浅谈地理信息系统在测绘领域的应用

杨绍纯

摘要：随着社会经济的不断发展，我国在地理信息测绘领域也取得了一些进展，但与国外相比仍存在着较大差距。本文主要针对烟台市当地实际情况进行研究和分析，以GIS技术为基础建立一个完善、有效的用于城市测量数据系统平台。该平台辅助地图应用软件对城市坐标点提供空间图形化，同时结合地理信息系统中导航定位、地形图绘制及数据库管理系统等多方面内容，以及地理信息系统中导航定位、地形图绘制及数据库管理系统的应用，可在测绘领域中发挥重要作用。

关键词：地理信息系统；测绘；地图勘测；GIS

目前国内地图勘测技术还不是很成熟，而且信息量也比较小，但是地理信息系统却有着巨大的市场潜力和应用前景，在测绘领域应用到的地图勘测技术是利用GPS定位系统以及地理信息采集与传输等模块对地物进行测量和分析。

一、地理信息系统概述

（一）地理信息系统的发展

地理信息系统GIS是以计算机技术为基础建立起来的地表空间地理数据信息系统，通过与地表探测相关设备数据的互联互通实现地表空间数据信息的采集、储存、运算、分析、管理、显示和描述等功能。GIS技术综合了地理学、地图学、计算机科学等众多技术，而且该技术常与其它应用技术融合，广泛用于环境与地质灾害管理、矿山资源勘探、地质测绘、城市规划等诸多领域。随着计算机技术、网络通讯技术以及传感器技术的发展，地理信息系统发展向多媒体地理数据信息、数字制图、“3S”集成、空间可视化与虚拟现实、三维和时态GIS等技术方向发展。1995年，烟台市建设局建立了第一个基于地理信息的计算机应用系统，主要是用于城市地理数据信息的管理和分析。当下，随着GIS技术与各行各业深度融合，尤其与人工智能的融合等，为GIS应用发展提供了诸多可能。

在城市建设方面，利用地理信息系统可以对全市进行统一控制。例如，城市坐标、道路地形图等地物地图通过GIS软件可生成交通路线图并实时显示。公路测量数据信息采集系统可以通过GIS软件的接口，将采集到的各类原始资料传输至道路地图上，方便工作人员随时查看和修正。

在测绘领域中，GIS可对城镇建设用地区域内各种建筑物、构筑物情况进行测量；利用地质地貌特征与水文条件以及气象因素可确定工程的地理位置；通过遥感技术获取地下水位信息，可确定工程的地址；通过GIS技术建立起地物信息数据库，可实现对土地资源状况进行分析与共享。不难看出，地理信息系统在测绘领域中应用非常广泛。

（二）地理信息系统的特点

1.GIS系统的组成

GIS系统由数据信息采集、处理的各类硬件系统设备、软件平台、以及采集到的各类数据信息、系统维护与应用的技术人员以及各类数据信息处理模型和方法组成。

2.GIS系统的数据处理

基于GIS相关硬件设备采集到的数据信息将通过网络通信技术传输到计算机硬件和软件系统平台上，并通过计算机大数据技术、分布式运算技术、分析建模技术等，实现数据信息的采集、传输、筛选、分析建模、可视化呈现、传输以及应用和管理等功能。GIS系统可以建立基于时间、空间、时态等多维度空间数据信息和属性数据信息。通过空间分区、专题分层等数据组织方法，建立广泛的基于空间地理信息的数据库资源信息。

3.GIS数据信息的可视化表达与输出

基于空间和时间信息，可以建立完整的地理信息数据库并实现可视化。通过计算机技术以及应用分析建模可以实现各类数据信息结果展现以及信息处理过程的可视化，方便快捷地实现各类数据统计结果、分析结果、展现结果等的数字化输出和打印。

4.数据库资源的查询、分析、利用与开发

通过GIS系统建立的是一个系统的、动态的、多维度的、关于地理信息和空间结构的数据资源库。各类采集到的单一数据本身并没有太多的实际意义，需要对各类数据进行计算机化的筛选、处理等，以信息资源的形式应用在具体的工作中才能发挥出GIS数据资源的作用。因而，对GIS数据信息的查询、建模分析、可视化显示，以及对数据资源相应的预警、决策处理等，只有通过数据资源的开发和利用，才能将GIS系统价值发挥到最大。

