測繪中GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用研究

摘 要 隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國與國之間的交往日益密切，中國正在建設(shè)超長隧道、過江建筑物、水壩等優(yōu)質(zhì)工程，測量工程項目是項目的關(guān)鍵，其目的主要是保證項目的質(zhì)量。隨著科技的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)已逐步引入工程研究領(lǐng)域。本論文對中國工程建設(shè)進行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治觯IS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程研究中的應(yīng)用進行了詳細的分析。

關(guān)鍵詞 測繪應(yīng)用;數(shù)字化測繪;GIS技術(shù)應(yīng)用

1 GIS技術(shù)的基本概述

GIS（Geography Information System）該系統(tǒng)以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，由計算機軟件和硬件支持，具有采集、輸入、管理、編輯、查詢、分析、模擬、顯示等功能，采用空間模型分析方法，提供各種空間實時動態(tài)信息，為地理研究和決策服務(wù)，是一個計算機技術(shù)系統(tǒng)。計算機科學(xué)將制圖、地理、空間科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)和管理學(xué)結(jié)合起來。其高效的數(shù)據(jù)管理、空間分析、多因素綜合分析、動態(tài)監(jiān)控等功能已成為發(fā)展趨勢。廣泛應(yīng)用于土地管理、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、防災(zāi)減災(zāi)、工程建設(shè)、房地產(chǎn)開發(fā)、商業(yè)等領(lǐng)域的一種有效的管理決策工具[1]。

簡單地說，GIS系統(tǒng)將描述位置的圖層信息結(jié)合在一起，使用戶更好地理解位置。可以根據(jù)用戶的需求來選擇要用到的信息層次，比如找到一個更合適的地方開商店，分析環(huán)境危害，通過綜合城市中相同的犯罪，發(fā)現(xiàn)犯罪類型等等。地理信息系統(tǒng)是一種地圖繪制軟件，它把描述哪里的信息和描述什么是哪里的信息聯(lián)系起來。GIS不像畫在紙上的地圖，它是“所見即所得”。地理信息系統(tǒng)地圖與多種層次信息相關(guān)聯(lián)。可以把紙上畫的地圖打開。這次用戶將看到一些關(guān)于城市、道路、山川、河流、鐵路和行政區(qū)劃的表演。地圖上的城市只能用點或者圓來表示，道路是一條黑線，山是個小三角形，湖是個藍色的塊。和紙制圖一樣， GIS制作的數(shù)字地圖也使用像素或點來表示信息（如城市），以線（如道路）來表示信息，以小塊（如湖泊）來表示信息[2]。

不像紙圖表， GIS中的這些信息都來自數(shù)據(jù)庫，只有當(dāng)用戶選擇要顯示時才會顯示出來。如地點、路長，甚至湖泊面積等信息都會存儲在數(shù)據(jù)庫中。數(shù)碼地圖上的每一條信息都在一個圖層上，用戶可以在需要時打開或關(guān)閉圖層。一層可能是指某一區(qū)域的全部道路信息，而另一層可能是指同一區(qū)域的所有湖泊信息。當(dāng)然，可能還有一個層次可以描述所有城市信息。

與紙制圖相比，GIS的威力在于，你可以使用 GIS根據(jù)自己的行動目標(biāo)來選擇所要查看的信息。商界人士為某一特定城市繪制客戶地圖所顯示的信息，肯定與市政工程人員想要看到的同一城市的水管信息有很大區(qū)別。這些地圖都是建立在同樣的街道和街區(qū)地圖之上的，但是他們在這張地圖上添加了不同的信息。地理信息系統(tǒng)的基本功能是將表型數(shù)據(jù)（不管是來自數(shù)據(jù)庫、電子表格文件還是直接輸入程序）轉(zhuǎn)換成地理圖形顯示，然后瀏覽、操作和分析顯示結(jié)果。它的顯示范圍可以是洲際圖，也可以是非常詳細的街區(qū)圖。展示對象包括人口，銷售情況，交通路線等。

地理信息系統(tǒng)技術(shù)是數(shù)據(jù)庫管理、圖形圖像處理、地理信息處理等多方面的基礎(chǔ)技術(shù)，在計算機軟硬件支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，對具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)進行科學(xué)管理和綜合分析，為規(guī)劃、管理、研究、決策等各個行業(yè)提供解決方案。GIS最常用的解決方案是 GIS物流分析軟件。綜合了車輛路徑模型、最短路徑模型、網(wǎng)絡(luò)物流模型、集散式物流模型和設(shè)施定位模型。

