地理信息系统在测绘工程中的应用分析

徐慧洁

摘 要：我们知道，在工程建设与发展中，会涉及大量的地理信息与数据，如工程的分布、工程道路、管线、井位等。而当前发展的地理信息系统就是为描述和处理这些信息而逐渐产生的软件系统。本文的目标是要自主设计一个地理信息系统开发平台，从而建立工程策略信息平台。

关键词：地理信息系统；测绘工程；应用

传统测绘工作模式在精度和效率等方面越发不能满足人们的需要，尤其在野外施工和大型高精度地标建筑的测量放线工作中，新兴的测绘技术与设备支持逐渐发挥了巨大的作用。地理信息系统 （GeographicInformationSystem）简称GIS，是3S技术的组成部分，由计算机系统、地理数据和用户组成，是通过采集、存储、管理、检索、表达地理空间数据来分析和处理海量地理信息的通用技术。地理信息系统（GIS）已在城市测绘工作中得到全面应用，是测绘工作现代化的重要表现。

1 GIS的工作原理

对GIS进行规范是漫长且复杂的过程。目前GIS也随着计算机技术的发展不断成熟，这一平台更是得到了良好的规范、巩固。

GIS的工作原则是对不同来源、形式数据开展分析、研究，对坐标位置进行明确，对一些数据量，如经纬度、变量位置等进行标明，与ZIP地理编码系统类似，可用系统对坐标明确，再把数据转换成可直接访问GIS数据库的形式。通过不同的运营商，根据特有需求，将地图数字信息转变成为可以识别且直观的图像。如水库平面图、植被覆盖信息等等。

2地理信息系统特点及功能

2.1地理信息系统的特点

在现代测绘活动中，利用地理信息系统的测绘技术与传统测绘模式相比，其优势集中体现在以下一些方面：

2.1.1数据精度大大提高

传统的建筑领域测量，不论是二等亦或是一等，都存在毫米级的误差，同时还和操作者的熟练程度与操作方式有着很大的关系，操作上的细微误差往往会带来最终结果的巨大误差。地理信息系统在测量方面采用与传统工程测量完全不同的模式，通过环绕地球的24颗卫星组成扫描平面，测量者将设备安装完毕之后便向卫星发射测量信号，由卫星获取相关测量数据并反馈给操作者，目前人类的卫星拍摄技术可以在百公里之外的太空区域拍摄到地面的一只蚂蚁，精度远远超越了传统测量设备，同时避免了人为操作的误差，这使得一台普通GIS工程测量仪的精度可以轻而易举的达到0.01毫米级，传统测量与GIS测量的误差对比如表1所示。

2.1.2外部因素影响小

地形地貌、气候地质等因素都将对传统的工程测量和控制点的设置带来巨大困难，在山区或高地，某些地方甚至无法测量，只能通过插入法或等高线等模式进行估测。同时风雪、雨天等气候因素都将严重影响工程测量和施工控制，当达到一定程度时，要求较高的测量便无法进行。而GIS系统“采用的卫星平面处于太空，脱离了大气层，其测量和观测不受天气和气候影响，同时其工程测量和监控，只需将发射接收一体设备放置在测量位置即可，无需调平等操作，所需工作面小，所以其受地形影响也小”。

2.1.3测量效率高

由于不需要调平、调节、观测、估读等一系列环节，同时受地形和天气影响小，GIS系统在工程领域的测量效率与传统测量方式相比得到大幅提升，尤其是地形地貌勘测，可使用数台GIS 测量仪分组扫描进行，可以快速绘制出所测地形，大大提高了测量效率。

2.2地理信息系统的功能

2.2.1数据管理

通过各种手段，GIS系统可以对地理数据信息进行存储录入、科学管理和维护。在此基础上还可以对所需信息准确地进行检索查询，给后续的监测工作者提供各种丰富的第一手资料。通过GIS技术，测量信息将会得到有效利用和科学管理。

