丁澤旺

摘 要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，對(duì)測(cè)繪產(chǎn)品的需求也與日俱增。傳統(tǒng)測(cè)繪方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也易出錯(cuò)，顯然已難以滿(mǎn)足這種需求。地理信息系統(tǒng)（GIS）改變了這一切，作為一種以測(cè)繪技術(shù)為基礎(chǔ)的新興集成信息系統(tǒng)正獲得越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。本文探討了GIS建庫(kù)方法以及在多個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測(cè)繪；應(yīng)用

1 引 言

近年來(lái)，地理信息系統(tǒng)（GIS）在我國(guó)許多城市得到應(yīng)用，它在城市規(guī)劃、資源管理、交通運(yùn)輸、環(huán)境監(jiān)測(cè)、防災(zāi)減災(zāi)等眾多領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用，可以說(shuō)GIS應(yīng)用領(lǐng)域是非常廣泛的。那么什么是GIS？簡(jiǎn)言之，GIS是基于地理空間數(shù)據(jù)的一種計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，這里所說(shuō)的地理空間數(shù)據(jù)主要包含空間特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標(biāo)、形狀（長(zhǎng)、寬、高及面積、體積等）、空間關(guān)系（如距離），所以具備空間特征數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數(shù)據(jù)，例如一個(gè)城鎮(zhèn)具有的人口、資源、產(chǎn)值和環(huán)境等信息數(shù)據(jù)。GIS數(shù)據(jù)從何而來(lái)？主要源于地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料、文本資料（法律文件、行業(yè)規(guī)范、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、邊界條約等）、多媒體數(shù)據(jù)、現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。可見(jiàn)，GIS與測(cè)繪有著密切的關(guān)系，因?yàn)榈貓D數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)都來(lái)自測(cè)繪成果，而利用GIS平臺(tái)開(kāi)展測(cè)繪活動(dòng)也將如虎添翼、事半功倍。GIS用于測(cè)繪工程具以下優(yōu)勢(shì)：節(jié)省時(shí)間、效率高、時(shí)效性強(qiáng)、減少失誤率及測(cè)繪成果精確易于使用。鑒此，本文對(duì)GIS在測(cè)繪工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析和闡述。

2 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

2.1 GIS工作原理

在討論GIS數(shù)據(jù)庫(kù)建立之前，先說(shuō)明一下GIS工作原理。GIS主要由計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)及地理數(shù)據(jù)所組成。硬件系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備和存儲(chǔ)設(shè)備等組成。其中輸入設(shè)備包括鍵盤(pán)、掃描儀、數(shù)字化儀、媒體設(shè)備等，也包括由網(wǎng)絡(luò)輸入。輸出設(shè)備包括顯示器、繪圖儀、打印機(jī)和媒體設(shè)備等，還包括通過(guò)網(wǎng)絡(luò)輸出。存儲(chǔ)設(shè)備包括硬盤(pán)、U盤(pán)和光盤(pán)等，亦包括網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器等。軟件系統(tǒng)除了計(jì)算機(jī)操作系統(tǒng)、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)軟件和其他一些通用軟件以外，還包括圖形軟件（如AutoCAD）、GIS專(zhuān)用軟件（如Arc/Info、MapInfo）等。地理數(shù)據(jù)前面已介紹過(guò)了，需要指出的是除了數(shù)據(jù)采集，一些數(shù)據(jù)還必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換才能入庫(kù)，這往往要耗費(fèi)大量的人力和財(cái)力，一般建庫(kù)初期的支出占整個(gè)系統(tǒng)費(fèi)用的70～80%。圖1是GIS的工作原理示意圖。

