基于GIS 的国土测绘数据分析系统设计

高彩莲

（海天地信科技有限公司，山东 烟台264001）

由于国土测绘数据内含信息丰富的特点，对其进行数据分析具有很高的难度。传统国土测绘数据分析系统存在分析残差高的缺陷，为此，基于GIS 重新设计国土测绘数据分析系统，致力于降低国土测绘数据分析残差。

1 GIS 应用概述

GIS 以其自身良好的空间数据表现力，实时采集地理信息[1]，并通过GIS 的运算、分类、存储等功能执行对地理信息的管理操作。通过地理信息的坐标点位，展示其独特的视觉化效果。除此之外，GIS 具备极强的空间分析能力，在对GIS 技术进行分析时，发现此项技术具有较强的空间分析能力，这项功能在实施过程中，需要由计算机网络为其提供支撑。通常情况下，GIS 技术在对事物进行描述时，只能从简单的角度进行表述。包括对空间事物发出疑问，由于事件的空间分析是一个相对动态化的过程，因此他无法正面的回答问题。利用GIS 技术分析事物的过程，也可被称之为数据空间表达的过程，通过对空间事物的认知，掌握图像、拓扑图像、几何数据等背景，并以此作为参照依据，对事件可能发生的行为进行预测，最终达到对事件的分析功能。因此，有必要将GIS 应用在国土测绘数据分析系统中，展开优化设计，其具体内容如下。

2 国土测绘数据分析系统硬件设计

2.1 微控制器集成电路

在系统服务器硬件中，本文采用了一种具有嵌入式- 微控制器的集成电路对其进行优化设计，微控制器集成电路接口线路，如下图1 所示。

图1 微控制器集成电路接口线路

结合上述图1 所示，其中RTH 和CHAN 容量为48K、56 K的硬件平台，该平台可以更好的完成系统中对国土测绘数据采集以及处理等功能的要求。微控制器集成电路各项参数及配置要求，如表1 所示。

结合表1 所示，对微控制器中的最小系统电路以及数据采集与解析电路进行设计。利用转换芯片将模拟信息转换为数字化信号，并进行优化，获取更优质的国土测绘数据。

表1 微控制器集成电路各项参数及配置要求

2.2 通信链路

在设计微控制器集成电路的基础上，为确保系统中的国土测绘数据的传输能够高效进行，设计通信链路，表格化传感器接收端的有效信号。基于通信链路的联动功能，将多个系统硬件有效的串联在一起，本文设计的通信链路亮点之处在于能够通过运营商基站传输国土测绘数据，以此减小信源信号的冗余度，将出现传输错误的几率降至最低，提高国土测绘数据的传输效率。

2.3 显示器

设计显示器作为系统的展示界面，将国土测绘数据在显示器上显示。本文设计的显示器，型号为AWrty96525400，尺寸为64 寸，共有24 路，通过串口通讯能够直接获得的国土测绘数据。通过Sucount K 网络与下层控制主机相联。显示器的硬件环境配置，包括：2Mbpspc 端各类型浏览器及移动端各类型浏览器，类型为带宽可支持浏览器。利用显示器中的双核多路，提高显示速率。以此，完成系统硬件部分设计。

3 国土测绘数据分析系统软件设计

系统软件流程图，如图2 所示。

结合图2，进行如下分析。

3.1 基于GIS 处理国土测绘数据

在获取国土测绘数据后，还需要基于GIS 处理国土测绘数据，统一国土测绘数据格式。充分利用GIS 的数据处理优势，首先，将采集倒的数据做自校验，利用GIS 技术将二维影像转化成三维点云模型[2]。其次，利用GIS 技术中SIFT 特征提取算子提取国土测绘数据特征点，删除相对较低区域的数据。再次，利用GIS 进行国土测绘数据特征粗匹配，提取出有价值的国土测绘数据信息。在此基础上，剔除误匹配点。最后，在完成国土测绘数据处理步骤的基础上，运用GIS 的高程模型功能，正向映射校正国土测绘数据后，在多次对比达成一致后，实施国土测绘数据成像，并去除边缘模糊的国土测绘数据，提炼国土测绘数据的空间信息特征，完成国土测绘数据处理部分。

