地理信息系統在測繪工程中的應用實踐

馬散曼

新疆吐魯番市國土資源勘測規劃院

在測繪工程行業中需要有比較精細化的設備來進行測繪工作，這也是保證工程質量的重要因素之一。而現代工程行業的快速發展，使得工程施工建設在精度和功能上都有了更高的要求，尤其是在測繪工程上，隨著高端科學技術的發展，測繪工程也正在逐步向著自動化、精細化、信息化的方向發展，這也就使得測繪工程對地理信息系統的依賴程度變得更高，GIS技術應用到測繪工程上的領域也越來越廣泛。但是在運用的過程中也還存在著較多的問題，比如自然因素、人為因素對測繪產生的影響，以及儀器設備的精度或者故障帶給數據結果的不準確性，而且地理信息系統功能比較強大，需要比較專業的人來進行操作和分析，才能夠確保測繪數據的準確性。

1 地理信息系統概述

1.1 地理信息系統概念

地理信息系統的簡稱為GIS，也被稱為地學信息系統，GIS技術主要是用來處理空間信息。GIS技術的工作原理就是利用計算機軟件和硬件設備，對地球表層分布的地理信息數據進行收集、分類整理、儲存、分析和描述的一種技術。目前運用較多的相關軟件就是ArcGIS，這種軟件同時被運用到了很多的領域，包括城鄉規劃、物流信息管理規劃、地理數據分析等方面，并且GIS強大的功能也給人類生產生活帶來了極大的便利，但是掌握全面的GIS分析方法還是比較困難的，因此要想把GIS技術運用得行云流水還需要花較多的時間精力。

1.2 GIS技術的特點

GIS技術不僅處理信息功能強大，還有以下特點：①擁有強大的地理定位功能，可以對物流信息進行實時定位追蹤，能夠給客戶提供更加優質的服務；②能夠對復雜的地理數據信息進行搜集、分類、處理和分析，具有強大的空間處理能力，能夠給各個行業提供有力的幫助；③能夠建立相應的模型，并分析問題提出相應的解決策略，同時針對生活中出現的空間問題實現有效處理；④把人與人之間的交往作為基礎系統，可以有效地支持地理性的決策，并且還可以處理國土空間規劃中存在的問題。

2 地理信息系統的應用優勢

2.1 有利于提高數據精準度

傳統的施工工程的測量需要大量的人工來對設備進行操作，但通過人眼能觀察到的范圍有限，測量的精度也無法避免毫米級的誤差，而且在人為操作過程中很容易受到外界環境因素的影響，比如刺眼的光線、霧霾天氣或者是雨雪天氣等，都會給測量工作帶來一定的影響。如果測繪人員沒有做到非常精確仔細，那么即使是一丁點的誤差也會造成嚴重的后果。而地理信息系統在這方面就表現得更加智能化和精細化，GIS呈現的畫面是經過環繞地球的24顆衛星實現的掃描平面，而且拍攝得到的數據精度非常高。就如在在百里以外的太空區域都能清楚地看到地面上的螞蟻，這是傳統的人工測量無法實現的，也是無可替代的。因此相較于傳統的測量方法對工程進行測量，運用地理信息系統測量得到的數據會更加地精確，也能夠避免出現更多的失誤。

2.2 有利于降低外部因素對測繪的影響

在測量工程中需要考慮測量地區地形地勢的影響，對于地形不平坦或者位于山區的工程，需要依靠插入法或者是等高線法對其進行估測，而這種方法也會使得數據非常不精確，進而影響工程的實施。并且在雨雪和大風等天氣也會對測量工作造成嚴重的影響，甚至有時會中斷測量，避免給測量設備和人員都帶來較大的損失。而地理信息系統的數據采集工作是在太空里，這里的環境較穩定，不會受到惡劣天氣的影響，因此可以正常開展測量工作，同時在操作上也比較簡便快捷，不需要較多的人力，只需要在待測區域放置發射接收設備即可，減少了調平的流程。因此測量工程中運用地理信息系統可以很好地降低外部因素對測量的影響，有利于提高測繪的質量和效率。

