GIS在工程测绘中的运用

李永超 LI Yong-chao

（贵州省地矿局一〇三地质大队，铜仁 554300）

（Guizhou Provincial Bureau of Geology and Mineral Resources Geological Brigade 103，Tongren 554300，China）

0 引言

地理信息技术在其发展过程中，逐渐围绕研究这一项特殊的测量技术而形成了一门相应的具有边缘性与交叉性质的学科，GIS这一项工程技术不仅对于空间数据的分析与管理具有十分重要的作用，还能够在数据综合与评估的同时得到更加重要的信息资源，从而实现了地理空间过程的演化模拟及预测工作。

1 GIS的发展现状及工作原理

计算机技术在工业工程领域的推广起始于上个世纪五六十年代，在这其中很多的研究人员尝试着将很多不同的内容转变成一种存储数据的形式，即利用计算机技术和地图处理技术的综合运用。到了1956年，国外的工程测绘专业部门最先开始通过计算机科技建立了数据库系统，而后不久地理信息系统技术也逐渐被运用到土地资源信息的管理之中，这就是最原始的GIS。GIS是一门复杂而具有边缘性的学科，其研究不仅要牵涉到制图学、测量学、地理学、计算机学以及电子学的成分，还要借助到计算机设计、数据库管理实验等等其他重要的学科环节。伴随着计算机科技与制图学在航空测量领域和工程领域的迅速发展，专业的研究人员就将这些复杂的学科联系到一起，想方设法通过计算机实现对数据图形的分布及数据的处理等重要任务，现代的GIS也随之产生。在过去，GIS被大多数人认为是一项专门用来监测灾害、土地管理、资源调查、政府决策、城市规划等方面的专业技术。然而随着21世纪的到来，伴随而来的是市场的迅速发展和GIS技术的不断成熟，在这种大环境背景下，人们的生产生活等各个方面都或多或少地接触到了GIS。在人们进行互联网查询世界各地的地理信息系统数据资料时利用到的就是地理信息系统技术。这种日渐进步的地理信息技术，不仅对人们的日常工作和学习带来了巨大的好处，还在一定意义上实现了资源共享、全球交流的加速等。目前，在一些发达国家和地区，GIS的应用已然成为了一种潮流的趋势。GIS的工作原理是空间性，软件上包含空间属性和空间位置，技术上则体现为空间拓扑的描述属性以及地理坐标等。一旦具备这两个属性，就能利用一定的科学算法进行严密计算，从而得出数据进行空间分析。其虚拟数据库管理系统的基本工作原理图如图1所示，具体工作原理实体三维图如图2所示。

图1 虚拟数据库管理系统的基本工作原理图

图2 具体工作原理实体三维图

2 GIS的特点及功能

GIS主要特点有：在分析数据和处理地理问题的过程中使用了属性数据与空间数据，最后利用管理数据的数据库系统进行数据的管理以及应用分析，这是一种全新的认识地理现象的思维方式；利用现代化的计算机科技手段，能够精确、快速地进行综合地理定位工作并且采集数据进行动态分析，最终完成空间上地理数据的分析、管理及决策；具备了相应的动态预测及地理分析的能力，能够以模型为途径进行地理现象的研究与决策；人为因素在私立信息系统中具有越来越重要的作用，地理信息系统中出现的很多问题其实都已经超出了人类的技术领域。GIS主要功能包含了采集数据、分析数据、决策、应用的整个过程。依据地理信息系统发展的多源性质，可将其具体分为：数据采集、编辑与检验；转换、格式化及概化；数据的组织、存储；数据分析；显示。其中，地理信息系统中的高级功能即使分析中的模型分析与空间分析。

3 GIS在工程测绘中的运用

3.1 采集数据：工程测绘的早期阶段，为了在数据库系统中实现现实世界的不同抽样与离散工作，需要利用数据实体的矢量及栅格两种方式进行存储。栅格数据的分别率主要靠地面单位实际的网格的宽度进行计算，它是由存储单元的行、列组成；矢量存储则主要利用几何学原理中的点线面来对客观的实体对象进行存储。在我国目前阶段，除了这两种方法外还有其他的方式来对数据进行存储的表示。收集数据工作进行时，传统的产生数字数据的方法是通过扫描手头上现有的纸质数据，而现代化的数据收集则可以利用GPS这种全球定位的系统，得到相应的坐标之后再利用现代化的GIS进行相关的处理工作，最终通过遥感技术来完成一整套采集数据的程序。

3.2 处理数据：所有的地理数据通常都具备如下三个主要特点：时间特征、空间特征和属性特征。在进行实际的工程测绘工作时，牵涉到的数据对象主要包括建筑物、交通道路以及属性数据等主观和客观两大类。主观属性数据主要包括一些交通客运量等，客观数据则主要包括建筑物及交通道路等等这些实体的设施。地理信息系统对于数据信息的收集能够将其直接存储到FAT表里并通过这种表对数据之间产生联系，最终进行数据的处理工作。这里的FAT联系可以从专题属性信息检索空间信息或者从空间信息检索专题属性信息，这就要依靠于GIS所建立形成的次种联系。

3.3 管理数据：在进行工程测绘工作的时候，主要能够反映出实物信息的点包括一些具有明显特征的道路、桥梁以及路面交叉口等等，主要能够反映出实物信息的线包括城市道路线、中心线以及通讯的走向等等，主要用于反映实物信息的面包括一些具体的建筑物。对于这些实物信息能够将其进行一个合理的分层管理：建立一个核心的测绘要素集，其主要包含的特征类有具体的城市建设的点线面各类建筑及其他设施；与此同时，还应当在地里数据的数据库管理系统中建立一个管线要素集，这里的特征类则主要包括电力设备、路边线、通讯线等等。

3.4 显示数据：通常来说，对于地图特征的表达可利用以下几种方式：单一地图、单一符号、相关联的多属性表达以及利用字段属性进行数量的表达。对于单一的符号表示法只是仅仅能够得到地图上信息分布的密集程度而已。在工程测绘中，尤其对于城市测绘方面，一般都能够用点对不同地区的居民居住情况进行清晰的表示，同样通过观察点的密集程度就可以知道居民居住的分布密集状况；道路的表示可以通过线来表示道路的分布密集曾度。如上所述的居民每个区的密集程度的表示都可以通过首先对居民的具体人数进行统计，然后依照不同的标准划分，最后利用不同的颜色来表示具体的不同居住状况，另外符号的大小也是表示居民分布的情况的一项重要指标。同样的，也可以在对城市道路的交通量进行统计之后，再利用不同种类的颜色对城市道路的交通量进行具体分类，以更加清晰准确地显示管理后的数据信息。

4 结语

随着我国经济水平和科技水平的迅速提高，地理信息系统的测绘技术在工程建设中发挥的作用越来越重要。无论是城市工程建设还是城市规划管理，无不要用到地理信息系统技术。传统的GIS测绘技术由于种种缺陷，已然不能适应如今的工程测绘工作，只有对地理信息系统不断改进和完善，这种全新的测绘技术才能在工程建设中做出其应有的贡献，从而更好地为工程测绘工作提供服务。

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[2]陈燕玲.小议地理信息系统在工程领域的应用[J].电脑知识与技术,2010(36).

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