工程测量中的三维GIS技术分析

刘明

陕西国土测绘工程院有限公司 陕西 西安 710054

引言

伴随互联网技术的发展，工程测量中开始广泛应用地理信息系统。这种技术能够给予工作人员对施工区域的环境以及资源情况的掌握有很大帮助，并且该技术在工程测量中起到了很多的作用。通过对地理信息系统的功能、优势、技术应用进行概括，从具体的应用实例出发，分析地理信息系统技术在工程测量实践中的问题，为工程测量有序开展提供理论依据。工程测量中融入地理信息技术，可提升工程测量质量、效率，可降低工作人员负担，确保工程检测数据精确性，为后续工程实际施工提供可靠性数据。三维GIS技术能够在工程测量领域的应用来弥补以往二维平面技术支持下的局限，使得工程测量工作步入到高端科技水平行业，也使得工程测量的效率和效果得到了有效的提升，突出表现为不仅会让空间轮廓、空间属性更加具体化。

1 GlS技术概述

GIS技术作为信息收集处理技术，同样是测绘新技术体系当中的一个代表，在测绘工程的测量工作当中应用非常广泛。这项技术方法的一个鲜明特征与优势就是自动化强，可以对收集到的各类信息数据展开初步处理，并把处理结果用图形的方法呈现出来生动直观，可以帮助测绘人员掌握基础信息。GIS技术的突出功能体现在数据库管理当中，可以把收集到的信息在经初步处理后存储于数据库，并把各种不同类别的信息融合起来，开展综合研究，获得良好的信息汇总效果。正是由于这种测绘新技术的优势使其在测绘工程测量当中的构图作业处理当中显现出极高的应用价值，可以大幅度提升测绘准确性与工程设计科学性，还可以减少户外测量的强度与压力，让测量的自动化目标得以实现[1]。

2 地理信息技术原理

GIS主要为一类三维空间信息系统，其运用过程中，主要结合计算机软硬件系统，将空间数据进行收集、存储、计算、管理。位置、地理信息为LBS核心，空间经纬度坐标放置于特定地理信息中，可确定地点位置、方向等。用户利用相关技术，可进一步获取相关位置信息，查询并分析环境信息，为用户提供信息支持和服务。地理信息对测绘工作较为关键，地理信息需经过对信息、数据等内容分析，并在此基础上明确实物空间坐标，再利用测绘扫描设备将其转化为图像，最终呈现为实际数据信息。将地理信息与工程测量有效结合，提升工程与项目管理效率，减少行业管理人员工作量[2]。

3 GlS的功能和特点分析

GIS的功能有数据的收集、数据分析、数据的录入、数据的存储、显示、输出和管理等各方面后面的功能。另外，GIS在空间数据查询、数据的决策等方面也有更多的支持，将GIS功能运用到测绘工作领域，对测绘的数据分析处理有更大促进作用，而且能够方便人员去接触数据信息，以便提高测绘工作质量。在技术层面，GIS可以使数据处理变得更加便捷，在软件内的数据库中会构建出现代化图像成像模型，并促使GIS软件与高科技技术相融合，会打破传统测绘技术格局，也会使数据分析变得更加有实效，方便国内的工程项目建设，对测绘环境有很大的推动作用[3]。

4 测绘地理信息技术在工程测绘中的应用优势分析

4.1 可减少作业量，节省时间

工程测绘单位、人员在了解形势变化、测绘要求的基础上，提高对测绘地理信息技术应用的关注度，可充分发挥数字技术、地理信息系统等不同技术的应用优势。在技术层面上为拓宽工程测绘思路提供科学保障，并达到减少其作业量、节省时间的目的，为测绘事业的长效发展提供参考依据。同时，通过分析测绘地理信息技术的应用，可高效完成工程测绘作业，保持测绘地理信息系统良好的利用状况。

4.2 有利于优化测绘方式

测绘方式的有效性与工程测绘效果、测绘水平密切相关。在促进工程测绘事业发展、优化其测绘方式的过程中，重视测绘地理信息技术的应用，可充分落实测绘作业计划，满足信息化时代的发展要求，使工程测绘方式应用中的作用效果更明显，避免影响测绘数据的采集效率[4]。

4.3 其他方面的应用优势

4.3.1 可提高测绘信息的时效性。测绘人员应用测绘地理信息技术进行工程测绘工作时，应根据当地地理环境的实际变化，对测定结果进行分析、调整，及时处理其中的细节问题，更好反映测绘结果，逐渐提高工程测绘信息的时效性。

4.3.2 可应对工程测绘问题。测绘单位在实施工程测绘作业计划的实施中，充分发挥测绘地理信息技术的实际作用，可有效解决测绘过程中存在的问题。测绘单位的相关人员可利用测绘地理信息系统中的图标测绘功能，高效率、高质量完成工程测绘作业，为提升其精度提供技术保障，并提升测绘结果的准确性。