图2 系统软件流程图

3.2 建立国土测绘数据3D 绘图协议

在基于GIS 处理国土测绘数据的基础上，集合国土测绘数据属性要素，生成支持系统迭代分析的数据格式。分析国土测绘数据属性，制作相应的电子信息表。基于GIS 建立国土测绘数据3D 绘图协议，实现国土测绘数据电子信息表的空间数据可视化。具体流程为：首先，通过HTML 脚本制作Web 交互式三维动画，以3D 图形的形式渲染国土测绘数据。其次，利用OpenGL ES 2.0 制作国土测绘数据API，允许文档对象模型接口。最后，利用部分Javascript 实现国土测绘数据3D 绘图自动存储器管理。

3.3 国土测绘数据相互调用

完成上述操作后，将国土测绘数据属性作为参照数据，通过调用数据，实现国土测绘数据相互调用。在此基础上，运用GIS，对国土测绘数据进行成像，直观的检索国土测绘数据，并使用系统提供的专家处理技术，使国土测绘数据呈现一种可视化状态，以此实现对国土测绘数据的交互与有效调用。基于GIS能够得到国土测绘空间矢量数据，实现对国土测绘数据的相互调用，以此提高国土测绘数据利用率。

3.4 基于GIS 迭代分析国土测绘空间矢量数据

为进一步分析国土测绘数据，还需要基于GIS 的空间分析能力，迭代分析国土测绘空间矢量数据[3]。通过GIS 根据国土测绘空间矢量数据的空间特性，联系计算机网络的表达方式，对国土测绘空间矢量数据进行客观性空间描述。并在此基础上，转换数据格式，将基于GIS 的地理信息数据转换成可支持国土测绘空间矢量数据格式数据，动态化表述国土测绘空间矢量数据的变化过程。以此，作为国土测绘空间矢量数据的模糊转化过程及表达，基于GIS 空间描述对国土测绘数据的认知，掌握图像、拓扑图像、几何数据等背景，为分析国土测绘空间矢量数据提出基础数据，最终达到对国土测绘空间矢量数据的分析功能。至此，完成系统设计。

4 实例分析

4.1 实验准备

设计实例分析，选择Kpertyle 国土测绘数据集作为实验对象，研究对象具体信息，如表2 所示。

根据表2 所示，对上述Kpertyle 国土测绘数据集执行分析行为。忽略其它影响因素，首先，使用本文基于GIS 设计的分析系统，分析Kpertyle 国土测绘数据集，使用matalb 软件测得其分析残差，定义该组为实验组。再使用传统的分析系统实施相同步骤的操作，同样使用matalb 软件测得其分析残差，定义该组为对照组。共设置6 次实验，记录测得的分析残差。分析残差越低表示该分析系统对于Kpertyle 国土测绘数据集的分析精度越高。

表2 Kpertyle 国土测绘数据集具体信息

4.2 实验结果分析与结论

整理实验结果，分析残差对比结果，如表3 所示。

表3 分析残差对比结果

通过表3 可知，本文设计系统分析残差明显低于对照组，能够实现对Kpertyle 国土测绘数据集的精准分析，具有实际应用价值。

5 结论

通过基于GIS 的国土测绘数据分析系统设计，能够取得一定的研究成果，解决传统国土测绘数据分析中存在的问题。由此可见，本文基于GIS 设计的国土测绘数据分析系统是具有现实意义的，能够指导国土测绘数据分析系统优化。在后期的发展中，应加大GIS 在国土测绘数据分析系统中的应用力度。截止目前，国内外针对基于GIS 的国土测绘数据分析系统研究仍存在一些问题，在日后的研究中还需要进一步对国土测绘数据分析系统的优化设计提出深入研究，为提高国土测绘数据分析的综合性能提供参考。