城市地理信息系统在测绘工程中的应用

丁泽旺

摘 要：随着社会经济的全面发展，对测绘产品的需求也与日俱增。传统测绘方法不仅费时费力，也易出错，显然已难以满足这种需求。地理信息系统（GIS）改变了这一切，作为一种以测绘技术为基础的新兴集成信息系统正获得越来越广泛的应用。本文探讨了GIS建库方法以及在多个领域中的应用。

关键词：地理信息系统；测绘；应用

1 引 言

近年来，地理信息系统（GIS）在我国许多城市得到应用，它在城市规划、资源管理、交通运输、环境监测、防灾减灾等众多领域都有很好的应用，可以说GIS应用领域是非常广泛的。那么什么是GIS？简言之，GIS是基于地理空间数据的一种计算机信息系统，这里所说的地理空间数据主要包含空间特征数据和属性数据。地球表面及其外层空间的物体都有地理坐标、形状（长、宽、高及面积、体积等）、空间关系（如距离），所以具备空间特征数据。属性数据是指地物所具有的自然或人文属性的特征数据，例如一个城镇具有的人口、资源、产值和环境等信息数据。GIS数据从何而来？主要源于地图数据、遥感数据、实测数据、统计资料、文本资料（法律文件、行业规范、技术标准、边界条约等）、多媒体数据、现有系统数据等。可见，GIS与测绘有着密切的关系，因为地图数据、遥感数据、实测数据都来自测绘成果，而利用GIS平台开展测绘活动也将如虎添翼、事半功倍。GIS用于测绘工程具以下优势：节省时间、效率高、时效性强、减少失误率及测绘成果精确易于使用。鉴此，本文对GIS在测绘工程中的应用进行分析和阐述。

2 GIS数据库的建立

2.1 GIS工作原理

在讨论GIS数据库建立之前，先说明一下GIS工作原理。GIS主要由计算机软、硬件系统及地理数据所组成。硬件系统由计算机、输入设备、输出设备和存储设备等组成。其中输入设备包括键盘、扫描仪、数字化仪、媒体设备等，也包括由网络输入。输出设备包括显示器、绘图仪、打印机和媒体设备等，还包括通过网络输出。存储设备包括硬盘、U盘和光盘等，亦包括网络服务器等。软件系统除了计算机操作系统、办公软件、数据库软件和其他一些通用软件以外，还包括图形软件（如AutoCAD）、GIS专用软件（如Arc/Info、MapInfo）等。地理数据前面已介绍过了，需要指出的是除了数据采集，一些数据还必须经过转换才能入库，这往往要耗费大量的人力和财力，一般建库初期的支出占整个系统费用的70～80%。图1是GIS的工作原理示意图。

2.2 GIS数据库的建立

下面以外业采集数据导入GIS数据库为例[1]介绍一下建库的方法。首先，将数据汇总，然后导入到AutoCAD中，并对图形进行编辑、修改和必要的处理。然后检查拓扑关系是否符合要求，若没有问题则可导入到Arc/Info中设置数据结构。Arc/Info软件能够对拓扑关系和图层进行检查，如果发现有问题，就需要返回到Auto CAD中重新修改和编辑，没有问题后再导入Arc/Info。通常需要在Auto CAD与Arc/Info之间经过多次的修改，最终实现拓扑关系和数据正确。然后对属性进行赋值和配置，导出SHP格式文件。再将SHP文件导入到GIS中，就完成了建库程序。在数据库中，每一个图形要素及点、线、面分属不同的层，每层对应一个地理信息表，另外还包括索引表与元数据表。通过建库，可以完善数据结构，避免许多重复采集工作，实际上也减少了大量的测绘工作量。

