数字化测绘与基础地理信息系统的建设

范英霞

摘要：所谓数字化测绘，是和模拟测绘相对的。广义的数字化测绘又称为计算机成图，主要包括：地面数字测图、地图数字化成图、航测数字测图、计算机地图制图。数字化测绘技术使得纸上手绘图阶段过渡至高速共享的数字化时代。地理信息是指与地面空间有关的信息，将这些信息进行有组织的构建便得到地理信息系统，地理信息系统涉及测量、制图、地理、遥感等多个学科。测绘地理信息系统就是利用测绘技术对地面空间相关信息进行处理和测量，建立测绘地理信息系统可以高效的管理地理信息数据，对研究地理信息系统和推广地理信息有重要的意义。

关键词：数字化测绘；基础地理信息；系统建设

地理信息系统，简称GIS，是以地理空间数据信息为基础，采用模型法为地理研究和地理决策服务的计算机信息系统。它以计算机系统为支持，对地球表层所有有关于地理的信息数据进行搜集、管理、运算、分析、显示和描述，通过整合数据中的数据信息，GIS可以分析出地理信息系统所具有的属性和代表意义，实现地理决策的功能。

1 地理信息系统的应用

目前，测绘地理信息新系统主要应用于资源清查、城乡规划、灾害监测、环境管理等方面。地理信息系统的定义是以地理空间数据信息为基础，采用模型法为地理研究和地理决策服务的计算机信息系统，所以，资源清查是地理信息系统的基础也是基本功能，在资源清查方面，GIS的主要任务就是汇集测绘得到的信息，并通过系统的分析功能提供资源统计服务，在土地的利用方面，GIS可以通过系统的分析输出工作所需的土地信息，在中国国土资源信息系统中，数据库、辅助决策、图形编辑三个子系统就可以完成所有的资源存储、数据计算、數据分类、数据输出等工作，并模拟出所有的地理地形，给资源的合理开发提供了很大的帮助。地理信息系统可以通过搜集遥感数据并分析达到预测森林火灾、洪水、干旱等灾害的目的，以森林火灾为例，搜集森林的气温、风速、气压、降水等气象数据，统计植被覆盖率、植物生长率、死亡率等因子，建立数学模型，就可以通过GIS预测森林火险并能准确预测出火灾等级，这个功能给救灾抢险提供了极大的便利。

2 测绘地理信息系统建设设计

2.1 地图数据的搜集

地图数据的搜集是建立测绘地理信息系统的基础，地理信息数据的采集过程大都是将原有的数据转化为统一格式输入到数据库中，包括卫星、遥感装置、航空器等仪器搜集到的数据。测绘工程的开张过程中一般只需GIS的测量、处理与储存功能，目前采集地图数据主要依据地图矢量化原理，利用手扶跟踪数字化采集和扫描矢量化采集两种方法采集数据，再通过地图扫描矢量化法将地图矢量与所得数据结合起来，完成数据的搜集。地图矢量化是指将目标看做单个矢量单位或多个矢量单位的结合，与传统的扫描纸质地图并将数据保存为栅格图像的方式相比，矢量化方法可以随时对数据进行拓扑求解并有效避免了阶梯效应，提高了地图数据采集工作准确性。手扶跟踪数字化采集方法是指利用固定设备跟踪地图数据，具体操作为先将地图固定在数字桌面上并连接数字化仪器，然后定向地图中的控制点和轮廓点，利用最小二乘法接触变化参数，最后将图形图像数字化。扫描矢量化采集方法是指将地形图扫描后导入其数据到计算机内再进行矢量化处理，具体操作为利用光电转化和图像反射用散射光源扫描图像后将反射光转变为电信号录入计算机系统，然后利用应用绘图程序细化图像，剔除矢量单位中多于的点，最后将图像分为多层矢量。采集数据之后要进行地图矢量化与地图数据的结合，先计算图像和数据的对应关系和换算比例，在利用采集数据时求出的变化参数和坐标转换公式将坐标轴转换成高斯直角坐标系，通过GIS的人机图形交互装置将数据录入系统，最后将图片和测图定向填写到文档簿中并签名存档。在整个地图搜集过程中，要注意基础资料的完整性和规范化，扫描地图时要存档，在进行地图矢量化与地图数据的结合时保证矢量数据与栅格图像独立存在进而保证数据之间拓扑关系的准确性。

2.2 开发平台和工具的选择

在进行地理信息系统设计之前首先要选择合适的开发平台与开发工具，开发平台和开发工具的选择关系到测绘地理信息系统建设的效率和最终结果。随着计算机技术的不断发展和人们对地理信息系统的重视度不断提高，相关行业已经陆续开发出很多GIS 开发平台与设计软件，商业化GIS开发工具软件已经臻于成熟，据调查行业内公布的GIS 设计软件已超过四百种，我国也已经开发出诸如MAPGIS、Geo Star、Super Map等优秀的设计软件。选择开发平台和开发工具时，要谨记按需选择的原则，首先要能够流畅的支持测绘地理信息系统的五种基本功能的设计，并具有一定的灵活性可以二次开发。在此基础上，最好可以满足以下要求：支持中文系统，硬件配置快速、灵活、方便，配置满足微机、工作站、服务器等多种复杂的环境要求。另外，一般测绘地理信息系统都用于国家基础建设，所以必须保证开发平台和开发软件具有极高的安全性，Geo Star、Super Map都是非常可靠的，若测绘系统对开发功能有很高的要求，可以选择VC++作为开发平台，若对系统集成有较高的要求则可以选择Visual。

2.3 数据库设计

数据库的设计关乎整个系统的运行效率，其基本设计原则是保持最小数据冗余度和最小单元化、满足测绘产品的生产需求。数据库分为总数据库和子数据库，如大地测量数据、海洋数据和城市测绘数据属性不同应分别存储到空间数据库和属性数据库中，并根据其属性生成不同的数据表。数据库必须统一数据格式、数据编码等标准，以便于数据的录入、分析、管理、计算和输出，还可以实现数据共享、减少空间占用、方便数据库的维护。另外，设计数据库时必须重视数据库的安全性，加强空间数据库和属性数据库的结合的同时赋予不同需求的用户不同的权限，以维护数据库的安全。

3 结语

整个测绘地理信息系统的开发和建设是个复杂且工程量大的任务，而且我国地形复杂、地理信息繁多，所以测绘GIS系统的建设不可能一蹴而就，应先进行地理数据的搜集，再选用适合的开发工具和开发平台建立地理信息数据库。近些年来我国测绘技术已经实现了测绘数据的智能化管理，先进的测绘技术如激光扫描、多点定位、惯性测量有效提高了地理信息的准确度和实用性，我国地理信息系统的建设和推广起到了不可替代的作用。

参考文献

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[2]赵杰，杨国东.中小城市测绘GIS的研究与开发[J].黄河水利职业技术学院院报，2004，16（3）：29-31.

[3]谭玉莲.浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J].现代物业（上旬刊），2011（07）.

（作者单位：新疆地矿局第一区域地质调查大队）