2.2.2输出功能

得益于GIS系统强大的输出功能，利用卫星进行地形图绘制成为可能，且同手工制图相比，GIS 作图要比其在效率和精度上高出数十倍以上。GIS系统起初就是为绘制地形图而开发的，这种技术最终为建立地形图数据库提供了最为基础的技术保障。

2.2.3遥感影像处理

作为GIS系统的最重要的信息来源之一，遥感数据通常作为该系统中一个子模块而存在。并且利用遥感影像技术中的图像自动匹配技术可以进行相关监测数据的处理。

3 GIS在工程测绘工作中的应用分析

3.1数据转换与处理

GIS系统中数据处理主要通过各种数据处理软件对数据进行编辑，实现数据预处理，并对数据进行拓扑建模，把利用其它方法获得的测量图形与GIS图层中相同的区域叠架起来进行分析。GIS系统软件会对属性条件不同的各种数字化空间数据的空间关系进行自动识别，实现复杂空间实体的连接，针对临近及包含的关系进行数据建模及分析；针对向量数据的分析，需要一个必须条件，即拓扑正确。实际数据转换过程中，可能存在控制测量中出现线与交叉点分离的现象，或者原地图上存在污点，这些均会对结果的精确度产生影响，因此GIS还可以针对这类情况做出选择性清除。在GIS系统中进行数据转换过程中，要通过数据重构将数据转换为GIS可识别的格式，才能保证不同数据源的互相兼容。需要注意一点，由于需求不同，其所侧重的对象属性也存在差异，所以在分析数字数据前要做好投影与坐标变换整合处理，尽管各数学模型的精度要求、复杂度均不相同，但可保证模型的适用性。

3.2采集数据

测绘初期阶段需对客观世界中的物象进行抽象、离散，在GIS系统数据库中，通常采用栅格、矢量两种方法存储连续对象实体。其中柵格数据包括存储单元的行及列，存储单元存放唯一值，根据地面单位的网格宽度来确定栅格数据集的分辨率。矢量存储则是将客观存在的对象用几何图形中的点、线、面表示出来；当然除上述两种方式外，空间数据也可能通过其它附加数据作为对象属性实现非空间数据的存储。传统收集数据的方法是扫描聚酯薄膜地图或现有数据来产生数字信息，而利用GIS系统则是采用GPS卫星定位系统获取对应位置坐标，再将其输入GIS系统中进行处理；数据采集也可以利用遥感技术来进行。多个平台上均附带传感装置，包括摄像机、激光雷达、数字扫描仪等，这些设备互相联连，与航空器、卫星所搭建的数据处理平台结合起来，把航空照片、图片判读数字数据进行特征选择，再利用二维或三维的形式捕捉数据，把数据传输至对应的软拷贝系统。

3.3 GIS系统空间分析.

上述两个环节为数据处理的预处理，完成后即可在GIS系统中进行图形数据的分析计算，基于空间物体的空间位置与互相关联性实现空间事物的定量描述。对于GIS而言，空间分析是其核心功能，同样其过程也比较复杂；空间分析结合了区域科学、地理学、经济学、地球物理学等多个学科，基于拓扑学、图论、空间统计学来描述、分析空间构成，完成对空间数据的获取、认知与描述，进而模拟、预测空间过程，对地理空间事件进行调控。总之，地理信息系统的出现与发展不仅大大减少了工程测量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明显，是工程测绘技术发展过程中的里程碑，其所产生的社会效益、经济效益十分显著。当然现阶段地理信息系统还有待进一步完善，相信GIS的发展与优化，能够进一步推动控制测量技术的变革。

4结束语

随着城市化建设进程的加快，工程建设日趋增多，同时对工程测绘的要求也越来越高，因此需要测绘从业人员去研究和掌握先进的测绘技术，满足工程建设的需要。

参考文献：

[1]徐开明.地理信息公共服务平台建设与现代测绘服务模式[J].地理信息世界，2011，（3）

[2]高文革，袁泉.测绘地理信息系统建设探讨[J].中国科技博览，2010（19）.