5 现代工程测量中三维GlS技术的相关应用

5.1 数据收集

地理信息系统能有效地进行数据的采集，降低土地测绘工作受到外界因素的干扰，可以使用矢量和栅格两种方式进行土地信息的收集和存储，根据单位网格做好数据分辨率的确定。综合使用几何分析的方式，结合GPS定位系统，输入相关的空间坐标，最终得到地理数据的全面信息。相关的测绘人员还需要结合高空影像技术、扫描技术等先进的仪器设备和航空仪器卫星进行融合，全面提高数据的采集率和采集质量[5]。

5.2 计算数据

在工程测绘过程中，工程测量人员通过计算机，利用模型处理的数据完成分类后，将数据结果传输至计算机系统中，测量人员可利用GIS技术处理数据，再以专题图方式显示，为测量人员提供更直观的数据信息。GIS技术应用于该过程中，可避免数据受其他技术影响，保障数据的可靠性。在三维GIS技术的作用下能够将各类经过处理的模型进行分类管理，并将处理后的数据信息以统一的专题图形式展现出来，例如，可以使用不同色彩或者纹理来显示分类图，也可以使用同一个色相中的不同饱和度表现分级图。通过对数据信息进行分级可视化的展现能够帮助人们更好地理解和使用数据信息。

5.3 数据处理

开展工程测绘工作中，最重要的就是数据处理，数据处理将直接决定信息的可利用性和可参考性。工程测绘中所获得的数据信息较多，如何提取有效的数据信息是需要重点考虑的问题。而通过应用GIS技术就可以实现对数据信息的分类、整理、储存。在GIS技术应用过程中，通过数据转换处理、数据处理程序，即可以完成对数据的高效、便捷处理，把控数据收集处理、归类整理、储存管理等。在具体应用中，只需要将采集的数据储存到FAT表中，就可以通过FAT表来实现数据之间的关系联结，其中繁杂的数据可以迅速形成对应的关联数据应用。这相比传统工程测绘数据处理工作而言，更加便捷化、简单化、高效化[6]。

5.4 数据查询管理

工程测绘工作过程中，通过三维GIS技术支持下的查询功能能够更全面地掌握数据信息，从而更为直观、精准地判定数据信息，将初步分析得到的数据信息和多次检测后的结果数据误差比较，整合一个完整的工程测量数据系统，在三维GIS技术的支持下将信息数据以文字、图片或者动态视频的形式展现出来，节省了以往数据信息的处理效率[7]。GIS技术依据录入计算机内的地理数据制图，利用技术检索功能，可查询实际地理信息语言，如地理信息相关文字、表格、图形均可被检索。使用G信息查询功能，可避免测量人员花费大量时间寻找地理信息，直接在相关软件中找寻需要的地理信息，提升测量人员工作效率。

5.5 数据信息展示

工程测绘中末尾工作就是数据展示，主要是根据所采集、处理、管理的数据，将其在平面地图中进行标记展示，以此来为工程建设提供可靠的测绘结果。传统工程测绘的数据展示并不能全面展示工程测绘的数据信息，很多细节方面都容易出现失误、错误，从而大致信息传递障碍情况的发生。而通过应用GIS技术，就可以提高数据展示的有效性。这是因为应用GIS技术可以通过构建三维模型的方法来展示工程测绘的相关数据信息，这种方式可以将各种细节数据进行直观展示，其该模型与工程实际相接近，若出现问题和失误都可以一目了然。基于GIS技术的数据展示，就可以更好地提高决策人员决策的科学性和正确性，最终使工程测绘的作用与价值得到最大化发挥[8]。

5.6 描述数据信息空间分析结果

应用三维GIS技术可以通过有效利用数据信息的空间分析能力，具体包含数据信息的叠加分析、缓冲区分析、地形分析以及网络分析等，在三维GIS技术的支持下，能够将工程测量过程中获得的地理空间信息以可视化的形式展现出来，且借助可视化分析方式能够将地表信息的变化以不间断的方式呈现出来，就算是时间和空间出现了变化，在三维GIS技术的支持下，仍然能够描述事物的基本信息。

5.7 收集整理事物的空间动态信息

在以往，工程测量信息是一种静止的信息，这些信息依托二维技术来收集，信息的收集使用具备滞后性的特点。三维GIS技术也可以是一种动态的技术形式，结合BIM技术在三维空间中通过对时间轴的调节随着时间变化实现地理空间信息真实的演示，并能够将这种始终变化的信息以动画模式展现出来，从而实现对电子地图的动态采集整理。

6 结束语

综上所述，地理信息系统主要通过构建不同的信息系统。计算机已经应用于医学、药学、建筑学、航天、水利、交通运输等诸多领域，涉及人们日常生活的方方面面。应用GIS还可以提高各项工作的质量和效率，这是因为GIS应用中各类计算更加迅速、精准，且所有数据的采集、分析、决策、应用等环节都紧密结合在一起，所以更有利于提高相应工作的整体水平。GIS测绘在工程测量中的应用，对于工程测量的精准性有着深远影响，为保证技术价值的全面发挥需要整合技术资源，理顺应用流程，探讨GIS数字技术应用策略。