石梁

【摘 要】測(cè)繪地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展，也是我國(guó)地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果，測(cè)繪地理信息系統(tǒng)也為我國(guó)經(jīng)濟(jì)效果和社會(huì)效益的發(fā)展起到了重大的推動(dòng)作用，所以正確認(rèn)識(shí)測(cè)繪地理信息系統(tǒng)，并且對(duì)其進(jìn)行科學(xué)合理的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，對(duì)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展起到了重要的意義。

【關(guān)鍵詞】測(cè)繪；地理信息系統(tǒng)

一、GPS控制測(cè)繪技術(shù)

如何運(yùn)用GPS控制測(cè)繪技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)的控制測(cè)量方法進(jìn)行改造以期建立一個(gè)現(xiàn)代化的控制測(cè)量模式即使一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)而重要的課題，同時(shí)也是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。

傳統(tǒng)的控制測(cè)量確定平面高程和坐標(biāo)的途徑主要是運(yùn)用高程和平面分離的方法。其具體方法是用測(cè)距儀進(jìn)行距離測(cè)量、經(jīng)緯儀進(jìn)行角度測(cè)量，以分期、分級(jí)布網(wǎng)的形式設(shè)置導(dǎo)線網(wǎng)、三邊網(wǎng)、三角網(wǎng)和邊角混合網(wǎng)對(duì)點(diǎn)位的平面坐標(biāo)進(jìn)行定位，以水準(zhǔn)儀進(jìn)行高差測(cè)量，同樣水準(zhǔn)網(wǎng)的布設(shè)形式也是通過(guò)分期和分級(jí)形式進(jìn)行，以對(duì)點(diǎn)位高程進(jìn)行定位。

而GPS控制測(cè)繪技術(shù)則是以現(xiàn)代的空間定位技術(shù)為手段，對(duì)空間點(diǎn)位對(duì)應(yīng)的三維坐標(biāo)進(jìn)行高精度和高效快速的確定。無(wú)論是從形式上、精度上還是方法上上述測(cè)量方法將徹底顛覆原有的控制測(cè)最方式，這些不同首先表現(xiàn)在效率上，GPS控制測(cè)量將以準(zhǔn)實(shí)時(shí)、事后和實(shí)時(shí)等各種方式滿足用戶對(duì)信息的不同需要；其次表現(xiàn)在測(cè)量方式上，不同于傳統(tǒng)測(cè)量模式依靠測(cè)距儀測(cè)距、經(jīng)緯儀測(cè)角惡化水準(zhǔn)儀測(cè)高差的單純測(cè)量方式，GPS控制測(cè)量模式采用的是將GPS空間定位為測(cè)量的核心技術(shù)，并輔以傳統(tǒng)測(cè)繪方式，以兩種形式的融合來(lái)進(jìn)行空間位置的最終定位。再次表現(xiàn)在成果形式上，不同于傳統(tǒng)測(cè)量模式中對(duì)高程和平面分離的方法，在對(duì)平面坐標(biāo)進(jìn)行定位的同時(shí)也將其點(diǎn)位的高程進(jìn)行定位。最后表現(xiàn)在精度上，GPS控制測(cè)量精度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)控制測(cè)量。

二、GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的問(wèn)題

近年來(lái)隨著GPS技術(shù)的不斷進(jìn)步和成熟，其在地形控制測(cè)量得以廣泛的運(yùn)用，這樣不僅可以有效的解決了由于機(jī)械設(shè)備和傳統(tǒng)人工所引起的制圖不精確的問(wèn)題，而且還能夠與各種信息相結(jié)合，極大的方便了用戶的使用。但是GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中仍舊存在問(wèn)題，主要是在GPS測(cè)量依舊采用了碎步測(cè)量。GPS在進(jìn)行地形控制測(cè)量時(shí)，主要是借助于載波相位在衛(wèi)星系統(tǒng)間的變換，因此為了使得測(cè)量效果的更加的精確，GPS測(cè)量點(diǎn)應(yīng)當(dāng)定位在遠(yuǎn)離衛(wèi)星通信和電磁干擾的地點(diǎn)。由于GPS的測(cè)量具有隨意性，相關(guān)測(cè)量人員在挑選控制點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)將障礙物作為影響因素考慮進(jìn)去，應(yīng)首選地勢(shì)較高和較空曠的地方作為觀測(cè)點(diǎn)，以保證最低限度的降低流動(dòng)信號(hào)中出現(xiàn)的散射率。

