地理信息系统GIS在城市测绘中的应用研究

申丹丹 杨 培 苑亚丽

济南市勘察测绘研究院 山东 济南 250100

地理信息系统的简称是GIS，又可以称为是地学信息系统，该系统技术主要是通过输入、存储、查询、分析、显示地理数据，实现对地理空间信息的有效分析和处理，近些年来作为一种新型技术逐渐开始投入使用。GIS技术具有良好的应用优势和特点，一般常用于科学调查、资源管理、地理绘图、路线规划等方面，所以也逐渐成为城市测绘工作中的主要保障。GIS技术操作可以总结为以下几点：第一，采集、整理并输出空间信息，GIS在管理过程中具有空间动态性的特征，可以将信息转化为具有更高价值的数据库资源。第二，GIS技术主要是用于研究地理图形，结合地理模型进行分析和决策，以形成相应的综合信息系统。第三，GIS技术全程是由计算机进行自动控制，基于计算机应用与模拟功能下，可以进行地理信息数据的有效管理，促成各种数据综合化的应用管理系统。

1 地理信息系统GIS的相关概述及其特征

地理信息系统GIS是3S技术中的一个关键组成部分，一般是由三大部分所组成，即地理数据、计算机系统以及用户系统。在城市测绘管理中，通过采用GIS技术可以对相关地理信息进行检索、存储、采集、管理效率，为城市测绘工作的运行创造有利条件[1]。地理信息系统GIS还可以充分运用现代化信息技术，提高城市测绘数据的精确性，在推动城市测绘工作的基础上，有效加快城市建设和发展速度。在进行数据的采集时，基于卫星技术的支持下，可以规避恶劣的自然环境影响，减少城市测绘过程中的干扰因素，同时运用图形、表格等形式展示，达到城市建设对测绘管理工作的应用需求。分析地理信息系统 GIS 的特征时，可以从以下几个方面进行分析：

1.1 动态化的数据处理

地理信息系统GIS可以对所采集的数据信息进行系统化处理，因其具有较好的数据处理功能，在经过分析处理后可以促进地理信息的全面输出，从而为地理勘察工作提供有力支持，因此具有较强的数据处理动态性与空间性特点。

1.2 特殊性

地理信息系统GIS自身存在较为独特的组成结构，该结构的内部与外部之间具有较大的差异性。在GIS系统的外部组成中包含了计算机软硬件、地理数据信息、用户信息等方面，在这些组成结构的共同作用下可以构成动态化的计算机应用体系[2]。在GIS系统的内部组成中主要包含了计算机软件、地理数据模型等，而且GIS自身可以作为高度浓缩的信息处理系统，因此也具备广阔的应用领域和应用功能。

1.3 广阔性

在实际运行过程中，地理信息系统GIS需要构建完整的地理信息模型，以便可以对地理数据进行深入研究和实践应用。GIS系统的广阔性主要可以表现在其研究与应用的范围中，和其他的地理信息系统进行比较，GIS系统的实用性更加突出，尤其是在具体的运行过程中不仅可以对地理信息数据进行准确分析和输出，还可以为其在空间中的应用创造有利支持，进而逐渐转化为地理数据信息的集成化发展状态。

2 地理信息系统GIS的组成

根据不同的应用状况可以将GIS系统分为五个组成部分，包括硬件、软件、数据、人员、过程。人员在GIS系统中是最重要的核心内容，所有的GIS测绘工作都需要建立在专业的测绘技术人员操作中[3]。作为专业的技术操作人员，不仅需要对各种应用程序进行开发、使用，还需要加强GIS系统在城市测绘中的有效使用。数据则是指GIS中的各种核心地理数据，地理数据会直接影响到GIS数据的实际查询和分析功能。硬件是指GIS系统中的各种技术和搭载设施，各种基础设施和装置可以组成现在的GIS装置设备，所以硬件质量的好坏是影响 GIS实际数据处理速度与输出方式的主要因素。软件可以理解为是搭载在硬件中的应用程序指令，该系统程序作为交互界面可以提供宏观数据库，用于相关技术人员进行绘图、统计和影像处理等工作。过程是GIS中比较关键的一个环节流程，GIS属于信息系统的类比，其最大的特点就是具有较强的流程性，测绘方法和测绘过程都需要准确的流程进行操控，目的是为了更好地验证实施结果，从而保障GIS所得数据的准确性和科学性[4]。