2.3 有利于提高測量的效率

地理信息系統的應用可以大大降低天氣和環境因素給測繪帶來的影響，通過智能設備可以對需要測量的地塊進行觀測，可以在天氣惡劣的環境下工作，不會影響工作的質量。運用GIS測量儀還可以對地形地勢比較復雜的地區進行快速掃描，避免了更多人力物力等資源的運用，大大降低了工作的難度，有效提高了測量工作的效率。而且通過智能的計算機設備測量出的數據比人工測繪的數據要更加準確，這在一定程度上可以減少人們的工作量，并且也會避免人們在測繪過程中遇到的風險，有效提高測繪工程的質量和效率。

3 傳統測繪技術運用存在的問題

3.1 自然因素對測繪的影響

在傳統的工程測量中會受到較多的自然因素的影響，在氣候方面就有高溫、雨雪、大風、冰雹等因素的影響，而在地理方面又受到地形地勢等條件的制約。有時候測繪的工程地理位置較偏僻，而且地形也比較復雜，存在著比較多的不可控因素，給測繪人員帶來了較大的難度和風險。同時面對天氣的不可控因素時，往往由于人們的防御設施準備不充足，難免會給測繪儀器造成較大的損壞，因而也會給測繪企業帶來較大的經濟損失。另一方面，在惡劣的天氣中測量得到的數據不是非常精確，在大風的影響下，儀器可能會有偏差，包括人們受到環境的影響造成的注意力不集中等因素，都會導致讀取的結果不正確。在比較惡劣的環境下，測繪人員一方面需要考慮抵御外界的影響，另一方面又要專心進行測繪，因此惡劣的環境不利于測繪人員的工作，還會使測繪結果產生較大的誤差，最后造成測繪人員工作量的增加。

3.2 人為因素對測繪的影響

除了自然因素的影響之外，測量的結果也受到人為因素的影響。人是操作儀器和讀取數據的直接實施者，直接關乎到測繪工程質量的高低。因此測繪工作對測繪人員的綜合素質具有較高的要求，一方面需要測繪人員擁有較強的專業素養和應對突發事件的能力，另一方面還需要其擁有較豐富的測繪理論知識和技術，只有這樣才能夠確保在任何情況下測繪結果都是準確的。但是在一些測繪行業中，仍然有較多的測繪人員不是專業出身，不具有較強的理論知識和技術，在運用設備時可能會出現操作失誤或者讀取結果失誤等情況，這往往就是導致測繪工程質量低下的原因。并且測繪人員在測繪時也容易受到外界環境的干擾，若沒有強大的心理素質和完備的技術作為支撐，那么就會導致測繪結果與實際出現較大的偏差。并且還有一部分測繪人員對于現代的高科技產品還不能熟練使用，進而出現操作失誤等現象。

3.3 測繪儀器對測繪的影響

測繪儀器是進行測繪的重要工具，在測繪工程中扮演著重要的角色。但是測繪儀器在長期的操作過程中，若不進行及時的維護管理，也會出現精度下降、設備故障的情況，如果人們沒有及時發現仍繼續進行測繪工作，那么得到的數據就會出現很大的誤差，甚至會造成施工工程的重大錯誤。而且測繪儀器一般都比較精細，價格也非常昂貴，在測繪人員進行測繪時，若沒有對設備精度進行校準，或者是操作過程中使用不當，就會造成測繪錯誤。同時如果測繪人員在讀取數據時不仔細，或者沒有定位好測量點，也會造成結果的錯誤。由于測繪儀器的價格非常昂貴，因此大部分企業都不會及時更換新設備，導致現存使用的設備陳舊老化，測繪性能也大大降低。

3.4 平面控制技術對測量的影響

平面控制測量技術是測繪工程中最關鍵的步驟，在這一步驟中往往需要結合運用三角測量、導線測量和定點測量等技術方法，而且不同的技術適用的場景也有所不同，因此需要綜合考慮天氣因素和地形地勢等情況來選擇合適的技術方法進行測繪工作。但是平面控制測量技術往往也會產生一定的誤差，若操作沒有完全按照規范來，那么就會導致信息數據的失真、失衡，即使是能夠推導出正確的結果，也會與實際數據存在較大誤差，這就需要進行多次測量來避免誤差，這樣也就難免會造成大量人力、物力和財力的浪費。

