地理信息系统在测绘管理中的应用

2021-03-11

工程技术研究 2021年2期

南京市江宁区左宜测绘有限公司，江苏南京 210000

1 地理信息系统应用概述

1.1 系统概念

地理信息系统是基于数据库、计算机图形、航天、遥感等技术的一项全新技术体系，地理信息系统同时具备数据输入、分类存储、数据编辑、运算分析等多项使用功能，可以为用户提供更为优质的多元化信息服务。根据实际应用情况，地理信息系统根据用户操作需求，自动对相关地理信息进行采集处理，通过计算机程序在已知数据基础上构建空间信息模型，模拟所对应的现实地理空间的实际情况，为用户提供可视化的模拟地理空间观测服务以及各类空间的地理数据，便于后续测绘管理工作的开展。地理信息系统的组成见图1，三维地理信息系统数据主要内容见图2。

图1 地理信息系统的组成

图2 三维地理信息系统数据主要内容

1.2 系统特点

（1）信息动态处理。地理信息系统采取即时监控、卫星观测等技术手段，可以实时获取测绘区域内的地理信息，并随着测绘区域地理环境的变化情况而实时调整测绘结果，改变所构建的空间信息模型，保证了测绘信息的时效性。（2）自动化。与传统测绘方式相比，地理信息系统可以根据程序运行准则，用户提前输入的控制指令，在无人工干预情况下自动开展各项测绘作业，如数据采集、输入、分类存储、集中显示、图表绘制、图像处理，既可以提高测绘管理工作效率，简化作业步骤，又可以消除人为因素对测绘作业质量及结果准确性的影响。（3）完整性。从软件层面来看，地理信息系统同时具有多项使用功能，如信息采集、运算分析、集中显示等，可以对空间地理信息进行动态化处理，满足现代测绘工程的作业与管理需求。从硬件组成层面来看，系统将以硬件的形式存在，与各类软件产品相互组合，即可形成稳定的、完整的、具有良好逻辑性的信息化系统，可以对各类实时地理信息进行流动处理，完成信息流数据交换等操作。（4）高精度。与传统测绘技术相比，地理信息系统采取即时监控、卫星观测等技术手段，测绘精度较高。同时，地理信息系统还具备数据加工处理功能，可以对存在的观测误差值进行加工处理，进一步缩小测绘误差、提高测绘精度。GIS系统、传统测绘技术的误差对比见表1。

表1 GIS测量与传统测量的误差对比

1.3 系统主要功能

现阶段，地理信息系统具有多项使用功能，可以满足测绘管理要求。最为常见的系统功能包括地理空间数据管理功能和地图制图功能。其中，地理空间数据管理功能是系统基于程序运行准则，通过绕地卫星平面扫描等方式，持续将测区地理数据录入系统与配套数据库中，所录入数据类型有植被覆盖数据、河流水系数据、地貌图纸、地形结构、地势走向等。随后，根据所输入的控制指令，对各类地理数据进行分类存储，并提供数据检索、数据维护更新等服务，为后续规划方案编制、图形绘制等工作的开展提供信息支持。地图制图功能的发挥主要是系统根据已知测区地理信息，自动绘制不同类型的地形图，构建空间信息模型，帮助测绘管理人员直观、全面地掌握测区地理环境情况。这项功能有效解决了绘图时间过长、绘图精度不稳定等问题。

2 地理信息系统在测绘管理中的具体应用

（1）数据采集。传统测绘技术需要开展大量的野外测绘作业，工作效率不高，数据采集速度慢。同时，野外测绘作业质量与效率会受到气候条件、地形结构的影响。应用地理信息系统时，工作人员使用相应仪器设备，对测区现场环境开展扫描作业，向系统下达特定控制指令，系统即可采取遥感技术等手段，快速对测点三维空间位置进行锁定，获取测区地势走向、地形地貌结构、植被覆盖等地理数据，并对监测对象开展离散处理、抽象处理操作。随后将获取的卫星信号、地理信息转换为文字图形信息。

