測繪地理信息技術在地質工程測繪中的應用探討

袁訓智，張 杰

雖然地質工程測繪技術已經經過多年發展與應用，但是在經濟社會快速發展的背景下，測繪結果精度要求進一步提升，外部環境復雜程度日漸提升，傳統地質工程測繪技術暴露出許多弊端。地質工程測繪質量在此情況下難以得到保證，影響地質工程的質量和行業的長期穩定發展。測繪地理信息技術彌補了傳統地質工程測繪技術的不足之處，具有精度高、環境適應能力強、工作效率高、無人化操作特點，應用優勢明顯。并且測繪地理信息技術與計算機數據分析功能結合在一起，大大提升了地質工程測繪水平，為工程建設提供高效、精準的數據支持。而就目前發展而言，測繪地理信息技術不夠成熟，應用策略與信息平臺建設等工作還需要進一步完善，本文對地質工程測繪中測繪地理信息技術應用策略進行分析，旨在為測繪工程精度提升做出貢獻。

1 地理信息技術的特點

測繪地理信息技術是一種極為先進的測繪方法，它是基于計算機技術、遙感技術等多種先進技術產生的新技術，能夠在地質工程測繪工作中發揮巨大的作用。根據實際應用效果及技術體系來看，測繪地理信息技術具有以下三方面的優點：第一，其受外部干擾比較小。過去的地質工程測繪技術往往存在易受到外界因素的影響，在地質條件復雜的情況下，其測繪結果的準確度將會大打折扣，甚至導致地質工程測繪工作無法順利開展，同時在天氣條件比較差的情況下，其測繪過程將會被迫中止。但測繪地理信息技術主要是以衛星及接收器為信號及數據來源，因此能夠避免天氣問題帶來的負面影響，也能更好地適應復雜的地理環境，不容易受到外界因素的干擾，整體應用效果比較突出。第二，其數據精確度比較高。傳統的地質工程測繪工作會涉及到人工測繪等方式，但由于技術人員的綜合素質、外界因素影響等一系列問題，人工測繪技術的準確度相對有限，很難為工程項目建設施工提供強有力的支持，甚至可能導致一定的安全風險。而測繪地理信息技術的有效應用則能夠改變這一問題，從根本上提升地質工程測繪的準確度，再加上計算機技術的數據分析，可建成有參考價值的工程項目數據庫，為工作人員提供有效的數據支持。最后，其工作效率比較高。測繪地理信息技術主要是以衛星系統為基礎開展測繪工作，因此可以同時對多個監測點的數據進行收集和整理，再將大量數據傳送到計算機系統當中，以地理信息模型系統為基礎進行數據分析，這樣一來地質工程測繪的效率就能得到有效提升。在傳統測繪技術當中常見的人工測繪模式存在需要對監測點進行逐一測量的問題，在地質工程測繪規模比較大的情況下，測量工作量也比較大，測繪人員需要不斷調整設備，因此最終的測繪效率往往非常低，不利于地質工程測繪的正常進行。

2 地理信息技術在地質工程測繪中的應用

2.1 高精度測繪

在進行測繪時，地理信息技術的作用越來越重要，該技術原理主要是依賴于兩種技術的相互結合，然后將這些技術應用到實際的測繪中，既遙感與衛星定位兩種技術的相互融合，這些技術的應用使測繪變的越來越準確和有效，因此這種技術的應用也變的廣泛起來，在傳統測繪模式下，很多的問題無法得到解決，特別是人力和物力兩方面。但是該技術的優點恰恰相反，其優點較多，其一測繪精確度較高，其二受天氣的影響很小，尤其在進行信號傳輸時，即使天氣情況不會好時，衛星與接收設備之間也會保持著正常的傳輸，因此，該技術對測繪條件的要求不高，在進行測繪時，受到外界因素的影響也很小，這些優勢保證了測繪效率，因此，該技術具有傳統測繪技術替代不了的優勢，因此更受到了歡迎。在應用的操作上，這種信息技術便利性更突出，計算機在模塊方面具有輔助功能，其可以進行自動完成讀數，測繪人員只要設置這種功能就能獲數據，這樣就保證了測繪成果的有效性。從精準度方面看，該技術的應用能夠保證地質工程測繪的準確性，該技術一般依賴于測繪衛星，這種衛星處于地球外120km的軌道上，處在這個軌道上，衛星就能夠準確對地形地貌進行把握，特別是其形狀及尺寸等，其高度的精確性滿足了測繪工作的要求。比較來說，在以往的測繪應用中，該技術將數據不能整合的問題解決了，一旦確定好標準和位置后，測繪人員通過計算機就能直接處理數據，特別是對數據進行判別和篩選，篩選時，會出現一些特定的數據，計算機馬上可以進行自動保存，這些都為接下來的工作提供了幫助。