2 對數(shù)字化測繪技術(shù)應(yīng)用進行簡要概述

測圖制圖是工程測量的一項基礎(chǔ)工作。數(shù)字化測繪工程是測量的基礎(chǔ)工作，與傳統(tǒng)測繪技術(shù)不同，現(xiàn)代數(shù)字測繪技術(shù)。使用機器輔助繪圖的完整分析技術(shù)可以更方便、更快速的使用數(shù)字制圖技術(shù)。數(shù)字測繪技術(shù)是適應(yīng)時代發(fā)展要求的一項新技術(shù)，它能對工程的有關(guān)測量數(shù)據(jù)進行精確測量。數(shù)字化測繪技術(shù)特點是：①能夠自動完成測繪工程的處理，數(shù)字化測繪技術(shù)能夠利用計算機技術(shù)向自動化方向發(fā)展，從而實現(xiàn)自動生成地圖的技術(shù)理念;②數(shù)字化測繪充分利用TPK的技術(shù)發(fā)揮其特長，在實際的工作應(yīng)用環(huán)境當(dāng)中，該技術(shù)可以使得工程測繪的精度提高使其效率增加;③能夠?qū)崿F(xiàn)對收集的信息進行整理，利用此功能能夠?qū)?shù)字化的測繪圖形進行整理修改。

目前，國內(nèi)數(shù)字測繪技術(shù)的實際應(yīng)用大多集中在以下幾個方面：①為了解決測繪技術(shù)過程中編碼復(fù)雜的重要問題，講使用電子平板以及全站儀相結(jié)合進行使用，利用電子白板對工程相關(guān)進程進行繪制、編輯圖紙，同時提高工程質(zhì)量。測量與繪圖作業(yè)模式的選擇，必須使工程測量與數(shù)字測量與繪圖技術(shù)迅速相適應(yīng)。②使用RTKGIS技術(shù)與全站儀搭配結(jié)合，在戶外工程作業(yè)的過程中進行數(shù)據(jù)的收集需要運用多種專業(yè)機器設(shè)備，首先要利用專業(yè)設(shè)備進行相應(yīng)收集處理，對收集得到的相關(guān)數(shù)據(jù)信息進行編碼處理然后對其繪制出版圖，最后利用專業(yè)存儲設(shè)備對所有相應(yīng)數(shù)據(jù)進行存儲備份。

3 對GIS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用進行簡要概述

為了能夠?qū)?shù)字化測繪技術(shù)以及GIS技術(shù)在工作中的實際應(yīng)用進行更好的分析可以從GPS以及RS兩種技術(shù)進行分析。

3.1 GPS定位技術(shù)

GPS定位技術(shù)是一種傳輸和處理衛(wèi)星制圖和制圖信息的系統(tǒng)，但 GPS定位技術(shù)具有操作簡單、抗風(fēng)雨、抗干擾能力強等優(yōu)點，目前已廣泛應(yīng)用于工程勘察領(lǐng)域。其中 GPS定位技術(shù)可采用兩種格式。第一，靜態(tài)測量。靜力測量主要是用來測量客觀信息，如測繪工程的距離、高度、地形角度。其次，動態(tài)測量。動測法是通過兩個或多個接收器傳遞預(yù)定的坐標(biāo)值和變形數(shù)據(jù)，動態(tài)觀察測繪工程實施過程。通過調(diào)節(jié)參數(shù)和其他工程參數(shù)，可以分析和計算動態(tài)測試中的數(shù)據(jù)差異。從而為測繪工程實施提供了有效依據(jù)。目前GPS定位技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用，在隧道工程測量、建筑工程監(jiān)測、地形變形控制等方面發(fā)揮了重要作用，為國土資源部提供了一個高效、準(zhǔn)確的地理信息監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)。

