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探討地理信息系統在測繪工程中的應用優勢
發布時間:2019-10-14

  摘要:本文就地理信息系統在測繪工程中的應用展開探討,以期為相關工作起到參考作用。

  關鍵詞:測繪工程; 測繪技術; 區域分析; 技術質量; 應用流程;

  1 測繪工程概述

  1.1 基本概況

  將測繪信息繪制成地圖是測繪工程中的關鍵內容,對于測繪對象的研究比較廣泛,主要包含地貌、地物、礦藏以及水文地質等方面的內容。在建設各種類型的工程項目之前,需要專業技術工作者落實地形測繪工作,從而提供比較精確的資料來給后續工程的規劃、決策以及設計提供有效的依據。

測繪工程

  1.2 測繪工程工作范圍

  1.2.1 地理形態方面

  目前,測繪工作面對著不同的地形,在工作區域不斷變化的過程中,測繪工程中地質方面的差異也比較大,這種現象在一定程度上阻礙了測繪工作的實施。建設不同的工程項目,測繪工作的需求目標將不同,因此,開展測繪工作需要根據不同的地形進行,給后期的測繪工程奠定良好的基礎。在建設不同的工程項目的過程中,因測繪需求目標不同,面臨的總量、難度以及情況也不同,這就要求不斷完善測繪技術、人員以及理論等,只有這樣才能夠確保不同環境下測繪工作的順利實施,給工程項目的建設提供良好的測繪成果。

  1.2.2 平面測繪方面

  待測區域缺少建筑參照物,并且地理情況也相對比較復雜,不同的測繪工程的環境以及實施條件處于不利狀態,為了能夠更好地實施平面測繪工作,需要根據待測區域的條件、地形狀況以及數據等各個方面的內容,選擇科學合理的測量工作點,確保測量目標的實現。開展平面測繪工作應該根據待測區域的拘役情況,綜合分析地理情況之后開展后續工作。

  2 地理信息系統的優勢分析

  主要用地理信息系統來分析處理空間信息,并且用在地理數據計算機系統的查詢、分析、輸入以及存儲中,可以借助計算機終端對數據進行地理定位以及動態分析,最后借助圖形以及數據表達空間信息。

  和傳統的測繪方式相比較來說,在測繪工程中地理信息系統具有以下的優點:(1)測量效率高。地理信息系統不需要進行調平、觀測、調節以及估讀,再加上受到地形以及天氣的影響比較小,在測繪工程中工作效率比較高,尤其是在地形地貌的勘測中,可以借助多臺GIS測量儀進行分組掃描工作,并且能夠快速完成地形的測繪,不斷提升測量效率。(2)數據精度高。在以往的測繪工程中,無論是測繪工作者采用怎樣的方法,都很難確保測結果的準確性。在使用地理信息系統的時候,可以將遙感技術有機結合起來,完成大型建筑的測量工作,測量工作的范圍以及實用性比傳統的測量方法比較高。一般情況下,地理信息系統可以運用衛星定位,捕捉距離超過120公里以外的動物以及小型事物;在具體落實測繪工作的時候,此系統可以借助平面掃描衛星和地面接收器連接起來,如此一來測繪工作者只需要收集和加工處理各種信息。總而言之,在測繪工程中使用地理信息系統能夠很好地確保測量工作的精確度。(3)不易受外部干擾。在測繪工程中使用地理信息系統,和傳統的測量技術相比較而言,該系統不會受到地形地貌以及自然條件的影響,不僅能夠在復雜的地址中開展測繪工作,同時還能夠在寬廣的平地上完成實地測量。以往的測繪方法都很容易受到高山以及密林的干擾,不能保障測量結構的精確度。然而,地理信息不容易受到外界環境的影響,可以再大雨以及雪天開展測量工作,有利于測繪工作的順利實施。

  3 系統建設的目標和內容

  3.1 系統建設的目標

  系統功能能夠有效管理傳統的測繪數據,首先,完成傳統測繪數據的功能管理工作,比如制圖等。在此基礎之上可以增加GIS專題信息,給城市建設、土地管理以及海洋漁業等各個部門提供輔助決策信息,擴展測繪服務工作的范圍。