三、系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)和內(nèi)容

1.系統(tǒng)建設(shè)的內(nèi)容

整個(gè)管理系統(tǒng)可針對(duì)不同情況分成三個(gè)基礎(chǔ)類(lèi)別：大地測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)、城市測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)、海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)。各分系統(tǒng)之間又可相互支持、互相調(diào)用。

（1）大地測(cè)量數(shù)據(jù)系統(tǒng)主要存放國(guó)家大地測(cè)量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，首先應(yīng)包括國(guó)家大地水準(zhǔn)網(wǎng)和控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)，滿足大地測(cè)量成果資料管理和對(duì)外提供數(shù)據(jù)的需要。

（2）城市測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)功能是為城市規(guī)劃、市政建設(shè)及其他相關(guān)部門(mén)提供直觀、準(zhǔn)確的相關(guān)信息。所存儲(chǔ)數(shù)據(jù)應(yīng)包括該城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專(zhuān)題圖，以進(jìn)行疊加、統(tǒng)計(jì)等操作，以為空間決策提供支持。

（3）海洋測(cè)繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)應(yīng)包含海洋測(cè)量的控制網(wǎng)、水深測(cè)量、海洋重力測(cè)量情況等，同時(shí)要包括洋流、潮汐、海洋氣象等專(zhuān)題信息。這些信息經(jīng)過(guò)分析處理可以為導(dǎo)航、變化監(jiān)測(cè)等應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

2.系統(tǒng)功能

系統(tǒng)應(yīng)具備的基本功能包括以下兒個(gè)方面：

（1）數(shù)據(jù)輸入和編輯：GIS中的數(shù)據(jù)包括圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，其數(shù)據(jù)源主要是專(zhuān)題地圖。圖形數(shù)據(jù)的輸人方式主要是數(shù)字化。人工跟蹤圖上的線段，形成由一串坐標(biāo)連接的矢量，就成為一種直觀的圖形特征的數(shù)字描述。屬性數(shù)據(jù)可在數(shù)字化過(guò)程中同時(shí)輸入或單獨(dú)建立。對(duì)輸入的數(shù)據(jù)，一般系統(tǒng)獨(dú)具有較完善的交互編輯、檢查錯(cuò)誤、修飾圖幅和檢驗(yàn)結(jié)果的功能，并在圖形輸人后自動(dòng)建立拓?fù)潢P(guān)系。

（2）數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和管理：GIS中的數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)成GIS的核心。數(shù)據(jù)庫(kù)的建立和管理包括圖形的拼接和附加；不同數(shù)據(jù)格式的相互轉(zhuǎn)換；圖形和注記的拷貝；建立圖庫(kù)，系統(tǒng)組織管理所有地圖；以及數(shù)據(jù)庫(kù)工作的空間和作業(yè)進(jìn)程管理等。

（3）數(shù)據(jù)檢索：包括對(duì)指定任意地區(qū)、任意屬性的數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢，以及數(shù)據(jù)庫(kù)有關(guān)數(shù)據(jù)項(xiàng)的邏輯運(yùn)算檢索等。

