工程测绘中地理信息系统的应用研究

陈彬彬

摘 要：工程测绘工作广泛应用于我国方方面面的建设，而传统测绘设备以及方式无法满足当前社会对于测绘精度以及效率的需求。地理信息系统（GIS）在工程测绘中的应用，能够促进工程事业的快速发展。本文就地理信息系统（GIS）在工程测绘中的应用进行分析，帮助人们对地理信息系统的了解和认知。

关键词：地理信息系统 工程测绘 应用

对于地形进行测绘是一项繁重而又复杂的工作，目的在于为城市以及工程矿区提供不同比例尺的地图，从而实现安全生产与生活。GIS是建立在测绘测量的基础上，应用数据库为数据源，是管理和研究数据的计算机系统。通过相应的硬件以及GIS软件支持，运作和处理描述地球表面从大气层到地表的浅层空间要素的位置和属性等地理参数数据信息，对数据库中的数据进行识别。

1、地理信息系统（GIS）

地理信息系统，英文：Geographic Information System 或Geo-Information system，简称：GIS。它是一种特定的比较重要的三维空间信息系统，它是利用计算机硬、软件等系统，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的相关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术分析系统。同时，位置与地理信息既是LBS 的核心，也是LBS 的基础。一个单纯的经纬度坐标只有放在特定的地理信息中，确定某个地点、标志、方位后，才会被用户认识和了解。用户对与之相关技术获取到位置信息之后，还需要更多的了解所处的地理环境，查询和分析环境信息，以便为用户活动提供信息支持与服务。

2、地理信息系统的功能特点

2.1 数据编辑和处理功能

地理信息系统（GIS）具有对各种图形编辑：主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等，与数据库相连接，对原图进行处理。

2.2 数据采集和输入功能

地理信息系统（GIS）可以采集空间各种数据，如空间各种物质的具体位置、物质的大小及形状和方向以及几何拓扑关系等。具体的输入方式采用数字扫描仪、键盘、商业数据、数字拷贝等。

2.3 数据的存储与管理

地理信息系统（GIS）的数据结构主要是矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构。在数据存储和管理中，大多数GIS 系统采用空间分区、专题分层的数据组织方法。

2.4 空间查询和分析功能

2.4.1 地球空间检索：其中包括地球空间具体位置检索和地球空间物体及其属性、从属性条件检索地球空间物体；地球空间拓扑叠加分析等。

2.4.2 地球空间的特征：包括在地球空间存在任何点、线、面或相关的地球空间的图像的相交、相减、合并等等，以及特征属性在地球空间上的连接。

2.4.3 地球空间模型分析： 比如数字地形高程、远程分析、BUFFER 分析、网络分析、三维模型分析、多要素综合分析及面向专业应用的各种特殊模型分析等。

2.5 直接采用可视化表达与输出

通过中间处理，最终结果以可视化形式出现。屏幕显示的对象与方式，图形与数据，可根据具体的要素信息密集成度进行屏幕显示。GIS 不仅可以输出全要素地图，也可以按照各种用户的需求，分层输出各种专题图、各类统计图、图标及数据等。

2.6 地理信息系统（GIS）的特点

2.6.1 GIS 系统具有开放性特点。GIS 系统在开放式环境下具有非常强大的可扩充性和可连接性。GIS 系统对大多数数据库管理系统都支持，能够信息共享，如ORACLE、SYBASE、SQLSERVER 等大型数据库；运行多种编程语言和开发工具；对各类操作系统平台的支持；为各应用系统，如SCADA、EMS、CRM、ERP、MIS、OA 等提供标准化接口；可嵌入非专用编程环境等。

2.6.2 GIS 系统具有一定的先进性

（1）对远程数据和图纸查询的技术支持。GIS 系统利用自身强大的系统图表输出功能，输出后可以直接打印出地图、统计报表、各类数据等。

（2） GIS 系统具有对各种线路的方位与区域分析判断功能，为使用的用户提供安全可靠的辅助决策，综合统性计分析，为管理决策人员提供科学的依据。

（3） GIS 系统具有高精度测绘能力。由GIS 系统制造的省级地图，其比例尺可以达到1：10000 或1：5000，市级城市地图比例尺可以达到1：1000 或1：500，并且制造的地图可以分层显示山川、水系、道路、建筑物、行政区域等。

3、工程测绘中地理信息系统的应用分析

根据以上对地理信息系统（GIS）系统功能及特点的论述，下面对地理信息系统（GIS）在实际工作中的应用进行分析。

3.1 对数据采集的技术分析

在实际的工程测量过程中，在没有使用GIS 系统时，数据的采集是一项比较繁重的工作，它受很多因素制约，如天气情况、地理位置等，如天气影响：刮风、下雨等影响数据的采集；地理方面的影响：沼泽、高山及丛林等都会影响数据的采集。采用地理信息系统（GIS）在工程测绘中不受任何影响，地理信息系统（GIS）通常采用栅格、矢量两种方式对象实体连续存储。其中栅格数据包括存储单元的行与列，存储单元放唯一值，可以根据地面单位的网格宽度来确定栅格数据采集的分辨率。矢量存储对实际存在的对象采用几何图形实际的表现出来。同时采用GPS 卫星定位系统获取相应的坐标位置，将输入的GIS 系统数据进行处理。在配合摄影机、激光雷达、数字扫描仪等设备，结合航天器和卫星的数据库，最终完成数据采集。

3.2 高精度测绘分析

地理信息系统（GIS）主要是通过各种数据及软件对输入的数据进行编辑，实现对数据的预处理，对数据的处理采用进行拓扑建模方式，把采用其它方式得到的测量图形与GIS图层中相同的区域进行重复分析。地理信息系统（GIS）软件具有属性条件不同的各种数字化地球空间数据的空间关系进行自动识别的功能，实现对复杂的空间与实体的连接，并针对附近及包含的各种关系进行数据建模及分析，在通过各种数据的转换最终达到高精度的技术要求。

3.3 地理信息系统（GIS）空间系统分析

通过对数据的预处理，就可以在地理信息系统（GIS）中进行图形分析，数据计算，对于地球空间物体的具体空间位置和相互之间的关联性，最终实现对地球空间事物的定量描述。在地理信心系统（GIS）系统中，物体在空间的分析功能是该系统的核心功能，在程序制作过程是一项非常复杂的工作，它涉及到区域科学、地理学、经济学地球物理学等多门学科，同时还包括拓扑学、图论、空间统计学来描述、分析空间构成，最后完成对地球空间数据获取与描述，实现模拟和预测空间过程。地理信息系统（GIS）在设计和制作过程中比较复杂，涉及的面比较广泛，但使用比较简单，大大的减轻了工程测绘人员的劳动强度，并且所获得的数据精度高。地理信息系统（GIS）在工程测绘上的应用所获得的社会效益和经济效益非常显著，也为工程测绘技术的发展奠定了坚实的基础。

4、结束语

随着我国经济的飞速发展，地理信息系统（GIS）的应用为高尖端建筑工程的测绘提供有力的保障，对于工程测绘人员要认真的研究地理信息系统（GIS）相关的技术，为工程测绘技术的发展做出应有的贡献。

参考文献

[1]陈永波，朱阿兴，陈秀琼. 基于地理信息系统及人工智能技术的滑坡危险度区划探讨[J]. 水土保持学报. 2003（05）.

[2]周超，蒲俊兵，殷建军.地理信息系统技术在岩溶环境学领域的应用[J].科技传播. 2011（04）.

[3]田维军. 地理信息系統技术在工程测量中的应用[J].资源信息与工程. 2017（01）.