刍议工程测量中的地理信息系统(GIS)技术

张李平

福建林业职业技术学院 福建 南平 353000

工程测量通常是指在工程建设前期通过实地勘测加上一些资料设计出图纸、设计出施工计划（包括施工前期的准备工作、施工过程中应该注意的事项等），在施工过程中运用各种工程测量知识、工程测量的理论、工程测量的技术方法让工程顺利完成的总称。传统工程测量技术服务包括采矿、各类建筑工程、大型水力发电站、各类道路交通（铁路、公路、桥梁）等传统的部门，现在的工程测量技术的服务领域也在扩大，除传统部门外更多的是城市建设需要“智慧城市”“数字城市”等等与高科技相结合的城市建设需要。

1 地理信息系统(GIS)技术概述

1.1 地理信息系统（GIS）技术核心

地理信息系统(Geographic Information System，GIS)的本质与核心是以实地勘测、实地考察为基础，加上与之相对应的数据库中存储的数据源，然后利用计算机技术对全球性空间数据进行系统分析的方法。

物质世界中的任何事物都烙有时空的印迹。人们的生产和生活中大部分的信息都与地理空间位置有关。地理信息系统（GIS）作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛应用和迅猛发展。由于信息技术的发展，数字时代即将来临，从理论上来说，GIS技术限制可以应用于当今社会的任何行业。从技术和应用的角度，GIS是解决空间数据问题的技术方法，同时更是非常重要的工具；从理论学科的角度来讲，GIS技术是在空间地理学、地图学、测绘工程学、土木工程学和计算机学等多种学科的基础上发展起来的一门综合性学科，GIS技术本身又具有独立的学科体系，具有独立的学习方法与技术；从GIS技术的使用功能上来说，GIS技术具有空间数据的获取、收集、存储、显示、编辑处理、系统分析等功能，还有吧分析的数据输出和应用实施等功能；从系统学的角度来说，GIS技术是一个完整的系统，是多种结构、多种功能的结合体，这就要求我们要从多方面看待GIS技术，不能片面的看待应用GIS技术。

1.2 地理信息系统（GIS）技术数据源

GIS数据源是指建立的地理数据库所需的各种数据来源，主要包括地理地图、遥感技术生成的图像、历史资料、统计数据、实地勘察数据、多媒体统计数据等。（1）地理地图：水体、地形地貌、土质和植被覆盖情况等自然。（2）遥感技术生成图像：遥感技术原理主要依据电磁波理论，应用各种传感仪器对远距离目标所辐射和反射的电磁波信息，将所收集到的信息进行处理后成像，是一种对各种景物进行识别和探测的技术，在当下属于功能较为全面的综合性技术。遥感技术是通过收集到的信息，将一些特征记录下来，收集信息的渠道多是通过人造卫星、飞行器等设备，供相关部门识别和判断数据。世界上任何物体都具有光谱特性，具体地说，就是它们都要具有不同的吸收、反射、折射光谱等特性。遥感技术利用不同的光谱对物体做出判断，然后通过不同的颜色来区分地形地貌、森林绿地、海洋等。遥感技术是地理信息系统技术的重要数据来源。（3）历史资料：《徐霞客游记》、《水经注》《山海经》等许多关于地理著作；各行各业一些关于人文历史、法律法规、行业准则、技术标准等，这些都可以成为GIS的数据来源。（4）统计数据：国家基本信息（面积、人口、货币、基础设施建设、GDP等）、相关组织机构的统计数据（耕地面积、林地面积、海洋河流、城市发展情况等）这些都是GIS的数据源。（5）实地勘查数据：在野外通过三通一平、周围环境、地质条件、水质水文等信息，把收集到的信息通过计算机记录存储、转换到GIS数据库，实地勘察所取得的数据是GIS 数据库的重要来源。（6）多媒体统计数据：在计算机中通过文字、图片、照片、声音、动画、视频等多种方式，记录地理人文历史等信息，这些信息是GIS数据的来源之一。

1.3 地理信息系统（GIS）技术原理

GIS的核心原理是空间性，其在计算机软件上地理空间的位置和地理空间属性，在技术上表现为地理坐标，也就是我们常说的X轴、Y轴、Z轴。这些是通过经度、纬度表示地面点位置的球面座标。只要具备其中二个属性，在利用特定的算法进行计算如道格拉斯-普克法（Douglas-Peucker），光栏法，扫描矢量化去除毛刺、空洞（模板法）等。空间分析常用的方法和技术有叠置分析(Overlay Analysis)，缓冲区分析(Buffer Analysis)，空间统计分析(Spacial Analysis)，趋势分析，趋势分析，空间自相关分析等，这些计算和分析方法都是通过对原始资料的观察和实验，得出新的经验知识，并以此作为空间行为的决策依据。