3 地理信息系统 GIS 在城市测绘中的具体应用

应用地理信息系统 GIS 时，首先要结合实际的技术方案，明确地理信息系统GIS的管理应用标准，积极引入各种新技术，加强各个技术之间的有机联系，强化对技术环节的有效控制作用，广泛、准确的采集地理信息系统数据，加强GIS应用的科学性、规范性和先进性，满足城市测绘工作的具体要求。

3.1 应用GIS系统量算地理空间数据

随着现代化城市的建设发展，对于城市测绘工作的要求也越来越高，基于信息化建设标准下，首先要重视对城市建设信息资源的有效收集和利用，由于城市地理信息的质量可以直接影响到城市测绘电子信息图的精确度，所以必须要对非空间信息进行数据采集和科学处理，在收集信息的过程中提高卫星定位和遥感技术的结合运用效果。在测绘过程中需要对测绘数据进行空间量算，以完成对地理空间信息的几何量算、距离量算等内容，几何量算具体可以指目标的长度、方向、面积、体积量算、曲率量算等方面，在应用GIS地理信息系统时对指定点位的地理空间坐标进行确定，自动完成几何量算的处理工作[5]。距离量算中需要考虑很多方面，如城市路况信息、交通工具、运行距离、阻力等等，在应用GIS地理信息系统后就可以运用格栅分析、矢量分析等功能，提高相关计算的处理速度和准确性。与此同时，还能够对质心量算中的地理目标半径范围数据进行跟踪测量，主要包括区域性人口密度的变化、地类型的变化等动态信息，简化复杂目标的计算和分析过程。除此之外，GIS系统也可以对一些外观变化且无法量化描述的目标物进行形状量算，从而满足了现代城市测绘工作的复杂性要求，并为城市建设和未来发展创造数据支持和条件保障[6]。

3.2 绘制城市信息地图

在城市测量工程中，采集数据是一个相对繁重的工作内容，容易受到很多因素的限制，比如地理位置、天气情况、气候条件等等，如果应用了GIS系统可以避免工程测绘采集中过程中一些不利因素的影响。通过利用GPS卫星定位系统可以对定点坐标的位置进行准确获取，再输入GIS系统数据并配合数字扫描仪和激光雷达等设备的应用，在航天器和卫星数据库的支持下完成相关数据的采集工作。而且地理信息系统 GIS可以对城市区域的地理环境、结构布局、地理属性等方面进行有效采集，在编辑和处理相关信息的基础上，通过建立地理信息数据资源库，结合资源数据并防止出现重复性工作流程，提高信息处理的灵敏度和反应速度。除此之外，通过城市信息地图绘制还可以对地图进行编辑、缩放，通过分层编辑合理保留不同地图中的内容要求，以满足不同形式下的城市测绘目标，促进城市测绘工作的高效开展[7]。

3.3 建立资源信息库

由于城市规划中需要开展的测绘工作很多，通过利用地理信息系统 GIS可以建立测绘信息库，从地理环境、资源开发、土地勘察等层面实现城市建设的规模化管理，以便呈现出更加完整、准确的地理信息资源，促进地理信息数据的有效整合，实现城市测绘工作的精准化、系统化、共享化发展。