2.2 GIS數(shù)據(jù)庫(kù)的建立

下面以外業(yè)采集數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS數(shù)據(jù)庫(kù)為例[1]介紹一下建庫(kù)的方法。首先，將數(shù)據(jù)匯總，然后導(dǎo)入到AutoCAD中，并對(duì)圖形進(jìn)行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓?fù)潢P(guān)系是否符合要求，若沒(méi)有問(wèn)題則可導(dǎo)入到Arc/Info中設(shè)置數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。Arc/Info軟件能夠?qū)ν負(fù)潢P(guān)系和圖層進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)有問(wèn)題，就需要返回到Auto CAD中重新修改和編輯，沒(méi)有問(wèn)題后再導(dǎo)入Arc/Info。通常需要在Auto CAD與Arc/Info之間經(jīng)過(guò)多次的修改，最終實(shí)現(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系和數(shù)據(jù)正確。然后對(duì)屬性進(jìn)行賦值和配置，導(dǎo)出SHP格式文件。再將SHP文件導(dǎo)入到GIS中，就完成了建庫(kù)程序。在數(shù)據(jù)庫(kù)中，每一個(gè)圖形要素及點(diǎn)、線(xiàn)、面分屬不同的層，每層對(duì)應(yīng)一個(gè)地理信息表，另外還包括索引表與元數(shù)據(jù)表。通過(guò)建庫(kù)，可以完善數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，避免許多重復(fù)采集工作，實(shí)際上也減少了大量的測(cè)繪工作量。

3 GIS的應(yīng)用

3.1 GIS的主要功能

一個(gè)完備的GIS至少提供三方面的功能：①制作各種專(zhuān)題地圖，由于GIS將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，各行各業(yè)都可以提取本行業(yè)所需的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)，生成所需要的地圖供打印、瀏覽；②查詢(xún)功能，查詢(xún)與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)，比如查詢(xún)某條街道的酒店，利用GIS可以輕易找到這條街道上的所有酒店，如想入住3星級(jí)酒店，也會(huì)看到所有3星級(jí)酒店；③空間分析，可以利用數(shù)學(xué)模型或邏輯模型分析空間數(shù)據(jù)。

3.2 應(yīng)急測(cè)繪保障體系

應(yīng)急測(cè)繪保障體系是為應(yīng)急測(cè)繪任務(wù)提供保障服務(wù)的，包括應(yīng)急預(yù)案、組織機(jī)構(gòu)、管理措施等，當(dāng)然還需要具備開(kāi)展應(yīng)急工作的數(shù)據(jù)庫(kù)、應(yīng)用系統(tǒng)，也就是借助GIS信息平臺(tái)有效開(kāi)展應(yīng)急測(cè)繪服務(wù)。應(yīng)急測(cè)繪保障體系的應(yīng)用有以下幾個(gè)方面[2]：①通過(guò)GIS基本圖形的操作，可以清晰地展示災(zāi)害發(fā)生地點(diǎn)的自然環(huán)境、社會(huì)屬性等特征，從而可更快更有針對(duì)性地制定應(yīng)急預(yù)案；②通過(guò)GIS空間分析，確定災(zāi)害位置、影響范圍（受災(zāi)面積）、預(yù)估損失等，從而為應(yīng)急預(yù)案提供更為準(zhǔn)確的信息；③利用GIS專(zhuān)題分析功能，可以提取某項(xiàng)或多項(xiàng)專(zhuān)題性數(shù)據(jù)，將其與地圖組合，形成災(zāi)害專(zhuān)題性地圖，如密度分析圖，從而可更合理地確定應(yīng)急疏散方案；④為應(yīng)急測(cè)繪工作提供所需的數(shù)據(jù)資料，利用災(zāi)害或事故發(fā)生區(qū)域?qū)嵕芭臄z形成的三維圖像，可以更直接地了解現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，而測(cè)繪工作者通過(guò)修測(cè)技術(shù)保證相關(guān)數(shù)據(jù)的有效性；⑤利用GIS網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和自動(dòng)更新機(jī)制，確保災(zāi)害信息發(fā)布的時(shí)效性。