4 地理信息系統在測繪工程中的應用策略

4.1 數據采集與儲存

地理信息系統在測繪中的應用主要是利用柵格、矢量存儲的方法進行空間數據與附加線性數據的整合，來實現對非空間數據的存儲。地理信息系統在對地面的物體進行測量時一般會利用GPS和GR等技術來獲取更多更加真實的信息和數據，以提高測量的精度。并且可以準確定位到要測量物體的位置坐標，進而能夠進行更加準確的分析計算。一般來說地理信息系統應用到測繪工程中的方面有很多，比如在土地測繪中，就需要利用地理信息系統對地面各類土地的情況進行收集，可以選取不同的精度和尺度來存儲數據。例如對斑塊尺度的耕地、林地、草地、建設用地、園地等數據選取矢量數據的形式進行存儲，這樣在后續的分析時就能夠實現位置的精確性。同時還可以利用GPS技術和GR技術對實際的情況進行校正，從而使得測量得到的數據更加準確。

4.2 進行數據管理

地理信息系統對數據的管理主要是從屬性數據和空間數據兩個層面來展開的，利用地理信息技術可以對地物對象的空間位置進行標記，并且對獲取的數據進行整理分析。同時地理信息系統還能夠針對得到的柵格圖像進行功能分析，比如進行土地資源承載能力評價、森林資源普查和洪澇災害的輻射范圍等。而且地理信息系統也能夠收集和存儲1 500多項、3 000多萬個資源數據，并且建立一定的數據庫，進而能夠實現對各種功能的分析，并生成多樣化的圖紙圖像。

4.3 進行數據轉換與處理

地理信息系統還能夠對獲取的各種數據進行轉換和處理，進而保障測量結果的準確性。在進行數據轉換之前需要造成坐標投影的整合，這樣做的目的是確保模型的匹配度，保證在轉換時能夠得到準確的結果。比如在對土地測繪的數據進行轉換時，可以對不同土地類型的地塊進行線條和面積的劃分，進而可以知道不同土地類型的周長和面積等，并結合實際情況做出合理的規劃建設。

4.4 虛擬現實應急處理

地理信息系統還可以與虛擬現實技術進行結合，并建立三維空間的模型，平時普通的平面圖像無法直接帶給人們直觀的感受，而三維模型就能夠很好地給人們提供視覺、聽覺和觸覺上的直觀感受，從而使得人們可以更加快速地了解實際情況，并且做出及時的措施。比如測繪人員在對河岸兩邊的土地進行測繪時，就可以利用地理信息系統建立三維模型，并且還可以模擬河水的淹沒范圍，人們通過模型來了解河水能夠到達的高度和范圍，進而政府就可以采取正確的措施來加強水利設施的建設，避免對周邊的居民造成更大的破壞。

4.5 應急測繪保障體系

地理信息系統還可以運用到一些應急測繪任務中，如在一些突發泥石流、滑坡的地區中，就可以通過地理信息系統來顯示發生事故地區的地形地勢，給防災救險的人員提供參考，有助于盡快制定有較強針對性的緊急預案，避免出現更大的損失。

5 結語

測繪行業是促進我國各行各業發展的重要基礎，對我國國民經濟的發展建設起到了極其重要的作用，因此測繪工程企業要抓住當今信息化、智能化社會的特點，加強技術的創新建設，提高測繪工程的質量和測繪的效率。傳統的測量方法對工程測量的精度有限，而且大量的施工工程對測繪的需求較高，也給人工帶來了較大的工作壓力，因此在工作上難免會出現很多的錯誤，給企業帶來較大的損失。但隨著地理信息系統的發展，這一問題都可以通過計算機的強大功能來解決，并能夠提高測繪工程中測繪的質量和效率，有效降低相關企業的經營成本，從而帶來更大的經濟效益。地理信息系統在測繪工程中的應用范圍是比較廣泛的，可以用來測量數據，還可以用來制作多功能的圖紙，可以有效幫助人們進行深入分析，這對測繪工程行業的發展有積極的推進作用。