3 GIS的应用

3.1 GIS的主要功能

一个完备的GIS至少提供三方面的功能：①制作各种专题地图，由于GIS将空间数据与属性数据结合起来，各行各业都可以提取本行业所需的属性数据和空间数据，生成所需要的地图供打印、浏览；②查询功能，查询与地理位置有关的数据，比如查询某条街道的酒店，利用GIS可以轻易找到这条街道上的所有酒店，如想入住3星级酒店，也会看到所有3星级酒店；③空间分析，可以利用数学模型或逻辑模型分析空间数据。

3.2 应急测绘保障体系

应急测绘保障体系是为应急测绘任务提供保障服务的，包括应急预案、组织机构、管理措施等，当然还需要具备开展应急工作的数据库、应用系统，也就是借助GIS信息平台有效开展应急测绘服务。应急测绘保障体系的应用有以下几个方面[2]：①通过GIS基本图形的操作，可以清晰地展示灾害发生地点的自然环境、社会属性等特征，从而可更快更有针对性地制定应急预案；②通过GIS空间分析，确定灾害位置、影响范围（受灾面积）、预估损失等，从而为应急预案提供更为准确的信息；③利用GIS专题分析功能，可以提取某项或多项专题性数据，将其与地图组合，形成灾害专题性地图，如密度分析图，从而可更合理地确定应急疏散方案；④为应急测绘工作提供所需的数据资料，利用灾害或事故发生区域实景拍摄形成的三维图像，可以更直接地了解现场实际情况，而测绘工作者通过修测技术保证相关数据的有效性；⑤利用GIS网络平台和自动更新机制，确保灾害信息发布的时效性。

3.3 资源管理

目前，资源清查、分析和管理是GIS应用最为广泛的领域之一，包括土地资源潜力评价、野生动植物资源保护、森林与水资源普查、矿产资源管理等多个领域。GIS可以将不同来源的数据和信息汇集在一起，利用统计和涵盖分析功能，按照各种组合条件进行资源分析，从而为资源的合理开发和决策利用提供依据。以土地资源管理为例[3]进行说明，我国西南地区国土资源信息系统收集存储了超过1500项300万个以上的资源数据，通过该系统提供的资源分析评价模型、资源预测预报模型及资源开发利用配置模型，可生成矿产资源分布图、草场资源分布图、农作物产量图、各地产值图、交通规划图等各种专业图。

3.4 监测服务

利用GIS系统与多时相遥感数据的搜集，在洪水灾情监测、洪涝灾害损失评估、森林火灾预测、土地利用动态分析、环境监测管理等方面获得有效利用。例如大兴安岭地区利用GIS，通过森林普查和火灾实况分析，建立起包含气温、风速、降水、植物覆盖等14个因子的数学模型，火灾等级预报准确率达到70%以上。再如环境监测管理方面，上海市环境管理信息系统建立了环境监测动态数据库，包括污染源、环境质量、环境标准、水文、气象等各种数据，并且实现了资源共享。通过环境质量数据的统计、分析、评价和预测，实现环境质量和污染控制方面的管理。提供数据输出打印、浏览和存储功能，系统友好而便于使用。

3.5 其他方面的应用

GIS应用领域很广，其他方面的应用还有很多，例如城市规划、房地产开发、市政工程服务等；再比如为工商企业的生产经营提供服务，工厂、商店選址等。

4 结 语

地理信息系统一经诞生，即以其高效、精确和时效性好而广受欢迎，GIS也成为许多国家、行业和部门必备的工具和技术。目前，GIS的应用正从以政府部门、大公司为主走向“平民化”，GIS已渗入到人们的日常工作、生活中，人们购物、出行、休闲娱乐因为有了GIS而变得更加便利，可以预计GIS的未来将会更加精彩。

参考文献

[1]唐 昊.测绘数据的GIS建库和应用[J].信息系统工程，2013（3）：93-94.

[2]孙文英.GIS服务在应急测绘保障体系中的应用[J].电子世界，2013（12）：99.

[3]朱玉逍，张喜娟.论测绘地理信息系统的建设[J].测绘与空间地理信息，2013，36（6）：119～120，123.