测绘地理信息系统在智慧城市测绘工程中的应用

2022-08-26魏东方

智能建筑与智慧城市 2022年8期

魏东方

（合肥市测绘设计研究院）

1 测绘地理信息系统

1.1 概念

GIS能够采集、存储和管理相关的数据，利用计算机的软硬件技术，对整个或局部地区的地理信息进行分析、展示。GIS 数据的数据体系分为三个层次：数据处理层、应用管理层、业务逻辑层。它最大的特点就是它的可视性，它可以通过海量的数据和技术，建立起一个二维和三维的建筑的虚拟管理系统。同时，利用GPS等卫星通讯技术，还可以准确地进行目标的准确定位，从而在一定地域内找到具体的目标。测绘地理信息系统是以地理学科为基础，通过数据库连接地理信息系统，用计算机实现对地理信息的采集、加工和存储[1]。

1.2 测绘地理信息系统的技术要点

1.2.1 GPS

随着计算机技术的飞速发展，将GPS 技术和电脑技术相融合，极大减少了测量过程，降低了测量的专业难度，提高了GPS 技术的普及程度。GPS 测绘系统是基于人工卫星的高精密GPS 导航系统，它的作用就是利用GPS来获取物体的方位。GPS系统由三个部分组成，包括卫星导航部分、地面控制部分和地面监控系统。GPS卫星能够观察和确定被测量目标的座标，并向地面监测系统提供星历，并通过计算分析各颗卫星之间的时序差异，将所得到的资料传送至各卫星，然后通过卫星的传送至使用者设备。在工程测量中，可利用人造卫星进行数据的收集和传输，再由主控制计算机进行分析。

1.2.2 空间信息分析处理技术

空间信息分析包括数据获取和预处理，当进行多源异构数据综合分析时，需要进行属性数据空间化和尺度转换处理，然后进行空间数据探索分析。

1.2.3 高分辨卫星遥感技术

卫星遥感技术在全国各地都得到了广泛运用，无论是在市政工程，还是在生产、农业等领域，都发挥了重要作用。利用高分辨率的卫星遥感技术可以准确把握地表的变化。另外，利用卫星的遥感技术，可以将GPS、GIS技术与其他技术相结合，对交通、工业和农业进行科学、合理的规划。

1.3 测绘地理信息系统构建

在测绘系统建立过程中，采用了基于数据逻辑的实时数据网络系统，实现了对地图进行实时、精确的测量。在全面的智慧城市测绘系统中，要准确把握其总体位置，并将其运用到最大程度。在测量领域，要保证测量技术能够适应城市化发展的要求，要不断地进行技术革新，搞好测量工作。利用各种测量技术，对各大城市进行科学、合理的地图绘制，推动区域的快速发展，利用不同的地图资源共享方法，提升城市的技术能力；同时，利用GIS技术建立景观模型、地图模型等模型。在城市规划中，地形建模是一个非常关键的问题，它可以从地形建模中获取到相应的地图信息，并利用该区域的图像数据来显示（见图1）。

图1 地理信息系统流程图

测绘地理信息聚合系统总体框架包括通过表现层、业务逻辑层、数据层。

1）数据层

测绘地理信息集成平台的主要资料来自网络，例如有关部门官网、主流新闻网站、测绘地理信息网站等。

2）业务逻辑层

其核心内容包括信息查询、信息展示、网页解析、信息存储等。

3）表现层

由测绘地理信息展示系统与采集子系统构成。

操作平台、应用软件和数据库等组成了GIS 平台。GIS 的数据包含了属性和空间两方面的内容，在新一代技术的支撑下，利用数据库来储存全部的数据，使各系统之间能够进行无缝的连接。此外，还可以通过多个开放GIS 的平台运行优化城市GIS 的服务和目标[2]。

1.4 地理信息系统在智慧城市中的应用价值

智慧城市建设涉及电力、交通、经济建设等多个领域，是一个综合性的工程。所以，将GIS技术运用到智慧城市测绘中，建立一个信息互联的平台，将极大的打破地域、环境等方面的制约，为城市的发展提供有力的数据支持，从而实现智能化的服务。智慧城市的构建，最终以服务人民、服务社会为目标，以使市民能够得到更为便捷、更具人性的服务为目标。