3.3 資源管理

目前，資源清查、分析和管理是GIS應(yīng)用最為廣泛的領(lǐng)域之一，包括土地資源潛力評(píng)價(jià)、野生動(dòng)植物資源保護(hù)、森林與水資源普查、礦產(chǎn)資源管理等多個(gè)領(lǐng)域。GIS可以將不同來(lái)源的數(shù)據(jù)和信息匯集在一起，利用統(tǒng)計(jì)和涵蓋分析功能，按照各種組合條件進(jìn)行資源分析，從而為資源的合理開(kāi)發(fā)和決策利用提供依據(jù)。以土地資源管理為例[3]進(jìn)行說(shuō)明，我國(guó)西南地區(qū)國(guó)土資源信息系統(tǒng)收集存儲(chǔ)了超過(guò)1500項(xiàng)300萬(wàn)個(gè)以上的資源數(shù)據(jù)，通過(guò)該系統(tǒng)提供的資源分析評(píng)價(jià)模型、資源預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型及資源開(kāi)發(fā)利用配置模型，可生成礦產(chǎn)資源分布圖、草場(chǎng)資源分布圖、農(nóng)作物產(chǎn)量圖、各地產(chǎn)值圖、交通規(guī)劃圖等各種專(zhuān)業(yè)圖。

3.4 監(jiān)測(cè)服務(wù)

利用GIS系統(tǒng)與多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)的搜集，在洪水災(zāi)情監(jiān)測(cè)、洪澇災(zāi)害損失評(píng)估、森林火災(zāi)預(yù)測(cè)、土地利用動(dòng)態(tài)分析、環(huán)境監(jiān)測(cè)管理等方面獲得有效利用。例如大興安嶺地區(qū)利用GIS，通過(guò)森林普查和火災(zāi)實(shí)況分析，建立起包含氣溫、風(fēng)速、降水、植物覆蓋等14個(gè)因子的數(shù)學(xué)模型，火災(zāi)等級(jí)預(yù)報(bào)準(zhǔn)確率達(dá)到70%以上。再如環(huán)境監(jiān)測(cè)管理方面，上海市環(huán)境管理信息系統(tǒng)建立了環(huán)境監(jiān)測(cè)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括污染源、環(huán)境質(zhì)量、環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)、水文、氣象等各種數(shù)據(jù)，并且實(shí)現(xiàn)了資源共享。通過(guò)環(huán)境質(zhì)量數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)、分析、評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境質(zhì)量和污染控制方面的管理。提供數(shù)據(jù)輸出打印、瀏覽和存儲(chǔ)功能，系統(tǒng)友好而便于使用。

3.5 其他方面的應(yīng)用

GIS應(yīng)用領(lǐng)域很廣，其他方面的應(yīng)用還有很多，例如城市規(guī)劃、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)、市政工程服務(wù)等；再比如為工商企業(yè)的生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供服務(wù)，工廠、商店選址等。

4 結(jié) 語(yǔ)

地理信息系統(tǒng)一經(jīng)誕生，即以其高效、精確和時(shí)效性好而廣受歡迎，GIS也成為許多國(guó)家、行業(yè)和部門(mén)必備的工具和技術(shù)。目前，GIS的應(yīng)用正從以政府部門(mén)、大公司為主走向“平民化”，GIS已滲入到人們的日常工作、生活中，人們購(gòu)物、出行、休閑娛樂(lè)因?yàn)橛辛薌IS而變得更加便利，可以預(yù)計(jì)GIS的未來(lái)將會(huì)更加精彩。

參考文獻(xiàn)

[1]唐 昊.測(cè)繪數(shù)據(jù)的GIS建庫(kù)和應(yīng)用[J].信息系統(tǒng)工程，2013（3）：93-94.

[2]孫文英.GIS服務(wù)在應(yīng)急測(cè)繪保障體系中的應(yīng)用[J].電子世界，2013（12）：99.

[3]朱玉逍，張喜娟.論測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的建設(shè)[J].測(cè)繪與空間地理信息，2013，36（6）：119～120，123.