3.4 精准的数据显示与资源调查

地理信息系统 GIS可以满足用户对地形图的获取要求，一般地形图的特征图像会呈现出多样化的特点，包含了符号、图形、字段特性、数量表示等内容，在获取和呈现地形图时，要充分考虑对地形图数据的准确获取[8]。城市测绘工作中在调查不同区域人口的居住情况时，会用“点”进行表示，通过分析“点”的分布可以直观呈现出该区域人口的密集性，利用相同的方法可以运用“线段”进行表示，用以呈现出城市道路的分布特征和分布密集性。在测量和明确人口密集度后，可以对不同区域人口的总量进行统计、分析，并使用不同的颜色、符号标注，代表城市各个区域的人口分布情况。现阶段城市资源调查工作随着城市建设化进程的加快，也在不断提高对资源利用的需求，要想使城市建设更好的符合资源节约的相关要求，必须要结合实际情况对城市各项资源进行统计、测绘、分析，利用GIS 等现代化信息技术开展大范围的资源采集作业，准确分析资源分布和城市建设之间的关联，缓解人类发展与资源节约的矛盾，提高对城市土地资源的利用率，实现有效土地的合理分配[9]。通过构建信息化数字系统，可以保证数据采集的精准度、效率性。

3.5 应用GIS系统查询城市测绘信息

GIS系统还具有多样化的查询功能，可以根据查询属性进行混合查询或针对性查询。查询时需要相关工作人员在系统中准确输入查询条件，该系统就会按照图形条件产生与之对应的查询关系，明确具体的地理信息位置，并及时反馈标准的地理位置信息。工作人员同样也可以在系统中选择某个特定空间位置，并利用该系统实现对特定区域的自动查询和信息反馈功能。

3.6 应用GIS系统管理城市资源数据

现代城市土地的资源条件相对复杂，城市测绘工作的主要任务是给城市土地资源管理提供参考依据，所以必须要大量采集和管理地理空间数据信息。传统的测绘技术很明显已经不能满足如今城市建设的需求，通过应用GIS系统可以实现对城市土地资源的清查，对各种测绘数据进行自动转换和分析处理，在形成统一的格式数据后便自动存储于数据库中[10]。此外，GIS系统也能够实现对城市土地资源的动态监测功能，并自动更新、完善数据库中的信息分析，强化城市土地资源的管理和决策作用。

3.7 应用GIS系统立体输出测绘数据

城市测绘工作中，绘制城市地图是最重要的工作内容之一，运用GIS系统进行城市地图的绘制，可以充分调用所需数据，在自动测绘下对数据进行分析、处理、数据格式转换等，以便可以快速完成信息图的建立[11]。测绘工作人员也可以在GIS系统中编辑信息图数据，标注地图各层面的地理空间信息和一些权属信息，使其与实际情况相符合。同时也可以根据比例需要合理缩放信息图，生成相应比例的可视图，并自动输出编辑完成的城市地图，实现了地图测绘数据的及时更新和完善。在城市地图绘制中运用GIS系统，不仅可以提高城市地图绘制的效率和质量，也可以降低测绘技术人员的工作难度，减少人为失误产生的数据误差，从而提高了城市地图绘制的精确度。

4 结语

综上所述，GIS系统具有强大的精确定位等各项功能，可以在城市测绘工作中得到广泛的引入和应用。专业技术人员需要明确该技术的使用范围，科学选取相适应的测量技术，在投入使用前结合实际充分发挥出 GIS测绘技术的实效性。从数据的采集、处理、显示、管理等功能方面来说，GIS技术可以更好地符合城市测绘工作的相关要求，提高测绘作业的精确度，有利于推动城市建设的良好发展。目前随着GIS地理空间信息技术的创新发展，应用范围也越来越广泛，这为测绘数据的查询创造了极大的便利条件，而且也可以自动完成对测绘数据的管理分析、地图绘制等工作，在提高测绘效率的基础上，可以更好的满足我国城市化进程的快速推进。因此，城市测绘部门需要针对GIS地理信息测绘技术进行深入研究，分析并掌握GIS技术的应用要点，全面提升GIS地理信息系统的应用质量及效率。