1.4 地理信息系统（GIS）技术特点

（1）开放性。不同的地理空间中数据之间、数据处理功能之间可以互相操作，不同系统、不同部门之间资源共享。如分布在不同数据库中的资料信息，是可以通过一定渠道共享，不同地理信息的软件连接方便，信息交换便捷没有障碍。有些开放的思想可以对不同用户公开，通过不同的语言、编程代码分享给世界各地的用户。随着操作系统、通讯技术的全面发展，GIS技术可以通过多种渠道开放相应的信息。（2）兼容性.通过先进计算机技术，利用无缝集成技术保护用户原有资料信息的同时，将现有的信息技术和已有的相关知识融为一体，还能兼容新的信息资料，更新原有用户信息资料。(3)广泛性。GIS用途广泛如农业、林业、国土资源、矿产资源、军事、交通道路、水利工程、房屋建筑、通讯电力、公安、社区、教育、能源统计等几乎所有行业，并且GIS正在走进人们的日常生活、工作、学习.开车需要导航；旅游需要最优路线等。（4）发展性。GIS已经是一个全球拥有数十万人员和数十亿美元的产业，在全世界的著名大学里被设立学科，有无数的大学教授在讲授这门学科，有无数的技术研究人员在研究这门技术，在每个领域GIS都在大踏步的进入，用途的广泛性也预示着它的发展空间巨大，GIS的发展解决许多现实问题，让我们更加的了解地球，了解每个国家的生活习性，缩短了我们彼此了解的距离。

2 地理信息系统（GIS）技术在工程测量中的应用

2.1 建立地理信息数据库

为了了解我国的国土资源，特别是耕地、淡水资源，依据2016年度土地变更调查数据、农村土地整治监测监管系统、耕地占补平衡动态监管系统等，对质量性状突变的耕地开展质量等别年度更新，对耕地质量的渐变性状按渐变类型开展年度监测。除了相关部门提供的资料，还要通过网络、信息、遥感等新技术的作用，利用大数据在每个省市建立动态日常地籍管理、淡水资源管理的数据库，然后在建立一个统一的全国性的数据库，每年按一定比例完成数据变更统计。通过土地、淡水资源的统计情况，可以很好的了解当地基础资源详情，进一步了解我国的家底，为全国的资源利用规划、资源开发与管理 提供科学基础。

2.2 三维GIS技术

三维GIS技术是一项地理信息系统技术,目前应用范围广泛，主要应用在石油开采、地质勘查、采矿、林业资源等方面。简单说三维GIS比传统的二维要先进，二维是只有X轴、Y轴两方面，不能处理垂直Z轴的方面。随着三维GIS技术的发展，第三维度的信息越来越重要，三维GIS是把有用信息结合在一起，如专家意见、数据资料、实地勘察数据等通过地理空间数据进行计算分析，为解决实际问题提供科学支持。

2.3 成为资源分析与监测的工具

随着GIS技术的成熟与广泛应用，GIS以不仅仅是制图、空间数据查询，更多的是根据数据库数据变化特点，通过分析出变化的可能性、变化过程中可能产生的问题，为决策者提供科学依据。在监测网络系统，是通过各个监测点的数据实时采集、传输到监测网络中心，必要的时候会发出警告信息等，并且对于监测数据会定时存入数据库，供数据分析使用。如三峡水利枢纽工程规模较大，且需要检测的项目内容较为繁复，因其涉及到各种各样的检测仪器、先进技术，在工程施工前后均需进行测量，在测量过程前后不断改进现有方法，提升技术。

3 结束语

综上所述，地理信息系统（GIS）技术在工程测量中的作用会越来越大，地理信息系统（GIS）技术，不仅仅在工程测量中有很大作用，在未来的城市规划、交通道路、电力通讯等等中都会起到很大作用，应用空间广泛，除了航海、航空、太空等高端领域；还包括建筑用地、湿地保护、耕地面积等资源统计方面；物联网技术的发展中GIS还会影响物流运输领域 ，“数字城市”“智慧城市”“数字中国”等概念的提出都体现了国家对于GIS、GPS等新技术的重视。

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