GIS在工程测量中的运用

黄丽瑜

贵州省西能煤炭勘查开发有限公司

GIS在工程测量中的运用

黄丽瑜

贵州省西能煤炭勘查开发有限公司

GIS技术作为现代工程测绘中的重要内容，可以结合不同区域实际地理情况来构建信息化地理信息模型，以实现对各项测量活动提供准确、有效的参考数据，为改进生产，提升工程测量的科学水平，做出最优决策提供技术保障。

GIS；工程测量；应用研究

在煤矿开发、设计及生产运营的各个环节都离不开工程测量技术的应用，尤其是对地下空间及矿区整个工作面的环境、资源、空间信息进行有效收集和整理，以为煤矿资源的安全、有序开发和保护提供综合治理服务。GIS技术作为空间信息分析技术，其核心在于通过建立实测数据库，为工程测量提供数字化制图需要，特别是GIS扩展模块的辅助功能，通过空间查询来进行辅助分析，在资源与环境开发应用领域得到较大推广。为此，本文将从GIS技术特点，从其应用中来探讨其功能模块，并对工程测量中的应用展开实效对比和研究。

一、GIS技术特点阐述

随着现代测绘技术的发展，GIS技术在工程测量中的应用越来越广。对于GIS技术的内涵定义，还存在一些说法，一是侧重于工具性的界定，将GIS技术在信息的采集、整理、转换、显示、及存储上的应用；二是侧重于数据库技术，利用GIS地理信息数据库进行空间数据检索和操作，以满足现实工程测量需要；三是基于知识组织结构界定，将GIS技术作为一个系统结合，其功能在于利用数据库来完成对各种环境问题的技术支持。这些定义都从不同视角来阐述GIS的特点，也为我们进一步梳理其技术创造了可能。总的来看，对于GIS技术并非是一个工具，更多的是通过对地理信息坐标的明确，来检视现实地理环境的变化，其性质在于对三维空间目标的要素的构建，以准确显示和精确的得出空间地理要素之间的复杂关系。GIS技术在X、Y、Z三个坐标轴上的空间位置，将基于“有限-互斥-完整”的空间划分方式进行立体化呈现，使其具有“体”的概念[1]。因此，在GIS技术中，通过对三维矢量指标的结构关系进行显示，能够从“体”的层面上进行目标拓扑关系的展示，尤其是其可视化表现将提升地理信息系统的应用价值。

二、GIS技术的功能模块研究

GIS系统是基于地理信息系统软件而形成对实际地理情况进行模拟的应用模型。其功能模块主要有：一是辅助作图模块，在GIS技术中，利用辅助作图功能可以帮助测量人员对真实的地理环境进行直观的地图显示，为优化工程勘探设计，提升勘探技术水平创造条件。二是地图管理模块，通过GIS建立的电子地图，可以实现对地图库的整合与转换，特别是在绘制地图和分析地图时，其独具的矢量化特征、无缝拼接、投影变化等功能，更适宜对工程测量工作的改进。三是煤矿测量安全分析模块，将GIS技术中的数据分析功能与决策系统进行关联。同时，利用GIS技术与煤矿采掘系统进行联系，将提升采矿作业系统的可靠性。四是设备管理模块，GIS技术与煤矿企业设备管理系统进行联合，以辅助对地理信息系统中的各项设备进行故障检测，形成缺陷数据等台账资料，可以进行设备资源检索，结合工程测量范围及实际测量需要，快速定位目标。另外，对于GIS技术的输出功能，能够根据现场测量数据打印出书面图形。

三、GIS技术在工程项目测量中的应用研究

（1）GIS信息系统的环境配置

对于工程项目测量中GIS系统环境的配置，需要从保障系统的稳定性及正确性上，测量人员要加以重视，并能够从软硬件优化上来满足系统对周边环境的要求，如高效能条件是否具备，广域网或局域网连接能力是否稳定；系统兼容性及可扩展性是否有保障；系统环境的安全性及能否保障长期使用的不间断性条件是否具备等[2]。从硬件环境来看，GIS系统运行要求较高，对服务器等设备需要满足多用户的请求，同时对于客户端来说，应该能够满足数据的输入输出，以及查询等管理功能，在显示上应该具有较高的像素显示器。在软件环境上，由于工程测量中对软件环境的要求较高，要在保障GIS系统功能的同时，保障数据读取及上传下载的速度稳定，如在网络配置上要保障足够的带宽，对于网络运行协议要进行优化选择。

（2）GIS系统数据的采集及获取

对于GIS地理信息数据测量中的数据采集工作，需要从测量模块中进行输入。在屏幕显示上，需要进行视觉变量的预先设置，如对图形的色彩、地理地形纹理及地形尺寸的设定，进而满足视图的分层、分区、全要素显示。GIS系统在数据符号的输入和转换是数据获得重要环节，在软件拓展及新工具应用中，可以实现对GIS信息数据的符号化转变，如利用地理数据进行直观化显示，借助于屏幕地图标记来对相关区域地理特征及数据的全面显示，为GIS系统完成相应的工程测量数据的提供。

（3）对GIS数据进行计算和可视化显示

GIS技术是基于数据库的数据统计与表示的过程，在对各类地形数据的分级、分类展示中，利用数据库计算来对相应图形进行针对性显示[3]。如对于不同色彩的地形数据进行分类；对于不同色相饱和度的图形进行分级，使其能够根据不同的表示方法进行直方图、圆饼图等形式显示。对于GIS系统中的可视化技术，主要是通过三维仿真技术来实现。三维仿真技术是基于立体三维图形的空间信息，从用户的直观显示上提供可视化。如GIS技术与多媒体技术进行融合来改善地理信息的输出方式，如利用图形、文本、表格等方式进行动画、视频一体化呈现，从而增强了GIS的应用有效性。

（4）GIS技术中的查询与结果描述

在具体工程测量中，对GIS地理信息的查询是基本要求，利用数据库查询技术，对GIS地理信息以图形、表格、及其他相关格式要求进行快速、高效现实，以增强GIS技术在工程测量中的应用程度。同时，对于GIS技术三维测量结果的描述，可以通过透视分析法实现对连续或间断地形的通视要求，提高工程测量的测量水平。另外，在地图动画的采集及显示上，GIS技术能够提供动态的测量数据表达方式，将传统的二维或三维空间融入懂啊时间维，从而获得随时间变化的动态视觉效果。

[1]王克勤.浅析采矿工程井下工程测量工作[J].中国高新技术企业.2013(25).

[2]吴婷.三维GIS技术在工程测量中的应用[J].科技与企业. 2013(06).

[3]牛志达.基于三维GIS的可视化技术研究[J].黑龙江科学. 2014(03).