（4）數(shù)據(jù)分析與處理：GIS的主要注意力集中在空間實(shí)體的關(guān)系上。對(duì)地圖的點(diǎn)、線、面特征間的拓?fù)潢P(guān)系分析，是GIS的重要內(nèi)容。此外，GIS的分析和操作還包括建立特征緩沖區(qū)；圖形疊加的各種邏輯操作，并對(duì)結(jié)果作類(lèi)型歸并，冗余消除，使其保持邏輯上的一致；地圖投影變換；計(jì)算面積、距離，最近鄰選擇；建立數(shù)學(xué)地形模型；以及屬性數(shù)據(jù)的操作和統(tǒng)計(jì)，標(biāo)號(hào)和注記操作，根據(jù)屬性提取圖形特征等。

（5）數(shù)據(jù)輸出：分析或查詢結(jié)果的輸出是GIS的一個(gè)重要功能。GIS的輸出可以是屏幕顯示，繪圖、制表紙，拷貝等。大多GIS提供圖形圖像編輯，符號(hào)生成，矢量漢字標(biāo)記等功能，可輸出二維或三維彩色圖形，以滿足不同圖件的制圖要求

四、GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用革新

要想革新GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中的應(yīng)用，避免GPS控制測(cè)繪技術(shù)在地理信息系統(tǒng)中問(wèn)題的產(chǎn)生需要建立三維測(cè)量分布更加均勻的控制網(wǎng)，且要加強(qiáng)其精度度。針對(duì)于GPS基準(zhǔn)站的運(yùn)行模式需一定的周期將GPS觀測(cè)數(shù)據(jù)傳至數(shù)據(jù)中心進(jìn)行處理，以此對(duì)控制點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行定位，可避免測(cè)量控制點(diǎn)的大量布設(shè)。同時(shí)還可以通過(guò)廣播方式向用戶糾正GPS相位差分的錯(cuò)誤信息，在通訊傳播良好的條件下，其傳播范圍達(dá)30千米，在高樓區(qū)為了影響效果要對(duì)其設(shè)置中繼站進(jìn)行信號(hào)傳遞。而且還可以通過(guò)廣播方式向用戶糾正GPS偽距差分的錯(cuò)誤信息，利用這項(xiàng)技術(shù)，用戶可實(shí)時(shí)對(duì)待測(cè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)進(jìn)行確定，其測(cè)定可達(dá)到5米的精度，可滿足車(chē)載GPS控制和導(dǎo)航的要求。

五、系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

為實(shí)現(xiàn)測(cè)繪GIS的上述功能，在系統(tǒng)平臺(tái)與開(kāi)發(fā)工具的選擇、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及功能設(shè)計(jì)中應(yīng)以實(shí)用、先進(jìn)、高效、可靠為原則，進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)

1.開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具的選擇

開(kāi)發(fā)平臺(tái)和工具的選擇，關(guān)系到系統(tǒng)建設(shè)的效率與成敗。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展與革新，商業(yè)化GIS開(kāi)發(fā)工具軟件在國(guó)內(nèi)外已經(jīng)相當(dāng)成熟。據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)外已有400多種GIS軟件產(chǎn).品。

2.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和建立關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，應(yīng)本著最小數(shù)據(jù)冗余度和最小單元化的原則，以滿足測(cè)繪產(chǎn)品的生產(chǎn)為基本出發(fā)點(diǎn)，將整個(gè)系統(tǒng)的大地測(cè)量數(shù)據(jù)、海洋數(shù)據(jù)和城市測(cè)繪數(shù)據(jù)根據(jù)其屬性分別存儲(chǔ)到空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)之中。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)根據(jù)不同的子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的要求，生成不同的表。 通過(guò)各種措施如數(shù)據(jù)細(xì)化等，加強(qiáng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的結(jié)合，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

綜上所述，整個(gè)測(cè)繪GIS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)復(fù)雜的工程，不可能一步到位，應(yīng)遵循循序漸進(jìn)、先易后難的原則，以大地測(cè)量數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，先進(jìn)行重點(diǎn)區(qū)域的建設(shè)。整個(gè)過(guò)程中，各部門(mén)的協(xié)調(diào)和支持也是十分重要的。

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