关于地理信息系统在工程测绘中应用的探析

刘向军

【摘要】随着城市化建设进程的加快，工程建设日趋增多，同时对工程测绘的要求也越来越高，因此需要测绘从业人员去研究和掌握先进的测绘技术，满足工程建设的需要。本文阐述了GIS系统地理信息系统的优势和主要功能，主要对GIS在工程测绘工作中应用进行了探讨分析，旨在提高工程测绘水平，为工程建设提供可靠的依据。

【关键词】地理信息系统；工程测绘；优势；功能；应用

一.地理信息系统应用的优势

1、测量数据精度高。传统测绘中，无论何种测量方式，测绘人员无法做到精确无误，极小的测量失误都可能导致测量结果较大的误差。然而与传统测量方式不同，GIS通过处在地球三个轨道平面上的24颗卫星，与遥感技术紧密结合，尤其适合大型建筑（如大型商厦、摩天大楼等）的高精度测量。在测量精度上面，通过卫星定位，GIS可以从距离地球120公里外的轨道面上轻易捕捉到地面上小型动物。因此，系统在测绘时通过绕地卫星的平面扫描，与地面接收器遥相呼应，工作人员只需对卫星数据进行加工处理便可得到相关信息，基本做到“零误差”。

2、监测效率高。除了不受自然条件影响外，GIS系统进行测量只需在地面设置接收器，无需诸如观测、调节、估读等手动测量，因而工作效率大大提高。改善了工作效率，GIS测量采用卫星技术进行测量，整个过程没有观测、调节、调平、估读等传统测量环节，因此大大提高了测量工作的效率；尤其是地形地貌测绘工作，可以采用数台仪器进行同步、分组测量，大大缩短了作业时间。最后，最大程度上保证测量精度。传统测量手段基本都存在毫米级的误差，且操作人员的技术水平会对测量精度产生直接影响。.其平面扫描通过卫星来实现，測量人员仅需正确操作接收设备即可，整个过程人为影响降至最低，最大程度上保证测量精度。

3、外部因素影响较小。与传统测绘技术相比，GIS技术有着无可比拟的优越性，这一点主要因为传统测绘技术受自然条件因素影响过大，尤其是在高山密林等地形复杂区域，有时甚至无法展开测绘工作，单靠简单的等高线等方式的估测会导致测量结果误差较大，从而使测绘工作失去科学性。此外，若遇到雨雪天气，测绘工作将不得不被迫中止。.自然条件会对传统测绘工作产生直接影响，特别是高地区或山区密集区等，甚至无法测量；此外，暴风雨雪天气也会使测量环节受到限制，故针对一些测量精度要求高的工程传统测量技术很难满足精度要求。而GIS采用卫星监测技术，地理地貌、气候环境等均不会对其产生影响，并且通过接收器完成测量，大大提高了工作的便利性。

二.GIS系统主要功能概述

1、综合分析评价与模拟预测功能.GIS系统除了可以提取、存储地理信息外，还可以根据不同的地形地貌情况建立对应的信息模式，再采用科学的算法从中得出对应的评价结果，为测量工作提供科学的数据参考。评价结果主要以函数及命令的形式对未来结果做出定量预测及发展趋势预测，并对自然过程的最终结果进行准确预测；此外，还可以利GIS对预测数据与特殊倾向可能出现的后果、对应的解决策略产生的效果做出比较，提高决策的科学性与准确性，规避风险。

2、空间分析与空间查询功能.GIS系统数据库构建过程中通常采用分层处理的方法，其主要目的是为了提高GIS开发与管理的便利性。基于该构建模式，在系统中输出原始图，并且系统分析与查询结果是通过空间操作的原始图表示出来，从而基于空间定位角度而言，经过处理的图件与原图保持一致。这种空间变换的内容包括分析重置、拓扑空间查询及分析空集合等。

3、GIS输出功能.GIS系统是在地图制图技术的基础上发展起来的，因此GIS的主要功能中地图制图是必不可少的重要部分，利用GIS不仅可输出数字化地图，而且可以建立地图数据库，相比传统的手工绘图，在大幅提高工作效率的同时，也降低了制图成本，获得更高的经济效益与社会效益。

三、GIS在工程测绘工作中的应用分析

1、采集数据.测绘初期阶段需对客观世界中的物象进行抽象、离散，在GIS系统数据库中，通常采用栅格、矢量两种方法存储连续对象实体。其中栅格数据包括存储单元的行及列，存储单元存放唯一值，根据地面单位的网格宽度来确定栅格数据集的分辨率。矢量存储则是将客观存在的对象用几何图形中的点、线、面表示出来；当然除上述两种方式外，空间数据也可能通过其它附加数据作为对象属性实现非空间数据的存储。传统收集数据的方法是扫描聚酯薄膜地图或现有数据来产生数字信息，而利用GIS系统则是采用GPS卫星定位系统获取对应位置坐标，再将其输入GIS系统中进行处理；数据采集也可以利用遥感技术来进行。多个平台上均附带传感装置，包括摄像机、激光雷达、数字扫描仪等，这些设备互相联连，与航空器、卫星所搭建的数据处理平台结合起来，把航空照片、图片判读数字数据进行特征选择，再利用二维或三维的形式捕捉数据，把数据传输至对应的软拷贝系统。

2、数据转换与处理.GIS系统中数据处理主要通过各种数据处理软件对数据进行编辑，实现数据预处理，并对数据进行拓扑建模，把利用其它方法获得的测量图形与GIS图层中相同的区域叠架起来进行分析。GIS系统软件会对属性条件不同的各种数字化空间数据的空间关系进行自动识别，实现复杂空间实体的连接，针对临近及包含的关系进行数据建模及分析；针对向量数据的分析，需要一个必须条件，即拓扑正确。实际数据转换过程中，可能存在控制测量中出现线与交叉点分离的现象，或者原地图上存在污点，这些均会对结果的精确度产生影响，因此GIS还可以针对这类情况做出选择性清除。在GIS系统中进行数据转换过程中，要通过数据重构将数据转换为GIS可识别的格式，才能保证不同数据源的互相兼容。需要注意一点，由于需求不同，其所侧重的对象属性也存在差异，所以在分析数字数据前要做好投影与坐标变换整合处理，尽管各数学模型的精度要求、复杂度均不相同，但可保证模型的适用性。

3、GIS系统空间分析.上述两个环节为数据处理的预处理，完成后即可在GIS系统中进行图形数据的分析计算，基于空间物体的空间位置与互相关联性实现空间事物的定量描述。对于GIS而言，空间分析是其核心功能，同样其过程也比较复杂；空间分析结合了区域科学、地理学、经济学、地球物理学等多个学科，基于拓扑学、图论、空间统计学来描述、分析空间构成，完成对空间数据的获取、认知与描述，进而模拟、预测空间过程，对地理空间事件进行调控。总之，地理信息系统的出现与发展不仅大大减少了工程测量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明显，是工程测绘技术发展过程中的里程碑，其所产生的社会效益、经济效益十分显著。当然现阶段地理信息系统还有待进一步完善，相信GIS的发展与优化，能够进一步推动控制测量技术的变革。

结束语

综上所述，地理信息系统在测绘工程中的应用越来越广泛，其具有强大的信息收集处理能力及方便快捷的输出功能，体现出信息多元化及测绘结果多维化的特点。其信息多元化与测绘结果的多维化也成为现代测绘的必要发展趋势。

参考文献：

[1]徐开明.地理信息公共服务平台建设与现代测绘服务模式[J].地理信息世界，2011，（3）

[2]高文革，袁泉.测绘地理信息系统建设探讨[J].中国科技博览，2010（19）.