吳曉偉

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論測(cè)繪中地理信息系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用

吳曉偉

河北省地礦局第二地質(zhì)大隊(duì)，河北 唐山 063000

地理信息系統(tǒng)它屬于空間信息系統(tǒng)，在對(duì)地理信息系統(tǒng)進(jìn)行利用測(cè)繪的過程中，它具有著傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)無法進(jìn)行比擬的優(yōu)秀，針對(duì)地理信息系統(tǒng)而言，它在一定程度上不僅具有著超強(qiáng)的信息處理功能，同時(shí)還有這比較強(qiáng)的輸出功能，這樣才能夠讓其在測(cè)繪中起到了重要的作用。因此，我們需要進(jìn)行不斷的借鑒以及創(chuàng)新，學(xué)會(huì)取其精華去其糟粕，只有這樣才能夠推動(dòng)測(cè)繪技術(shù)的發(fā)展邁出更大一步。

地理信息；測(cè)繪工程；應(yīng)用

引言

現(xiàn)代意義上的工程測(cè)繪主要是指在工程建設(shè)過程中所需要進(jìn)行的所有測(cè)繪工作，如果按照測(cè)繪對(duì)象的不同對(duì)其進(jìn)行劃分，主要可以分為建筑工程測(cè)繪、礦區(qū)測(cè)繪、水利工程測(cè)繪以及海洋工程測(cè)繪等，不論是對(duì)于何種形式的工程測(cè)繪，只有充分保證了工程測(cè)繪工作的有效性和準(zhǔn)確性，才能夠?yàn)楣こ探ㄔO(shè)及工程施工質(zhì)量提供穩(wěn)定的保障。

1 地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)

1.1 外部因素影響較小

與傳統(tǒng)測(cè)繪技術(shù)相比，GIS技術(shù)有著無可比擬的優(yōu)越性，這一點(diǎn)主要因?yàn)閭鹘y(tǒng)測(cè)繪技術(shù)受自然條件因素影響過大，尤其是在高山密林等地形復(fù)雜區(qū)域，有時(shí)甚至無法展開測(cè)繪工作，單靠簡(jiǎn)單的等高線等方式的估測(cè)會(huì)導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果誤差較大，從而使測(cè)繪工作失去科學(xué)性。此外，若遇到雨雪天氣，測(cè)繪工作將不得不被迫中止。而GIS技術(shù)主要監(jiān)測(cè)手段是衛(wèi)星監(jiān)測(cè)，它不受自然條件的制約，具體過程只需要衛(wèi)星接收器的完成，十分方便。

1.2 監(jiān)測(cè)效率高

GIS技術(shù)是利用衛(wèi)星技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，不存在傳統(tǒng)測(cè)量上需要觀測(cè)、調(diào)節(jié)、調(diào)平及估讀等諸多環(huán)節(jié)，測(cè)量工作效率及測(cè)量精度得以大幅度提升。在測(cè)繪工作中，可以利用數(shù)臺(tái)儀器同步、分組對(duì)地形地貌進(jìn)行測(cè)量，有效地縮短了作業(yè)時(shí)間。在GIS測(cè)量過程中，通過衛(wèi)星進(jìn)行平面掃描，操作人員只需對(duì)接收設(shè)備進(jìn)行正確操作即可，降低了人為因素導(dǎo)致的誤差。

1.3 測(cè)量數(shù)據(jù)精度高

傳統(tǒng)測(cè)繪中，無論何種測(cè)量方式，測(cè)繪人員無法做到精確無誤，極小的測(cè)量失誤都可能導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果較大的誤差。然而與傳統(tǒng)測(cè)量方式不同，GIS通過處在地球三個(gè)軌道平面上的24顆衛(wèi)星，與遙感技術(shù)緊密結(jié)合，尤其適合大型建筑（如大型商廈、摩天大樓等）的高精度測(cè)量。在測(cè)量精度上面，通過衛(wèi)星定位，GIS可以從距離地球120公里外的軌道面上輕易捕捉到地面上小型動(dòng)物。因此，系統(tǒng)在測(cè)繪時(shí)通過繞地衛(wèi)星的平面掃描，與地面接收器遙相呼應(yīng)，工作人員只需對(duì)衛(wèi)星數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理便可得到相關(guān)信息，基本做到“零誤差”。

