工程测绘中地理信息系统的应用分析

庞广彦

（菏泽市测绘研究院 山东 菏泽 274000）

1 引言

在各行业领域工程项目的施工过程中，需要将测绘数据进行共享与交换，针对传统工程管理方式中数据更新不及时等情况造成的工程效率降低，需要充分利用信息技术手段，提升工程项目管理能力。工程测绘是建筑工程常用的技术工艺之一，因此需要合理规划设计工程测绘环节，减少测绘数据误差，将不同维度和地理位置的变化情况详细记录在工程施工数据表中。此外，工程测绘需要实现信息化管理，将数据管理过程交付给计算机软件，以减少人工操作过程中造成的误差。

2 工程测绘概述

工程测绘是工程项目全阶段管理中非常重要的环节之一，需要将规划设计、施工、竣工结算过程中的测绘数据统一标准化管理。以建筑工程为例，工程测绘需要利用精准地测量工具，采集多维度地理信息和建筑物信息，利用设计图纸，详细规划施工作业过程，最终达到建筑工程项目的效益最大化[1]。工程测绘在工程项目设计过程中，能够有效提供数据参考意见，并且在施工过程中严格测量建筑物可能存在的变形数据，实现实时信息化数据测量，在后期工程项目维护过程中，需要将原始测绘数据和竣工测绘数据进行对比分析，保障施工质量和工程进度，为竣工结算做准备。在地质勘探行业，工程测绘需要利用精准化的测绘工具以及软件，详细设计与规划测绘内容，将地球地理信息进行数字化存储，实现动态化工程测绘[2]。此外，工程测绘作业需要充分排除物理因素、化学因素、环境因素以及地质因素的干扰，顺利完成测绘作业流程，将标准化的测绘数据回传给施工团队。工程测绘对很多建设工程领域的重要意义不言而喻，测绘数据的高精准度和高效率逐渐成为建设单位和施工单位共同追求的建设目标。

3 地理信息系统概述

地理信息系统的主要组成结构是由硬件、软件平台以及基础支撑数据库构成，通过简洁化的用户界面，登录授权用户可以对地理数据进行查看下载以及修改操作[3]。地理信息系统GIS能够主要实现数据采集存储、空间分析以及可视化表达输出三类核心功能体系。GIS的基础支撑数据库可以实现将地理位置的经度纬度、高度深度、几何拓扑关系以及三维立体分布模型进行参数化表达，支持结构化数据和非结构化数据的输入、存储、处理分析以及输出功能[4]。GIS系统基于数学、几何学、空间拓扑学、统计学原理，对一定区域内的三维立体模型进行可视化分析，虚拟化设计地理信息模型，通过GPS全球卫星定位系统，完善地球表面和地底地质分布情况的数字化模拟能力。此外，GIS系统还可以通过用户的多元化选择模式，将所需地域内的地理信息模型进行可视化分析与结果输出，支持二维图表和三维立体模型的建立与输出，将不同空间与时间维度的地理信息模型实现分层次输出[5]。根据相关地球地理科学和信息技术原理，GIS系统能够实现强大的数据存储和处理分析功能，可以将复杂的数据信息进行高效率整合标准化输出，实现强大地理数据处理能力。

4 地理信息系统在工程测绘中的具体应用

4.1 遥感数据测定

传统工程测绘是人工操作，数据采集困难，误差较大，需要多次测量才能够计算得出相关数据，但是地理信息系统在工程测绘过程中，可以轻易完成遥感数据的测定工作。地理信息系统支持多格式的数据输入方式，针对遥感数据中较难获取的光谱、波段、地面覆盖范围、空间分辨率以及覆盖周期等项目，地理信息系统能够充分利用技术优势，精确获取遥感数据的测定结果。地理信息系统能够联合GPS全球卫星定位系统，以及北斗卫星定位系统，精准输出遥感地图数据，对适用地空遥感数据测定的建筑工程或者其他工程项目的测绘作业，能够准确提供测量结果。根据遥感数据的测定结果，工程测绘作业则需要进一步分析当前地理区域内建筑物的遮挡情况以及高度分布情况，有利于后续作业的规划与设计。此外，利用地理信息系统测定遥感数据，还能够为地质工程测绘奠定基础，遥感数据的高精度和高分辨率，能快速提升地质数据采集的作业效率。

