GIS的工作原理及其在测绘工程中的应用研究

李杨

[摘要]近年来，随着社会经济的发展，大量工程投入到建设当中，并在时间推移下逐渐成为我国国民经济的重要支柱产业，与此同时，工程测量作为工程建设中的一个重要环节也日益受到人们重视。工程测量，包括测量方法、技术、数据，是工程建设各阶段测量工作的总和，若缺少工程测量所提供的图纸与数据，不仅会影响施工规范，还会对工程进度造成严重影响。可见，做好工程测量是确保工程建设顺利进行的前提。

[关键词]GIS的工作原理 测绘工程 研究

1工程测量发展概述

工程测量，是指工程项目各阶段所进行的测量工作，包括测量数据、方法和技术在内的总和。随着社会科技的进步，现代工程测量已突破了传统静态的测定，逐步向着动态化，数字化、自动化、智能化方向发展，在与光学、机械学、自动化科学和计算机技术的相互交叉渗透中，产生出了一系列数据采集、处理、监控的测绘新技术，为工程测量提供了新的方法和手段，其中包括全球定位系统（GPS），遥感技术（Rs），地理信息系统（GIS）及数字化成图技术。目前，工程测量的服务范围相当广泛，其应用领域除交通、城规、农林、水电、资源外，还广泛应用于环境评估、国土管理、通讯、公共管理、统计和金融商业等领域。

2 GIS的工作原理

GIS规范化发展是一个相对漫长的过程，随着各种系统的应用，GIS逐渐趋于成熟，在测绘领域的作用也逐渐的凸显出来。GIS工作原理主要是对不同来源的多元化形式数据进行采集与分析，确定测绘的准确坐标。如利用经纬度、海拔等对变量位置实施标注。然后通过一定的组织手段形成能够直接方位的数据库，并通过不同系统运营商将地图形式的数字信息，通过一定的转换手段，转换成可以供系统直接识别的信息或图像。

3GIS技术的应用发展

GIS（GeographiealInformationsystem），即地理信息系统，又可称为资源与环境信息系统，是一门以信息技术为基础，围绕地理信息而展开，结合地图学、地理学、环境科学、空间科学、信息学管理及遥感科学构建而成的综合技术性学科。GIS技术通过将地球范围内所有已存在或已发生的事物解析为图像，而后利用全数字摄影测量、扫描矢量化等手段获取地球或个别区域资源的数字信息，具有标准化、及时化、准确化的特征。GIS以其强大的图形显示输出与数据库管理能力被广泛应用于多个领域，尤其是在工程测量当中，GIS能够根据测量要求在短时间内将数据库中保存的信息处理成图，成图效率远远高于传统方式，不但显著缩短了工程设计进度，且图形一目了然，信息具体明确，大幅提高了工程设计的效率和质量。此外，GIS还可经由空间分析与空间查询等功能为决策提供辅助作用，其中，空间分析作为CIS中的重要功能，可通过处理现有信息来从中挖掘出对决策起到参考与借鉴作用的信息。目前，但凡火山爆发预测、全球性的天气周期性分析或是对大范围农作物进行估产都是经由GIS系统来完成的，而我国现有精度最高、比例尺最大的数据库也已在我国农林业、土地资源、国防交通等多个部门中得到使用，效益理想。

4 GIS在测绘工程中的应用

4.1数据采集

在测绘工程实施初期，可以利用GIS系统对实际客观存在的测量对象进行抽象、离散等处理，并将连续对象实体以矢量、栅格两种形式存储在系统数据库中。其中栅格数据组成部分包括唯一值存储单元、列，其数据集分辨率大小主要根据地面单位网格的规格大小；矢量存储方式就是利用几何图形中的基础点线面，将客观对象表示出来。

4.2数据转换与处理

GIS对数据的处理主要是通过专用的数据处理软件，将相关数据上传到系统中，进行编辑以及数据预处理，然后对数据进行拓扑建模，最后通过将相应的测量图形以及系统中相关土层进行叠加分析。GIS中软件能够分析采集到的数据属性之间的空间关系。如果采集到的数据為复杂的实体，临近数据存在包含关系，需要通过建模分析。在数据转换与处理过程中，需要重视对数据的重构，将其转换为GIS系统能够识别的数据形式，保证各个数据源之间的兼容问题。在测绘工程中，对于不同的需求侧，其数据属性也会存在差异，因此在数据分析之前，需要通过一系列的转标转换以及投影，建立差异性的数学分析模型，满足GIS系统对数据空间分析的具体需求。

4.3 GIS空间分析

经过数据采集、预处理、处理等工作后，GIS系统就能够通过相应的数据进行空间分析，并通过相关的数据计算，对研究对性空间位置进行那个定性以及定量的描述。GIS系统主要的功能包括空间分析，而空间分析是相对繁杂的过程，涉及到经济学、地理学、物理学、区域学等学科知识。对空间物体位置的定量描述主要借助于空间统计学、拓扑结构学、图论等，这样才能实现对研究对象的空间数据描述效果，从而对空间过程实施进一步的预测分析。

5 GIS在测绘工程中的应用优势与发展前景

GIS管理就是将地理空间实体数据之间的关系，经过一定的转换与处理，将复杂的地理规划、管理、决策问题转换为简单的定量分析，并利用一系列的设备、软件等，实现对数据的模拟分析、传输、评价等。在整个过程中，不仅能够得到传统测绘方式难以获取的地理信息，还能够实现对研究对象的空间定量分析。该系统通过定量、定性等形式，实现了GIS应用于分析的有效结合，为整体规划提供有效地便利，获取的数据也更为精确。另外，GIS系统具有快速分析、查询等功能，能够从大量数据中获取有用的信息，为重大地理决策提供便利。随着信息技术的发展，GIS系统应用的范围会更加的广阔，可能会与cI、SDA等技术相结合，实现时空一体化的地理信息数据分析。另外，GIS系统的应用会逐渐的渗透到各个领域，并且将不同领域空间模型整合到一个标准的框架中，实现通信、调度、执行为一体的智能化系统。

6结束语

现阶段，我国的城市化建设正处于快速发展的新阶段，人们对于工程测量精度的要求也越来越高，这就要求相关人员加强对新测量技术的研究。GIS技术在工程测量中的应用是测绘工程一次巨大的变革，对整个测量领域产生了巨大的冲击，推动了测绘工程的发展。目前，我国的工程测量技术仍存在一定的缺陷，包括测量数据来源、标准不统一等，还需要加强这些方面的研究，对GIS技术进行不断的完善，提升测量的精度，为我国工程测量提供有效的支持。endprint