在我国的信息化进程中，时空信息服务和测绘定位服务是实现信息共享的关键环节，是推动各方面协同推进、高效治理的根本条件和基础。特别是，通过开展电子地图查询服务和卫星图像服务等，可以推动城市管理、建设、服务、决策等方面制定统一的执行标准，从而为建设智慧城市智能化空间服务提供更加有利的条件支撑。此外，还可以将GIS 在智能地图中的运用扩展到更广的领域，确保合理的资源配置和及时的传递，从而提高智能决策的服务品质。利用遥感图像与卫星位置对构成一个都市体系的各种因素进行自动的分析，从而使得智能决策更加具有现实意义。

1.4.1 数据信息采集

在智慧城市的空间信息资源收集中，可通过GIS 技术对信息进行整理与分析，使其能够更好地反映出其在信息化进程中的重要意义。采集方式分为两种：一是离散式，二是连续式，在进行存贮时应依据各自的特性，选用相应的存贮分类，以方便以后的数据转化。GIS数据采集大多依赖卫星系统调整数据采集的角度和高度来实现对数据的综合处理，从而得到更为完整的数据结构、高维数据、度量单位和投射系统等数据结构。

1.4.2 数据分析

GIS 系统采用了一体化的数据传输与处理功能，无需再对其进行运算，提高了工作的速度和使用便利性。GIS通信模块将存储的数据与图片进行同步传送，通过将这些图层按照参数的矢量性进行有效叠加，从而形成立体的几何模型。因为卫星的观测角度不同，所以在进行数据采集和拍摄时，需要对各颗卫星的位置进行数学建模，以保证各颗卫星的位置与位置符合，然后才能将整个数据进行有效地输出和展示。

当数据采集完毕后进行处理时，可以使用专用的数据处理程序来解决。数据传送后不能直接使用，需要对其进行预加工、修改，然后再进行模型化，采用拓扑和图形相结合的方法对其进行综合的分析。在进行数据处理时，其最大的优点就是能够通过对其特征进行的分析，得到与之相关的数据。当采集到的数据比较多时，而且相互间的联系比较明确时，需要用模型来进行数据的加工。由于各大城市的测量要求不尽相同，因此在进行测量之前，必须根据差异大的资料来进行建模，以保证测量的精度能够达到各种要求[3]。

2 地理信息系统在城市测绘中的应用场景

2.1 城市管理

推进智能化城市的发展，需要借助信息化技术，充分发挥GIS在智能地图上的实际运用。将相关的资料和数据进行集成，运用集成的方式，实现智能化的城市建设。政府要加强GIS 在实际工作中的运用，扩大GIS 的使用范围，使资源得到更好的分配，确保其科学、完整。

另外，在收集城市公共基础设施建设的资料时，通过对国内现有GIS数据库中的资料相关数据进行比对，根据现有资源、人口等信息的分配，可以对某一地区的公共基础设施项目的种类、数量、密度等进行初步分析，从而加快项目的进度，节约投资。

2.2 城市规划设计

当前，随着城市化进程的不断推进，城市公共基础设施的建设已逐渐形成了一个由政府主导的城市规划和行政机构共同承担的重要工作。鉴于各大城市的现实经济发展需要，在规划和建造各种建筑时，需要全面地考虑到城市周边的情况，保证有关工作具有科学性和合理性，从而促进城市整体的可持续、良性发展。这是当今智慧城市的一个重要技术基础，它要求有专门的技术人才，从大量的测绘地理资料中，对其进行立体模型化和解析，立体地反映建筑物的位置、运动关系，使管理者能够全面考虑、统一整体的智慧城市规划[4]。

2.3 城市安全管理

GIS 技术可以在智慧城市建设中充分发挥其地理信息的优势，进行搜索和定位，从而为智慧城市的安全运营提供了有力指导。比如，当邻近城区出现严重的火灾时，工作人员可以根据GIS 数据，快速、精准地启动火灾现场和周围的灭火系统，合理调配附近的灭火力量和救灾器材，保证群众的生命和财产。在建设智慧城市时，必须加强对城市的安全管理，并运用GIS技术推动城市建设。