4.2 地理信息数据采集与存储

针对GIS系统的独特优势，充分利用计算机软件技术有效整合工程测量数据，能够提升相关工程项目的数据采集与管理能力。GIS系统可以有效排除外界因素干扰，只需要部署与维护硬软件设备，即可实现高精度的工程项目测量作业。针对工程测量数据的采集与存储，需要充分利用地理信息系统数据采集与存储的独特优势，将不同数据类型的地理信息数据实现高效率采集与存储。GIS系统能够接受多类型和多源的地理信息数据输入，可以根据数据类型选择集中式数据库存储、分布式数据库存储或者非关系式数据库存储方式。在工程项目测绘作业流程中，需要根据实际项目需求，实现多维度地理信息采集，将相关数据按照分类和标签有序存储，能够实现高效率和高响应度的数据操作和查询。此外，在工程测绘过程中利用地理信息系统，能够联合GPS系统、数据处理分析算法、分布式存储方式，实现实时工程测量数据共享与交换，提升工程数据管理的工作效率。GIS系统能够协助工程测量过程，建立高精度工程数据管理体系，将地理信息数据的多视图层次进行绘制与分析挖掘。

4.3 工程测绘数据的标准化

GIS系统可以将不同标准格式的测量数据实现统一标准化处理，以及格式转换处理。测量人员需要在GIS系统中设置目标地域，将采集到的测量数据进行统一输入，系统可以自动分辨数据格式，建立不同主题类型的数据模型，还能自动辨别空间三维数据参数，用户可以自行选择输出的数据格式。工程测绘数据的标准化，能够有效提升测绘人员地工作效率。在选择数据预处理功能时，GIS系统可以自动识别输入数据结构与目标数据类型之间的转换条件，会提示用户选择以何种方式实现数据标准化，通过重建数据模型的方式，实现测绘数据结果的高精度输出。GIS可以根据数据结构类型有选择性地判别数据存储方式，将未处理的测量数据置于不同数据库中，在执行预处理操作时，将未处理的数据存储地点告知给用户，用户可以通过数据透视以及数据操作语言，实现并行分布式数据格式转换以及标准化。此外，工程测绘数据的标准化，需要充分利用GIS系统中对数据管理的相关分支功能，通过建立适用于当前工程项目的数据参数化模型，完善测绘数据管理能力。

4.4 测绘数据可视化分析

根据建筑工程、地质工程等工程项目类型对测量数据的高精度标准要求，地理信息系统能够实现将各个工程项目的测绘数据结果进行可视化分析与输出。用户可以自行选择输出类型，能够将大部分图表分析结果、图纸绘制结果、三维立体模型等相关数据参数化模型的建立过程进行可视化分析与输出。在工程测绘过程中，由于很多外界因素干扰，很多种类的地质数据、建筑数据都不能实现高精度测量作业，因此严重影响数据分析与规划过程。通过GIS系统实现测绘数据的可视化分析与结果输出，能够有效提升工程测量作业的工作效率和精准度，实现计算机软件为基础的智能化工程测量管理。此外，测绘数据度可视化分析，能够协助设计团队进行施工设计规划，对工程量清算等环节的顺利实施奠定基础。充分利用GIS系统可视化分析图表的简易设计界面，良好的人机交互性能，实现高精准度和高标准的工程测绘数据管理，协助建筑工程、地质工程等工程项目的信息化工程管理。

5 结语

工程测绘在工程项目实施过程中，通过实现信息化地理数据测量，在后期工程项目维护过程中，需要将原始测绘数据和竣工测绘数据进行对比分析，保障施工质量和工程进度，为竣工结算做准备。根据相关地球地理科学和信息技术原理，GIS系统能够实现强大的数据存储和处理分析功能，可以将复杂的数据信息进行高效率整合、标准化输出，实现强大地理数据处理能力。