3.2 RS遙感技術(shù)

利用先進的設(shè)備，如飛機和衛(wèi)星傳感器，可以利用光學(xué)測量原理科學(xué)地掃描被測空間，并通過特定的系統(tǒng)收集、處理和分析所收集的數(shù)據(jù)，最終得到真實的地形圖。轉(zhuǎn)化為繪制控制表是 RS遙感技術(shù)的基本工作原理。目前 RS技術(shù)有兩種主要的應(yīng)用形式。第一、衛(wèi)星遙感。衛(wèi)星遙感技術(shù)具有掃描范圍大、掃描距離長、采集圖像分辨率低等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于大規(guī)模地理環(huán)境中，但對環(huán)境要求不高。第二、航空衛(wèi)星技術(shù)研究。由于具有制圖能力強、定位準(zhǔn)確、分辨率高等優(yōu)點，航空衛(wèi)星技術(shù)常用于對特定位置或地理環(huán)境要求進行詳細繪圖和測繪工程建設(shè)中。

另外，利用 RS技術(shù)進行數(shù)字化測量和繪圖，以提供足夠的信息，并支持備份分析數(shù)據(jù)，這將有助于減少人工投資的科學(xué)投入，以配合項目規(guī)模的工程測量。金融和物質(zhì)資源投資減少，測量工程成本明顯下降。所以 RS技術(shù)在當(dāng)今國家規(guī)劃、城市綜合規(guī)劃、建設(shè)與施工管理，尤其是在惡劣測量環(huán)境下，都有很好的應(yīng)用價值和積極的作用。遙感技術(shù)也能有效地保證人員調(diào)查安全。為數(shù)據(jù)編輯、電子、地理模型和圖像處理提供比例支持，以完成更具挑戰(zhàn)性的環(huán)境監(jiān)測任務(wù)。

3.3 利用GIS進行實地測量

操作過程中，需要對鄰近單位進行地籍調(diào)查，編制相應(yīng)的地籍圖，管理地籍圖成果和地籍調(diào)查表。對于某一鄰域的地籍地圖信息，最好由同一工作人員進行調(diào)查，但要設(shè)立分界線，以便尋找寬闊的區(qū)域，而不是墻內(nèi)。在測繪過程中，邊界是一個非常重要的因素，只有合理地設(shè)置邊界，才能提高地籍測繪的效率。初始測繪時，圍欄內(nèi)設(shè)置了許多宗地邊界，給測量帶來了很大的困難，因此我不得不將其切斷，精確地設(shè)定界址點。鑒于數(shù)字測量和繪圖所需的數(shù)字文件十分煩瑣，因此需要一種有效的管理系統(tǒng)。繪圖時，要注意界址坐標(biāo)數(shù)據(jù)、所有權(quán)資料、地籍所有權(quán)說明文件等，便于管理數(shù)據(jù)文件。做好地圖繪制并不意味著已經(jīng)完成了工作，但也需要增加一些內(nèi)容，包括鄰域線、地圖點、控制點等。實踐中，通過統(tǒng)一繪制初始地籍圖，將文件獨立地轉(zhuǎn)換成圖塊文件，并建立了相應(yīng)的塊地籍圖。

4 結(jié)束語

總體來看，隨著中國科技和經(jīng)濟水平的穩(wěn)步提高，GPS技術(shù)體系不斷壯大，中國的城市規(guī)劃、農(nóng)林牧漁、交通運輸、國防建設(shè)等領(lǐng)域也在不斷發(fā)展。一個巨大的地理信息數(shù)據(jù)庫已經(jīng)形成。該工程為地理信息提供了科學(xué)、實用、分析等方面的應(yīng)用價值，為國家的發(fā)展和企業(yè)的經(jīng)濟效益做出了重要貢獻。在中國數(shù)字測繪、規(guī)劃建設(shè)的支持下，相關(guān)的 GPS技術(shù)和數(shù)字測繪技術(shù)研究開發(fā)單位將在現(xiàn)有 GPS、RS等測繪技術(shù)的基礎(chǔ)上繼續(xù)創(chuàng)新推動更好的發(fā)展。

參考文獻

[1] 彭安安.工程測量中GIS技術(shù)數(shù)字化測繪技術(shù)的應(yīng)用[J].江西建材，2019（2）：84-85.

[2] 金紅剛.GIS技術(shù)和數(shù)字化測繪技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用分析[J].工程建設(shè)與設(shè)計，2018（8）：8-9.

作者簡介

李波（1984-），男，新疆庫爾勒人;職稱：工程師;現(xiàn)就職單位：阿克蘇地區(qū)水利水電勘測設(shè)計院有限公司，研究方向：測繪工程研究。