2 地理信息系統(tǒng)的主要功能

2.1 空間分析與空間查詢功能

地理信息系統(tǒng)（GIS）在數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建中，為了提高地理信息系統(tǒng)開發(fā)和管理的便利性，往往采用分層處理的方法進(jìn)行構(gòu)建。在系統(tǒng)中輸出原始圖，而且通過空間操作的原始圖對(duì)系統(tǒng)分析和查詢結(jié)果進(jìn)行表示，使處理過的圖件與原圖保持一致。

2.2 綜合分析評(píng)價(jià)與模擬預(yù)測(cè)功能

GIS可以對(duì)地理信息進(jìn)行提取和存儲(chǔ)，同時(shí)建立與地形地貌相對(duì)應(yīng)的信息模式來計(jì)算評(píng)價(jià)結(jié)果，并將其作為測(cè)量工作的重要數(shù)據(jù)。評(píng)價(jià)結(jié)果在對(duì)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)通常會(huì)以函數(shù)及命令的形式進(jìn)行，為了確保決策的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，通過比較GIS對(duì)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)與特殊傾向可能出現(xiàn)的后果及對(duì)應(yīng)的解決策略產(chǎn)生的效果，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)的規(guī)避。

2.3 GIS輸出功能

GIS是以地圖制圖技術(shù)作為基礎(chǔ)，不僅可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化地圖的輸出，還能夠建立地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，有效提高工作效率，降低制圖成本，有利于實(shí)現(xiàn)更高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

3 GIS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

3.1 GIS技術(shù)工作原理及發(fā)展現(xiàn)狀

3.1.1 工作原理

GIS工作原理的實(shí)質(zhì)是空間性原理。GIS在軟件設(shè)置方面包含了空間位置和空間屬性。在技術(shù)設(shè)置方面體現(xiàn)出了空間拓?fù)涞拿枋鰧傩院偷乩碜鴺?biāo)等；通過采用相關(guān)的科學(xué)算法進(jìn)行分析計(jì)算，得出精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，根據(jù)數(shù)據(jù)對(duì)空間進(jìn)行分析。

3.1.2 發(fā)展現(xiàn)狀

GIS作為項(xiàng)邊緣性學(xué)科，涉及的專業(yè)多而復(fù)雜，包括制圖學(xué)、計(jì)算機(jī)學(xué)、地理學(xué)、測(cè)量學(xué)以及電力學(xué)等等。此外還需要借助計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理和試驗(yàn)等學(xué)科。隨著各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)在工程領(lǐng)域中的引用，相關(guān)的科研或者技術(shù)人員將多種先進(jìn)技術(shù)有機(jī)的融合到儀器，產(chǎn)生了當(dāng)前的GIS技術(shù)。

3.2 GIS技術(shù)特點(diǎn)及其功能

3.2.1 技術(shù)方面

GIS在工程測(cè)繪進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理時(shí)，結(jié)合GIS的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)及借助數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)的管理方法和模式形成了一種全新概念的地理現(xiàn)象思維方式。與此同時(shí)，GIS通過將各種現(xiàn)代技術(shù)的有機(jī)融合，有效地提高了工程測(cè)繪工作的效率和工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了對(duì)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的地理定位相關(guān)數(shù)據(jù)的快速搜集以及動(dòng)態(tài)分析。

3.2.2 功能方面

一般而言，GIS的主要功能包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的分析以及該項(xiàng)技術(shù)在工程測(cè)繪工作應(yīng)用決策等。就地理信息系統(tǒng)而言，按照多源性對(duì)其劃分，可將其劃分為數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)編輯、數(shù)據(jù)檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)概化、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)組織、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)以及數(shù)據(jù)的分析等功能。在這些功能中以模型分析和空間分析在地理信息系統(tǒng)中所表現(xiàn)出的功能作用最為重要。