二、烟台地理信息系统应用研究

（一）烟台地理信息系统的开发过程

通过对计算机网络技术、数据库技术及GIS软件等知识内容进行简单介绍，初步了解地理信息系统。同时，在设计中应充分考虑到不同地区地理数据资源差异性和地域差别。

根据需要将其分为多个模块，每个功能模块都有相应对应的接口，各部分之间也有不同之处但又相互联系。数据采集、处理和显示系统是以模块化的方式进行设计，由不同功能模块形成一个整体，以实现信息共享。例如，将地观测站分为若干个单元，根据需要可设置观测点坐标及相关参数等指标。

各子系统间建立起相互关联的信息系统数据流系统。该模型由两个主要部分组成：第一部分是对各种类型、数量和质量进行分析与描述；第二部分则为在上述条件下，各子系统间建立起相互关联的关系。

（二）总结

地理信息系统是对测绘技术的一种应用，可以实现信息共享，能够对所获得的数据资料进行分析。而这种功能则需要借助计算机来完成。通过计算机网络平台来建立起完善且有效的数据库。我们要利用GPS系统与RTK系统等相关软件建立起一套完整并且高效地地理信息系统体系结构，对其应用范围以及具体操作方式做出合理化处理，以便能够更好地满足测绘作业需求，同时还要对地理信息进行查询和分析，为测绘作业提供更多的便利。

三、GIS在测绘领域的应用

（一）测绘领域介绍

测绘即测量和绘图，现代测绘技术融合了GPS、RS、GIS（3S）以及RTK等技术，以多学科的技术交叉为基础，实现基于地理信息的测绘结果在计算机系统上的多维度、多时态的测绘结果呈现。

在传统的坐标系基础上，利用现代信息技术手段，将卫星信息转换为平面坐标、高程数据以及其他空间参数。通过计算机对这些数据进行处理分析可以得到所需的导航位置和路线。该方法不仅能提高测绘效率，而且能减少工作量，保证测量精度与质量水平，还可实现多方位观测定位（X-Y方向）及远程监控（NH），确保在对多点实施精准跟踪时获得更为准确地坐标信息。地理信息系统能够有效地对测绘数据进行处理分析，提供更为准确的信息，同时还可实现导航系统、卫星定位和全球定位等功能。

（二）测绘技术

测绘数字化技术包括GPS技术、GNSS技术、RS技术、RTK技术和网络通信技术等。全球定位系统GPS技术为测绘的精准定位和定位标准化提供便利，遥感RS技术为测绘远距、大范围地理空间信息成像提供给方便，RTK技术则帮助实现高精度数字化的测绘和测绘管理，而网络通信技术与则为测绘数据的传送提供了便利。

1.GPS系统

GPS是一种基于全球定位技术的卫星导航设备。该系统能够提供海量地形要素及其变化情况，并能自动生成地图、三维坐标和坐标表等地理参数信息，服务于测绘工作。GPS系统是一种高精度的地面三维坐标测量技术，能够实现对空间信息进行实时准确地观测，并将其转化为图形数据。地理信息系统在测绘领域的应用，可以有效提高测绘工作效率，实现信息共享，为企业和政府节省大量人力、物力资源。

2.RTK系统

RTK系统是一种通过卫星定位获取地面点位和地理坐标以及空间位置间关系的测绘技术，是一种空间地理信息系统，能够自动获取地面点位和地物坐标，还可以通过GIS、RS技术进行数据的处理。RTK系统在测绘领域中具有广阔应用前景。

3.网络通信技术

网络通信技术在地理信息领域中的应用，为人们提供了更方便、更高品质地获取资源的方法。本文主要介绍利用计算机网络通讯技术对烟台市各矿井进行定位与分析。通过数据采集系统将矿藏内各个位置上的地形图和地质资料提供给工作人员。同时也可以借助GIS软件建立数据库，实现对空间图形处理功能以及地理信息查询等相关应用进行详细展示，为人们提供更加方便、快捷、高效、实用的服务。

（三）GIS在测绘领域的应用

GIS和测绘有着密不可分的关系。GIS技术为测绘中的“绘图”建立动态、多维的可视化信息呈现系统。测绘技术的发展，尤其精准测量技术，可为GIS系统提供精准、可靠、快速、及时、动态的数据信息。GIS与测绘融合建立起庞大的空间数据库、基于测绘结果高可阅读性、可分性的空间数据库，为测绘数据的具体应用提供便利。现代测绘技术基于多种交叉科学技术集成了GNSS、RS和GIS系统。

在测绘领域中，GIS技术应用的例子比较多。例如，应用地理信息系统软件来进行野外地形图、地物地貌等方面信息的采集。比如，对山区河流和丘陵地带进行测量时利用了北斗卫星导航系统。通过对这些资料建立起空间数据库可以实现地图定位功能以及地理数据存储功能。还可根据需要将所需坐标点用坐标格式转换成不同类型的GIS平台中，实现地图数据库共享。利用地理信息系统软件来进行测绘数据采集，可以有效避免人工测量带来的误差。