對于原始數據的處理, 要對這些數據進行修改。相關人員要測量這些數據, 然后根據測量的結果自動進行連接，接下來按照點構成線。最后，工作人員在對這些數據進行收集、整理、探討, 如果一旦發現了問題，工作人員要及時解決, 這樣就減少了誤差。在實際中應用這種地理信息系統，可以保證數據測量的準確性, 并在很大程度上減小誤差出現的次數, 直至這種誤差趨于0, 這樣保證了該技術的可靠性和其數據的準確性。

2.2 數據的采集與管理

在地質工程測繪工作中，其重要的作用是使工程施工的安全性變得更好，因此，對于測繪人員來說，在施工區，要盡可能獲得該地區的地理信息數據，這樣才能保證工程的安全性。因此可以利用遙感技術的優勢，將這些實際數據采集起來，還要注意對數據更新時要及時，當該地區有問題出現時，工作人員要在第一時間內做出反應，尤其對數據的變化要及時反應，并對圖像也要馬上給予更新，這些內容是建立數據模型的依據，主要是為了能及時調整施工規劃。

在進行測繪時，離散及抽樣關系到很多其他內容,因此很重要，通過以上的操作，數據庫內的數據與實際數據一致，還要對數據進行儲存，一般情況下有兩種,一種是矢量，另外一種是柵格。這兩種的儲存都按照GIS技術進行，前者是按照幾何原理完成, 既有點到線最后到面的過程，后者通過測量實體數據進行。后者在進行計算時,是以地面上企業的網格寬度為準進行，然后以寬形成行及列。因為這兩種方式操作的便捷性, 使得其的應用范圍較廣。我國科技在不斷的發展過程中,為地理信息技術的普及帶來了更加便利的條件，特別在很多操作上，從數據的變化上，如對其的采集、整理、儲存等變得越來越簡單（如圖1）。

圖1 流程圖

在進行測繪時，該技術在這方面的應用表現在以下特點，既時間、空間和屬性。在處理數據時, GIS先將數據信息進行收集，收集好后才傳輸到FAT表內, 最后根據數據間的緊密關系進行分析。

2.3 數據的轉換與分析

對于測繪地理信息技術來說，其的功能特點較多樣，其對數據進行采集和整合后，還要對數據進行分析，一般的，分析時會以項目施工情況為準，最后生成了地圖，以數字化地圖為主，這樣，測繪工作的整個過程就有了不同程度的提高。值得一提的是傳統的人工數據處理技術，這種技術沒有以信息技術為基礎，無法進行數據的處理，因此缺乏綜合性的考慮，也無法保證數據分析時準確性，這樣的測繪工作的效果就會很不準確。

2.4 空間系統分析

測繪地理信息技術可以提高工程測繪的效果。在所有功能中，有一種功能最復雜和最有價值，該功能就是空間的系統化分析功能，涉及到了很多的領域與學科，如區域科學、經濟和地理學等，因此對技術人員提出了很高的要求，尤其是技術人員的綜合素質。對于目標區域，這種系統化功能可以幫助建立其空間模型，測繪人員通過這個模型進一步了解到方位、實物與虛擬物體間的關聯，這些都具有實用價值。這一過程相對來說不簡單，但在另外一個側面也反應出這種地理信息技術的應用價值，其在本質上提高了測繪的實際水平。

在應用地理信息技術時，空間分析能力是其最重要的技術之一,這種分析能力包含很多環節和領域的科學,如區域科學，另外，還涉及到了經濟學和地理學等。因此,這種綜合性需要由專業人員才能夠完成。通過空間分析后，將數據和圖形相互轉換形成統一,這種統一以空間模型形式得以體現。雖然這個過程很復雜,但GIS系統在智能化方面較突出,因此其在應用時較受歡迎。該技術的應用使工程的綜合效益有所增加,并且也為工程測繪提供了良好的支持。

2.5 立體式輸出

在進行測繪時，當處于后期階段，處理過程變得相對復雜。常規下，處理大量的數據只是其中的一部分工作，其實，還有大量的繪圖制圖工作需要完成，這個過程耗費的時間最多，需要很多的測繪人員，傳統的測繪模式下，測繪人員的工作壓力主要來自于這些繪圖。根據經驗，處理數據和繪圖時，都要處理大量的數據信息，并且數據復核難度很大，一旦有數據異常出現，很多關聯數據也不能省略，需要及時調整，這些使測繪人員的工作量成倍的增加。但是現在則不同，技術人員可以應用地理信息技術，這種技術給工作人員帶來了很大的便利，如在利用其相關功能時，特別是數據輸出和軟件關聯最為實用，就能直接處理到收集到的數據，這種處理是自動化的處理，并且，還能給出與之相對應的測繪圖，這樣就節省了測繪的時間，測繪人員就能將更多的精力放在其它方面上，如處理制圖的細節，及圖紙的精準度上。同時，該信息技術系統還具備其它的軟件系統，這種系統能夠實現了精細化的處理，這樣數據就轉變成圖像，既形成立體化的模型圖，一般情況下，主要以三維模型圖為主。在測繪區域內，通過建立的這種模型圖可以掌握參考點的具體情況，如其海拔高度是多少、地貌變化等，這些內容都能給測繪人員帶來信息，使工作人員把握實際情況，這些保證了測繪效果的準確性。傳統的測繪模式缺點較多，特別在數據輸出方面，其效率較低，但在實際的工作中，立體式輸出功能可以彌補了這方面的不足，這個問題的改善為測繪的發展提供了條件。

