別的數據類型，同時保證各個數據源之間的兼容性問題。在城市測繪工程中，根據需求的不同，其數據屬性也會不同，因此在進行數據分析之前，要經過一系列的轉標轉換以及投影等操作，建立具有差異性的數學分析模型，以滿足地理信息系統對數據空間分析的需求。

（四）地理信息系統空間分析

地理信息數據經過采集、轉換、處理等工作后，它便夠運用預處理過的數據進行空間分析，并通過相關的數據計算，對空間位置進行準確的描述。在城市測繪中，為了實現對測繪區域地形地貌、建筑物、管道線路等空間信息的分析，應注重運用地理信息系統空間分析功能。

結束語：

地理信息系統在城市測繪工作中起著關鍵作用，比如城市規劃、城市信息化建設等，應運用號地理信息系統這一工具，提高城市測繪工作質量和效率，以滿足現代化城市規劃發展需求，促進城市得到更好的發展。

參考文獻：

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