智能城市测绘中地理信息系统的应用分析

2018-05-05赵怀利

智能建筑与智慧城市 2018年4期

关键词：测绘测量分析

赵怀利

ZHAO Huai-li

（山东省国土测绘院）

(Land Surveying and Mapping Institute of Shandong Province)

1 引言

在数字化技术不断发展和创新下，图形数据处理愈加便捷，可以更加鲜明、直观的展示地理坐标在图形中的关系。在城市测绘中，通过地理信息系统的应用，可以将地理坐标和信息有机整合在一起，获得有效的数字图像，为后续的工程建设和城市规划建设提供可靠的数据依据，制定科学合理的建设方案。地理信息系统在我国的广泛推广和应用，除了城市测绘工作以外，在防灾抗灾、天气预测和交通管理方面同样取得了取得了可观的成效，加强对其研究，对于城市建设和发展具有一定促进作用。

2 地理信息系统概述

地理信息系统是指将实际地理测绘的数据汇总处理，建立测绘数据地理模型。通过地理信息系统，可以更加直观的把握测绘数据，将测绘得到的地理信息输入到地理信息系统中，便于后续管理和决策。通过地理信息系统，采集、分析和处理地理测绘信息，建立地理信息数据库，在此基础上整合输出，输出更具动感的图像，为后续工作提供可靠数据依据。在地理信息系统应用中，对地理数据有效整理，建立地理信息模型进行地理决策，地理信息系统需要借助计算机进行处理和分析，同时对地理信息系统进行综合管理，整合地理信息数据和其它数据[1]。

3 地理信息系统的特点和功能

3.1 地理信息系统的特点

1）抗干扰能力强

地理信息系统在实际应用中，相较于传统测绘技术而言优势较为突出，可以有效降低外界因素的影响，抗干扰能力较强。诸如，在很多地形较为复杂的高山区域，或是雨雪天气，可以利用GIS技术开展工作，可以有效降低外界因素影响，将测量结果误差控制在可接受范围内，提升测绘工作有效性。GIS技术在实际应用中，主要是借助卫星监测，所以只需要接收卫星监测的信息即可，操作更为便捷[2]。

2）测绘效率高

借助GIS技术进行测绘工作，在地面上按照信号接收装置，可以实现自动化观测、调节和估读工作，相较于以往的人工方式可以有效提升工作效率。在一些复杂的地形测绘中，结合实际情况使用多种仪器设备组合测量，取长补短，可以绘制更加详细、直观的地形图，降低人工劳动量，缩短工作时间，相较于传统测绘技术而言效率更高。

3）测量数据精准性高

智慧城市测绘工作中，以往主要是采用人工测量方式，借助仪器设备开展测量工作，但是无论是什么样的方法，都无法做到完全准确，很小的误差都可能出现较大的问题，影响到测量结果的精准度。但是，相较于传统的测绘技术而言，GIS技术主要是通过卫星监测，同遥感技术结合使用，即便是一些高楼大厦也可以实现高精准度的测量。测量精度方面，通过卫星定位，卫星直接在距离地球120km以外轨道面上监测，围绕地球进行平面扫描，将收集得到的数据信息进行分析处理，误差无限接近于零[3]。

3.2 地理信息系统的功能

1）空间分析和查询

GIS技术在实际应用中，在数据库构建中运用分层处理方法，便于后续的GIS开发和管理。通过此种模式，输出原始图，进行空间分析和查询，将查询结果通过原始图表现出来，经过处理的图像和原图相一致。空间变换的内容包括空间查询、重叠和空集合分析等等。

2）模拟预测和分析评价

地理信息系统不仅可以实现数据信息的分析、提取和存储，还可以根据地形地貌实际情况，选择有效算法进行综合评价，为后续的测量工作提供可靠依据。评价结果主要是通过函数和命令形式表现出来，预测测量趋势，提升预测准确度。与此同时，借助地理信息系统可以分析可能出现的后果，寻求合理对策予以解决，尽可能降低风险系数[4]。

3）图像输出

GIS技术可以输出更加直观的数字化图像，建立地图数据库，相较于以往人工绘制方法而言，工作效率可以大大提升，降低人工劳动量的同时，图像绘制成本随之降低，带来更大的经济效益。

4 智慧城市测绘中地理信息系统的应用

4.1 数据采集

在智慧城市测绘工作开展中，通过地理信息系统的应用，相较于传统测绘技术而言优势更为突出。在数据采集中，为了可以获得连续对像实体，在测绘工作中应该采用不同的离散和抽象。栅格数据集分辨率和矢量存储方式选择中，通过地面单位网格宽度和点线面三要素来表示，采集和存储监测数据。除此之外，还可以通过其他方法来采集和存储数据。以往的数据采集中，通过人工测量方式来采集数据，通过数字化处理得到数据。较为前沿的技术中，利用GPS全球定位系统来确定地理坐标，输入到地理信息系统中进行处理[5]。

4.2 数据处理

地理信息系统在城市测绘工作中，将采集得到的数据信息进行处理时，具有时间特征、空间特征和属性特征。就属性特征来看，主要是对城市道路和建筑进行测量。城市道路和道路交叉口交通量是主观属性，而道路名称和交叉口形状则是客观属性。将信息输入到地理信息系统中进行处理，提升信息精准性和可靠性，为后续的工作开展提供可靠依据。

云计算对于城市测绘具有重要促进作用，促使地理信息产业空间数据量高速增长，逐渐从GB级、TB级发展到PB级或EB级，数据处理难度较高。而云计算可以实现大规模和更深数据的处理，如遥感云和位置云。不需要搭建专用环境即可采集地理信息数据；位置云借助手机信号解算实现导航和定位。

4.3 数据管理

在智慧城市测绘工作开展中，通过地理信息系统的应用，对于城市道路的桥梁、道路或是交叉口，均可以通过点表示，城市的建筑物用面表示，城市道路中线则是用线表示。将这些数据整合在一起，构建数据库进行处理。

诸如，某城市地铁工程在住宅小区工地施工，由于工地地质条件较差，工程地基施工完成后，进行桩施工，发现住宅小区周边存在不同程度上的沉降现象。地铁采用盾构施工，工程桩中间穿行，最近距离大概在1.7m～1.8m，出现工程桩位移和建筑物沉降现象。为了保证工程安全，需要加强变形监测，在每栋建筑物周边设立2～12个基础沉降观测点和4个地面沉降观测点，隧道和止水幕墙交叉位置设置6～8个地面沉降观测点，观测点之间间距大概在15m～30m左右。同时，应用地理信息系统和三维测绘技术，搭建三维数字模型，有效进行数据分析和数据管理，为后续的管理提供可靠依据。