3.3 GIS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

3.3.1 數(shù)據(jù)采集

就數(shù)據(jù)采集工作而言，以往的數(shù)據(jù)采集方式主要是通過對(duì)紙質(zhì)數(shù)據(jù)的掃描而得到數(shù)據(jù)信息資料。而GIS技術(shù)支持下的數(shù)據(jù)采集方式則是通過GPS利用全球定位系統(tǒng)，對(duì)地理坐標(biāo)進(jìn)行定位，得出相關(guān)數(shù)據(jù)，并對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分析。最后利用遙感技術(shù)完成所有數(shù)據(jù)采集所需程序的設(shè)計(jì)任務(wù)。

3.3.2 數(shù)據(jù)處理

就工程測(cè)繪而言，各種地理信息數(shù)據(jù)的處理一般都具有時(shí)間特征、空間特征及屬性特征。就這些特征而言，按照所涉及到的數(shù)據(jù)對(duì)象可將其分為主觀數(shù)據(jù)對(duì)象和客觀數(shù)據(jù)對(duì)象。地理信息系統(tǒng)將所搜集到的數(shù)據(jù)信息直接存儲(chǔ)FAT表內(nèi)，然后通過各數(shù)據(jù)間的關(guān)聯(lián)性對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

3.3.3 數(shù)據(jù)管理

利用GIS技術(shù)建立核心測(cè)繪要素集實(shí)現(xiàn)了對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的分層化管理，使數(shù)據(jù)信息管理更加的合理化；此外，利用GIS技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)管線要素集建立，實(shí)現(xiàn)了工程測(cè)繪工作開展的合理性和科學(xué)性。

3.3.4 數(shù)據(jù)顯示

通常來講，對(duì)于地理信息系統(tǒng)中的地圖特征表達(dá)，可通過采用單一地圖、符號(hào)等多種表達(dá)方法來完成。針對(duì)工程測(cè)繪工作而言，通常單一的符號(hào)表達(dá)法只能表現(xiàn)出地圖上信息分布情況。

4 GPS在工程測(cè)繪中的應(yīng)用

4.1 土地動(dòng)態(tài)檢測(cè)

在傳統(tǒng)的土地動(dòng)態(tài)檢測(cè)工作中，主要采用的是平板儀補(bǔ)測(cè)法和簡(jiǎn)易補(bǔ)測(cè)的方式進(jìn)行的，而工程測(cè)繪中GPS的應(yīng)用，憑借著其高精度、高速度和高效率的優(yōu)勢(shì)對(duì)傳統(tǒng)的野外檢測(cè)方法進(jìn)行了有效地改善并節(jié)省了大量的人力和物力。

4.2 工程變形監(jiān)測(cè)

工程變形主要是指在工程建設(shè)過測(cè)繪過程中，由于受到地殼運(yùn)動(dòng)或者是其他影響因素而產(chǎn)生的建筑物位移現(xiàn)象，工程變形主要可以分為陸地工程變形、工程地表沉降以及圍堰大壩變行等，而GPS在工程變形監(jiān)測(cè)的基準(zhǔn)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度設(shè)計(jì)、觀測(cè)時(shí)段設(shè)計(jì)以及監(jiān)測(cè)周期設(shè)計(jì)中都有著極為重要的作用。

4.3 地形地貌測(cè)繪

對(duì)于地形地貌的測(cè)繪，主要采用的是實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分的方法對(duì)土地權(quán)屬界點(diǎn)進(jìn)行測(cè)定，僅需要單個(gè)操作人員在每個(gè)測(cè)定點(diǎn)上花費(fèi)較短的時(shí)間，隨后將得出的數(shù)據(jù)移交給計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行處理，大大提升了地籍測(cè)繪工作的測(cè)繪效率。

5 結(jié)論

綜上所述，GIS在測(cè)繪工作中的應(yīng)用，可有效提高測(cè)繪工作的效率，減輕測(cè)繪的工作量，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。GIS在具體應(yīng)用過程中還需要不斷的完善，從而有效促進(jìn)測(cè)繪技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

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1009-6434（2016）02-0077-02