2.6 虛擬現實應急應用

近幾年，一種新技術的出現給測繪工作帶來了改變，這種技術就是虛擬現實技術，該技術主要是以計算機技術為中心，其處理過程為；將數據處理后形成圖像，圖像在進一步的轉化成三維立體圖形，接下來是應用者的感官體驗，應用者的體驗是以視覺、聽覺、觸覺為主。當測繪人員接收到這些處理后的數據時，這些數據能夠幫助測繪人員去理解區域內的實際情況。并且，測繪人員根據其情況建立三維立體圖形，由此還有利于提高了工程測繪的準確。從應用上看，新型的虛擬現實技術在這方面的價值很大，其能夠讓人體會到身在其中的感覺，通過這種對測繪現場的模擬，改變了傳統測繪模式下出現的有待解決的問題，更重要的是其降低了工程測繪的成本和費用，當這兩種技術有機的結合在一起以后，既虛擬現實與測繪地理信息技術的相互融合，例如以本地區降水量為例，通過對降水數據的分析進行模擬，技術人員以模擬實驗的情況然后提出應對措施，從而做到了提前預防的準備。該技術還實現了多臺設備的聯動操作，在室內為人員疏散建立定位模型，這種應急處理在實際上應用價值很大，因此，該信息技術在這方面具有突出的實用性，該技術可以利用衛星獲得原始數據，經過對這些原始數據的有效處理，可以使圖像變得更準確，當該技術與遙感影像系統相互結合，這種結合提高了應急數據處理的效率。遙感技術可以數據轉換為畫面，測繪人員接受圖像后，可以將圖像再一次進行轉化，最后轉化成數據結構，然后形成參考，工作人員通過快速標記法對其進行處理。

虛擬現實技術是在近幾年內興起的。其主要依賴于計算機技術發展起來的，利用計算機技術形成三維立體空間，然后據此建立模擬,由此為測繪工作者有了感官體驗，主要是來自于視、聽和觸三個方面的體驗, 并實時以畫面傳輸的形式展現出來, 這種形式很容易觀察事物的形態。另外,對數據的收集形成融合較容易,這樣就保證了三維地圖的準確性。這種技術屬于全新技術, 使人很容易能進入其中,其使用范圍廣，可以模擬各種不同的現場。因此，這種技術減少了成本增加了效益, 無論對各種災害都可以進行模擬,如通過降水量的模擬制定出預案。同時還有另外一個優勢,該技術可將多臺設備聯系起來,通過對室內的定位,模擬出疏散情況,這種虛擬場景完全由自動化來定位，對于現場信息,此項功能對救援方案提供依據。

2.7 數據管理體系的建立

城市交通中的走向的特征是關鍵，特別是城市中心線路及通信等方面, 這些特征主要體現在交叉點及橋梁接口處,利用提到的技術反應出來的數據，分析這些數據可以看到城市基礎設施在不斷減少。GIS技術可以整合數據,通過對其進行探討,最后形成數據系統。在工程建設中，該系統常用在兩個方面，既儲存和管理。

2.8 測繪應急數據快速處理技術

在測繪中，應急數據要依賴于原始數據,以此制成圖鑒。現階段，專業的測繪軟件功能強大，如遙感影像系統, 通過分析為了實現高效的處理速度，如對應急數據。其中遙感影像系統是以攝影測繪技術為基礎,其將數據轉變成畫面，然后進行傳輸,此系統可以復原物體，包括其方位及大小等,其還能與數據進行結合,這樣信息的處理能力就不斷地得到了提高。利用遙感影像技術進行編輯時,如在工程測繪方面的應用，該技術與制圖系統進行融合，很容易就測繪出應急的數據,因此，對現有的數據進行提取和編輯, 然后工作人員標記后建立圖鑒。

3 結語

總而言之,在經濟不斷的發展的過程中，工程測繪工作的地位發生了很大的變化,地理信息技術的高低也決定著測繪工作的好壞。具體情況下,傳統的工程測繪已經比較落后，如今，其已無法滿足現代建設的需要, 因此，對于工程建筑單位來說，其只有提升自身的測繪技術才能應對激烈的競爭,為了保證其測繪的質量和效率，需要建筑單位不斷努力將地理信息技術和科學技術融合到一起。