  3.2 系統建設的內容

  可以根據實際情況將管理系統分為城市測繪數據系統、大地測量數據系統以及海洋測繪數據系統等三個類型,各個系統之間可以相互調用、相互支持。

  (1)使用大地測量數據系統主要用來存儲國家的大地測量基礎數據,首先,應該包含控制網數據以及大地水準網,滿足對外提供數據的需求以及測量成果資料的管理。

  (2)城市測繪數據系統功能主要用來市政建設、城市規劃以及給其他部門提供準確的、直觀的信息。存儲的數據包含城市的地籍圖、比例尺地圖、人口綠化圖以及遙感影像圖等,用來進行統計、疊加操作,從而給空間決策提供可靠的支持。

  (3)海洋測繪數據系統應該包含水深測量、海洋測量控制網以及海洋重力測量等,并且包括了潮汐、洋流以及海洋氣象等方面的信息。通過分析處理這些信息能夠為變化監測以及導航提供數據支持。

  3.3 系統功能

  系統所包含的功能主要表現在以下幾個方面:

  (1)數據輸人和編輯:屬性數據以及圖形數據是GIS中的數據內容,數據源屬于專題地圖中的內容。數字化是圖形數據的主要輸入方式。人工跟蹤圖上的線段是經過一串坐標連接之下的矢量,能夠形成一種比較直觀的圖形特征。在數字化過程中,屬性數據能夠單獨建立或者輸入。通常情況下,對于輸入的數據具備完善的錯誤檢查、編輯交互以及結果驗證等方面的功能,同時,能夠在輸入圖形之后自動建立拓撲關系。

  (2)數據庫的建立和管理:GIS的核心是GIS中數據庫。建立以及管理數據庫主要包含圖形的附加以及拼接;數據格式之間的相互轉換;圖形的靠背以及注記;圖庫的建立等。

  (3)數據檢索:主要包含對任意屬性數據以及指定數據的查詢,還包括檢索數據庫相關的邏輯運算等等。

  (4)數據分析與處理:GIS的主要注意力體現在空間實體關系中。是對地圖的點、線、面各項特征之間拓撲關系的分析,該項內容是GIS中的關鍵內容。

  (5)數據輸出:GIS中一項重要的功能是查詢以及分析結果的輸出。GIS的輸出可以顯示在屏幕上,同樣也可以對其進行拷貝以及繪圖等。編輯很多GIS提供的圖形圖像之后,能夠實現符號生成以及矢量漢字標記等功能,并且輸出二維或是三維的彩色圖形,能夠滿足不同條件下的制圖要求。可輸出二維或三維彩色圖形,以滿足不同圖件的制圖要求。

  4 測繪工程的發展

  測繪學包含了大地測量學、地形測量學、海洋測繪學、攝影測量學、地圖學以及工程測量學等方面的綜合性學科。之前的測量技術使用的是經緯儀、全站儀等測量儀器,完成對地理空間中不同信息的測繪以及制圖,因紙張變形以及成圖誤差很難體現出測量工作的精確度。目前,在這個信息環境下,紙張成圖的圖紙已經不能滿足數字化經濟建設的需求。國民經濟對各種先進測量技術、儀器的要求不斷提升,這也在一定程度上促進了測繪工程向著智能化、自動化以及數字化的方向發展。

  5 地理數據信息系統的特征與效用

  5.1 地理數據系統的特征

  (1)很難受到外部條件的干擾。通過總結之前的施工勘測經驗能夠得知,地表環境以及氣候條件,例如地貌、地質以及地形等各個方面都會影響到測量位置的選擇。由于很多氣候條件和地表在比較惡劣的山區以及高原,甚至是很難開展測量工作,需要運用其他的方式進行測量。地理信息測繪在大氣層的外部需要借助衛星來完成測量工作,因此,也就不會受到大氣情況的影響。

  (2)測量所得數據更為精確。測繪工作的實施,通常情況下是以人工作業的方式為主,并且輔助機器進行測量。但是,使用這些方法會產生一定程度的誤差,很難確保測量結果的精確度,即使是存在比較小的錯誤,都會在測量過程中出現較大的偏差,從而使測量結果失真。在對測繪方法進行調整之后,運用GIS技術,再結合衛星以及遙感技術,能夠精確測量高樓大廈。