（四）空间数据库

空间数据库是以GIS、RS技术为基础，用于对各种数据进行存储和管理的计算机程序，可将地理信息转换成可视化图形或半视觉符号形式，并能通过显示系统自动获取到所需参数及结果的数字格式。空间数据库数据量庞大且具有高可访问性，空间数据库根据不同的需求，将图形图像数据、属性数据、空间关系数据等相应的数据在数据模型、处理模式、存储结构和存取方法等方面进行设计，进而建立起符合需要的空间数据库。

烟台市在发展经济时也存在着一些问题，比如，土地资源分布不均、土地利用率低等一系列问题都给开发区带来了极大地压力和挑战性，而利用空间数据库技术可以有效解决这些难题。地理信息系统在测绘领域的应用使得开发区对土地信息进行高效处理和分析变得更加便捷，同时也提高了数据查询速度，为相关部门提供更多的资料。随着烟台市国土资源信息数据库系统的逐步建成和完善，其在地理信息系统中发挥着不可替代作用，为开发区提高土地管理效率、促进城市经济发展起到了一定的积极影响。

四、烟台地理信息系统在测绘领域的扩展应用

（一）地理信息系统基本原理

地理信息系统是一种信息采集、处理和分析的系统，通过对各种信息进行采集、传输和处理，并根据需要建立起相应的数据库，实现自动检索功能。通过对各种数据进行存储，并利用图形界面将其呈现出来，为人们提供所需要的资料。

（二）烟台地理信息系统的关键点

烟台市在2015年6月发布了《关于加强市容县域空间信息网络建设和应用工作促进全市区域经济社会信息化发展意见》，明确提出要建立“市区”、“区（乡）”两个坐标系统，并将其分为三个等级，分别为市级核心控网、县域控制网和乡村关键点控网。

中心控制节点及关键点确认根据开发区的总体规划要求确定烟台GIS体系中重要位置控制桩号。根据烟台GIS体系中的控制点和关键控桩号，确定其坐标系统，并利用地理信息系统技术建立烟台GPS空间轨迹模型。通过该坐标系下对全厂各分区域内的各类信息进行整合分析及处理。在烟台市开发区实施后实现了资源共享与数据共享功能、地理数据库管理等新应用，提高了区域测绘精度以及测量效率，提升了工作人员的专业素质水平和业务能力与服务质量，满足了企业需求。

（三）烟台地理信息系统模型

在坐标系中，将平面地图导入到GPS地理信息系统内，并利用三维空间数据库进行信息处理、分析和计算，其主要功能是实现对地面的高程控制。该模型包括三个部分：第一个是建立地物的三维立体图，第二个部分为控制点及基准线，第三层则为基础数据（XY方向）以及地面坐标系统等内容。

在大地坐标系中，将平面地图导入到GPS地理信息系统内后，可以在地图上显示出各类地物信息，而这些数据的获取是以坐标测量为基础，利用地理信息系统技术对其进行整合、分析和处理。地理信息系统是以GIS为基础，在对其进行信息的查询和分析时，利用计算机技术、网络通讯等手段实现了空间数据处理与存储以及图形图像显示。在利用地理信息系统技术时，可以对数据进行采集、传输以及存储，还可实现空间图形分析与显示功能。

五、结语

在地理信息系统的应用过程中，目前计算机网络技术、信息采集及分析能力等方面仍存在不足之处以及地理数据处理与管理等环节上有待完善，因此对其进行改造和优化是非常有必要的。通过将空间数据库引入到测绘领域当中来解决当前所面临的信息化时代下资源共享问题具有一定现实意义，同时也可为其他相关行业提供参考。社会公众对地理信息系统的使用，在一定程度上也能够提高人们了解、掌握和利用信息资源的效率。

参考文献：

[1]刘庆，杨宇航，陈侃侃.测绘地理信息系统的架构与功能[J].电子测试，2022（6）：72-74.

[2]张峻熹.地理信息系统在城市测绘中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2022（8）：41-43.

[3]赖勇林.地理信息系统在智慧城市测绘中的应用[J].模型世界，2022（4）：101-103.

[4]胡雪.地理信息系统在城市规划测绘中的应用[J].工程技术研究，2022，7（8）：85-87.

[5]林铭铝.地理信息系统在土地测绘中的应用[J].冶金与材料，2021，41（3）：169-170.