（2）数据转换处理。在GIS系统运行过程中，采取实物空间链接方式，需要根据不同属性和数字空间的条件关系开展识别、数据参数分析操作。在系统连接环节，同步收集拓扑建模数据，重建数据处理，切实满足系统功能兼容要求，有效发挥各项使用功能的作用。为此，要对系统所采集的信息数据进行转换处理，将其转换为可以被系统、用户识别认证的数据格式。同时，在数据转换过程中，受到客观因素影响，还需要提高数据转换的精度和完整性。工作人员需要根据数据转换要求和对象类型，选择合理的处理坐标及数据格式，进行选择性数据处理操作，以此提高数据转换处理质量。

（3）数据显示管理及数据库构建。现阶段，在测绘管理工作开展过程中，获取的各类地理数据普遍具有空间、属性与时间三种特征，这也是区别不同测量对象属性信息的主要依据。在地理信息系统中，根据地理数据特征来直观显示测区的地理环境情况。例如，在所构建空间信息模型中，用线条来表示测区内市政道路的分布情况，用点来表示居民的居住状况，用面来表示各类建筑物，如医院、学校、商业综合体建筑、住宅建筑等。同时，不同字段符号的颜色、密度分级也可表达相应地理信息的属性数量。此外，地理信息系统还会构建配套的数据库，对地理数据分类存储，形成数据要素集，如管线要素集、测绘点要素集、建筑面要素集等。同时，系统还具有编码机制，可以对数据库中储存的各项地理信息进行编码管理，生成具有唯一性、不可变更性的信息编码。用户在使用地理信息系统时，仅需要在检索系统中输入相应的数据编码，数据库即可为用户提供编码所对应的地理信息。

（4）资源调查。当前，地理信息系统在资源调查领域中的应用前景十分广阔，该系统可以通过卫星绕地、卫星平面扫描等方式，快速掌握测区的地理环境情况，大致评估测区内矿产资源、地下与地表水资源以及土地资源的分布情况，并根据已知的测点空间位置与地理坐标，明确资源分布范围边界线。例如，明确矿床分布位置和范围。与传统测绘模式相比，对地理信息系统的应用，无需开展重复性的野外测量、矿产资源勘察作业，即可在短时间内掌握测区内各类资源的分布情况，能够真正意义上做到资源管理自动化。

（5）构建区域性地理信息系统。地理信息系统具有良好的信息流动处理性，可以开展信息流数据交换等操作。根据这一系统特性，管理部门可构建区域性地理信息系统，向系统中导入不同测绘工程的资料文件。地理信息系统将根据测绘管理工作需求，对系统进行条块分割处理，在各个独立条块模块中储存适当类型的地理信息，避免不同测绘工程地理信息之间产生影响。同时，在开展测绘管理工作时，工作人员可以从地理信息系统中查阅、调取不同测区的地理信息，便于后续管理工作的开展，以及规划方案的编制。

3 测绘管理中地理信息系统的应用发展趋势

（1）软件研发。地理信息系统在测绘管理领域中得到广泛应用，是测绘管理工作数字化、信息化发展的主要途径，已逐渐成为我国现代测绘体系中的重要构成部分。但是，在系统的实际应用过程中，由于配套软件产品种类较为单一，对地理信息系统部分使用功能的发挥造成了限制，因此相关部门、企业机构需要结合测绘管理工作实际情况，针对性地开发地理信息系统的配套软件产品。以数据为中心，推动测绘管理工作向分析决策型转变，充分发挥系统的时空关系处理功能。为实现这一目标，可以选择在配套软件产品中增设数据互动功能，系统可以对不同尺度空间的地理数据、矢量数据与影像数据进行互动转换。

（2）网络化发展。现阶段，随着信息化时代的到来，应推动地理信息系统的网络化发展，对原有的地理信息系统进行整合处理，开放数据接口，筛除重复、错误的地理信息，在其基础上构建区域化、全国化的测绘管理信息系统。如此，用户便可以通过互联网实时查阅和下载不同地域、时间节点的地理数据，或实时发布与在线修改地理信息，这将在真正意义上实现数据共享，最大程度上提高地理信息的实际利用率。