  5.2 地理數據信息庫的性能

  (1)收集、測量并且分析空間地理數據。運用GIS技術建立完善的信息數據庫,在實際操作的時候需要運用分層的方式,這樣一來可以完成后期信息數據的提取以及整理工作。在此現狀之下,得出原始圖形,通過收集以及分析信息數據,讓最終的結果體現出原始圖形的形式,確保原圖與被處理圖片之間的一致性。

  (2)通過實踐檢測系統。地理信息數據庫的功能主要體現在以下方面:1)搜集、分析并且共享地理信息數據。2)可以在對地表信息進行分析的基礎之上,運用計算機技術,選擇合理的運算方法開展總結以及評判工作,給后期工作提供有效的支持。通常情況下,評判的結論需要以函數或者命令的方式來體現,從而對變化的走向予以預測,提升預測工作的精確度。

  (3)圖形的提取。提取地理信息數據系統的時候通常會使用地形圖的方法。地形圖的繪制作為地理信息數據庫的輸出功能,并且也是最主要的功能之一。技術工作者需要分析潛在的風險因素,之后根據各個方面的數據信息家里風險調查清單。按照最終得到的風險評估結果,補充完善施工方案,確保施工方案的安全性,安全監管整個施工環節。

  6 實踐過程中的幾種測繪新技術簡述

  6.1 遙感技術

  作為一項高精度的測繪技術,遙感技術簡稱為RS技術,在使用該項技術的過程中能夠發揮非常關鍵的作用。在受到外部空間信息的作用之下,需要運用遙感技術獲取地面物體并進行測量,并且要不斷處理遠程操控技術,提升大量工程項目的測量效率,達到同步測量的目的。

  6.2 全球定位系統技術

  如今,全球定位系統技術是一種被廣泛運用的測繪技術,簡稱為GPS技術。該項技術的科學合理使用,能夠準確掌握測量信息,并且可以實現對計算機系統的高效處理。按照實際測繪工作量的需求提供對應的測量數據。在實際使用該項技術的過程中,為了能夠不斷拓展GIS的使用范圍,保障測繪工作的精確度,應該不斷重視RTK技術。

  6.3 地理信息系統技術

  地理信息系統技術又可以稱之為GIS技術,該項技術的優點是整合測繪工作中的各種信息資源。在具體運用該項技術的過程中,可以有效采集、分析并且處理測繪信息,充分運用各種資源,將GIS為基礎開展測繪測量工作,使用計算機三維空間處理模擬采集的數據信息,完成三維圖形的繪制工作,從而給測繪測量工作提供有利的依據,確保資源的使用效率。

  7 地理信息系統在測繪工程中的應用觀察

  7.1 數據的采集

  在測繪工作者實施測繪工作的時候,需要對真實世界中的物象進行抽象以及離散,地理信息系統是借助柵格和存儲的方法實現對象實體之間的連續,主要體現在以下方面:1)柵格存儲包括了存儲單元的行、列,都需要運用地面單位網格的寬度明確柵格數據的分辨率;2)矢量存儲需要以幾何圖形中的點、線、面等,體現實際的面臨對象。對于地理信息系統而言,應該講空間數據和其他的非附加線性數據整合起來,儲存非空間數據,比如,在實施測量工作的過程中,應該將數據視線與聚脂薄膜地圖有效結合起來,運用掃描來得到數字信息。在此過程中需要注意,地理信息的重點應該結合全球定位系統,來明確位置坐標,在系統中傳遞數據信息;或者結合遙感技術收集系統數據。在落實測量工作的時候,需要運用地理信息系統,很多平臺都有傳感設備,其中主要包含的激光雷達、數字掃描儀以及攝像機等,同時和傳輸設備與其他設備之間有一定的關聯,與航空器和衛星設備統一起來,通過選擇航空圖片,運用三維技術獲取相關數據,之后將其傳遞到拷貝系統之中,從而得到測量數據。

  7.2 數據存儲與管理

  建立GIS數據庫的關鍵需要完成數據的存儲以及管理工作,該項工作包含了數據屬性以及空間數據。數據文件以及存儲方法之間有密切的關系。空間結構也影響著數據的分析功能。在組織和管理數據的過程中,最主要的是怎樣才能有效結合屬性數據以及空間數據。如今,很多系統都存儲兩個,它們可以通過地物標識物實現連接,GIS數據管理工作的核心是空間數據管理。

  7.3 數據的轉換和處理

  就地理信息系統來說,數據處理的方法主要是運用數據處理軟件編輯以及處理數據,便于對這些數據進行預處理。通常情況下,系統軟件可以自動識別不同屬性的數字化空間數據之間的關系,并且連接復雜空間,按照向量、臨近以及包含關系對數據進行分析處理。并且在對數據進行轉換的過程中,特別是在控制測量工作的時候,很容易出現與交叉點分離的情況,從而度測量結果的精確度產生影響,同時,出現在原地圖上的污點也會影響到測量結果的精度,但是,地理信息系統的使用就會避免以上問題。在轉換和處理數據之前需要對坐標投影進行整合,保障模型的適用性;在轉換數據的時候,可以通過數據重建的方式轉化系統為識別的格式,從而實現不同數據之間的兼容。

  7.4 空間分析

  預處理數據的使用能夠在地理信息系統中完成數據的分析以及計算工作,定量描述地球空間物體的相互關聯以及空間位置。物體在空間中的分析功能是地球空間物體中的核心功能,包括了區域科學、經濟學以及地理科學,同時也涵蓋了圖論、統計學以及拓撲學的描述以及分析,最終能夠獲取以及描述空間數據,能夠對空間過程進行預測以及模擬。對地理信息系統的設計以及制作過程比較復雜,并且使用比較簡單,能夠有效確保數據的精確度,降低測繪工作者的工作量,不斷提升社會經濟效益。

  7.5 虛擬現實應急處理

  作為一種全新的測繪技術,虛擬現實技術的實現,可以通過模擬虛擬三維空間的方法,給使用者的聽覺、視覺以及觸覺上進行模擬,從而使其準確判斷事物現狀。在此過程中,系統需要結合測繪數據的采集、制作以及融合三維電子地圖。這項技術能夠在應急演練的過程中設立新的模式,比如,模擬虛擬情境中的場地,對事故現象認為進行制作,讓參與演練的工作人員能夠積極響應其中,充分發揮出培訓以及演練的功能,減少成本投入。該系統能夠對事件進行模擬以及分析,并且結合室內定位系統以及GPS系統,呈現救援者的位置在虛擬現實情景中,給指定救援指揮或者救援方案奠定良好的基礎。

  7.6 地理信息系統大數據技術

  自從進入信息時代之后,大數據以及云計算技術能夠緊密結合在一起。從現在的實際情況看來,在很多領域中都用到了大數據技術,尤其是分布式數據庫、數據挖掘電網、云計算平臺以及可伸縮存儲系統。從地理信息的角度而言,如果目前的測繪行業可以與大數據相關技術整合起來,能夠有效降低測繪事件,節省測繪資源。因此,大數據和地理信息的有效結合能夠促使地理信息產業的進步,不斷完善產業模式。實際上來說,大數據關鍵技術在地理信息系統中的運用主要包含以下方面的內容:1)大量信息的存儲。最近這些年,地理信息系統不斷擴充了市場需要,相關的空間數據也體現出了一定的增長趨勢。因此,只有充分運用了大數據模型,才能夠滿足多樣的、清晰的處理需求,利于信息系統的快速響應。2)復雜空間數據的處理。在采集和處理大量的空間數據的時候,GIS仍然面臨著威脅。從根本上來說,大數據改變了以往的信息處理以及數字聚合,可以構建與目前形勢相符的信息處理模型。3)保障處理流程的可伸縮性以及可擴展性。目前,地理信息產業面臨的市場競爭比較激烈,需要運用升級改造的方式來處理信息。運用大數據可以完成地理信息數據的階段性處理,這一方法的使用能夠有效提升信息查詢以及訪問信息的效率。

  7.7 地理信息系統的空間探究

  地理信息系統從本質上來說,能夠完成地理信息的采集以及轉換,包含在預處理數據的范圍內,在完成數據的預處理工作之后,可以完成地理圖形的計算,從而對空間的物體位置進行描述。空間分析作為地理信息系統中的關鍵功能,處理過程比較復雜。對地理信息系統的空間進行分析的關鍵是需要統一經濟學、物理學、地理學以及其他學科。并且要結合拓撲學以及空間數據的組成展開探討,從而獲取空間數據,便于預測以及模擬。

  7.8 立體式輸出

  測繪工程的關鍵是地理信息系統的立體式輸出,在此過程中,要求測繪工作者對地理數據進行科學處理,從而建立測繪圖,同時,一旦在復核數據的過程中如果有不正常的數據,就會加大糾正工作的難度。因此,這就要求測繪工作者運用立體輸出的方法來對這種現象予以處理。在后期對測繪圖和地理數據進行處理的時候,能夠使用快速制圖體系,立足于現有的數據成果,再按照測繪工作中的相關數據,獲取數據采集工作中的關鍵地物數據信息,在完成編輯工作之后,和固有的數據進行融合處理。

  7.9 測繪應急迅速處理數據

  在測繪應急工作中取得原始數據,需要根據加工制作以及處理使用識別圖件,在運用遙感影像一體化測圖的基礎下,根據多來源、多格式以及多類別的數據。就遙感影像一體化測圖系統而言,該項系統的使用是在攝影測量技術之上的,因序列影像中的物體形狀以及大小,完成方位恢復工作,對點云、DEM/DOM、三維模型、三維模型、空三加密成果以及全景圖進行處理,主要包括拼接圖像、調節色彩、融合影像以及校正射等過程。

  7.1 0 其他功能應用

  GIS的關鍵優勢是系統的查詢以及空間分析,這也是區別一般地圖制作系統的主要特點。事實上,在日常的生活中人們的衣、食、住、行等多方面的問題都和GIS的使用息息相關。通過分析地理信息空間系統,可以實現經濟學、地球物理學以及其他科學之間的有效統一,完成拓撲探索以及空間統計,之后獲取和識別空間數據,以此來推動預測工作以及模擬工作的開展。地理信息系統有可視化的功能,能夠將已經獲取的不同的地理空間數據轉化成為計算機的圖像以及二維圖形。在屏幕上地理信息系統能夠以報表。地圖以及統計圖表等方法體現在空間地理信息中,還能夠借助硬拷貝機、繪圖儀、打印機、硬拷貝機等輸出模擬地圖。對于這種屏幕上體現的地圖稱之為電子地圖。和模擬地圖相比較來說,該系統具備能夠連續縮放顯示地圖的范圍以及位置的功能,從而確保視覺效果最佳。

  8 測繪新技術的應用前景分析

  使用測繪新技術是時代的發展趨勢,發展前景比較廣闊。(1)我國在很早的時候已經進入到了信息化的時代,計算機網絡也成為了人們生活中非常關鍵的部門,這就使得測繪技術具有很高的技術含量,在實施地理測繪信息的時候,要注重速度,這也是建設測量工作的實際需要。(2)如今,我國提出了數字化國家的建設需求,對于各個方面而言,數字化對其產生了一定的影響。測繪新技術的使用,能夠不斷提升我國的測繪領域的整體水平。并且在使用測繪新技術的基礎上,可以根據不同地區的地理環境,以及不同類型的工程項目,使測繪新技術發揮出相應的作用,同時將這些效果以數字化的形式體現出來。(3)測繪新技術的科學合理的運用,對于自身的完善也是很好地效果,并且,使用測繪新技術對于使用者的綜合素質也比較高,新技術的使用會不斷提升測量工作者的整體素質。

  9 結語

  總而言之,測繪技術的快速發展能夠不斷提升社會效益以及經濟效益。目前,只有不斷變革測繪技術,給社會發展注入新的動力,才能夠配合使用各項技術,不斷提升測繪工作者的技能水平以及專業素質,從而促進測繪工程項目的健康可持續發展。

  參考文獻
  [1] 郭海濤,蔣忠祥,周權。地理信息系統在測繪工作中的應用探討[J].城市建設理論研究(電子版),2017(15):154-155.
  [2] 付坤丹,陳國才。地理信息系統在巖土工程勘察工程中的應用策略[J].世界有色金屬,2017(06):237-238.

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