王美玉 齊玉鳳 左丹

摘要：地理信息系統(tǒng)（GIS）在土地測繪中有良好的應(yīng)用效果，支持地理分布數(shù)據(jù)的采集、儲(chǔ)存管理，以可視化的方式呈現(xiàn)給測繪人員。本文基于GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用，闡述GIS技術(shù)的基本概念、功能及技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢，分析其在土地測繪中的應(yīng)用模式及應(yīng)用現(xiàn)狀，以期為相關(guān)人員提供借鑒。

關(guān)鍵詞：土地測繪；地理信息；GIS技術(shù)

近些年，數(shù)字化技術(shù)逐漸應(yīng)用到土地測繪中，可以快速、便捷地測量地理空間信息，獲取完整、準(zhǔn)確的地理信息數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)是當(dāng)下土地測繪主要手段之一，具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理、分析功能，且可以根據(jù)采集結(jié)果，建立數(shù)字模型，直觀展示地理信息空間狀態(tài)。因此，如何挖掘GIS技術(shù)在地理信息獲取中的價(jià)值，成為技術(shù)人員著重考慮的問題。

一、GIS技術(shù)概述

（一）GIS技術(shù)的概念

GIS作為空間地理信息系統(tǒng)，在軟件和硬件協(xié)同作用下，支持空間地理數(shù)據(jù)信息的采集、儲(chǔ)存、管理、分析、展示，為地理信息工作提供服務(wù)。GIS技術(shù)是以空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，通過衛(wèi)星定位、遙感裝置采集地理空間信息，儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中，同時(shí)應(yīng)用計(jì)算機(jī)程序可以實(shí)現(xiàn)地理信息模型的構(gòu)建，為信息決策提供數(shù)據(jù)支撐的技術(shù)。GIS技術(shù)包括數(shù)據(jù)庫、計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)、采集裝置等多個(gè)模塊，具備信息檢索、分析、儲(chǔ)存、生成等功能，可以滿足土地測繪工作的基本需求。

（二）GIS技術(shù)的功能

將GIS技術(shù)應(yīng)用到實(shí)踐中，測繪人員需要充分了解所具備的基本功能和拓展功能。在土地測繪中，GIS技術(shù)功能模塊包括模型構(gòu)建、位置定位、趨勢變化分析等。首先定義土地空間中物理信息的位置，采用多種交互手段確定位置關(guān)系，獲取預(yù)測數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)預(yù)設(shè)條件建立列表，借助觀測的方式獲取定量數(shù)據(jù)集。同時(shí)，根據(jù)已經(jīng)產(chǎn)生的條件信息，對(duì)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行說明、展示、處理，根據(jù)數(shù)據(jù)關(guān)系建立模型，形成最終地理信息空間報(bào)告。GIS技術(shù)應(yīng)用于土地地理信息測繪，測繪人員大多使用的基本功能包括數(shù)據(jù)采集、分析處理、上傳、檢索、生成等。

（三）GIS技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢

相比傳統(tǒng)的測繪手段而言， GIS技術(shù)在土地測繪中應(yīng)用具有明顯的優(yōu)勢，主要包括以下三點(diǎn)：一是時(shí)效性。GIS技術(shù)具備信息的動(dòng)態(tài)處理功能，與衛(wèi)星觀測、監(jiān)控技術(shù)融合應(yīng)用到土地測繪中，可以實(shí)時(shí)獲取空間的地理信息數(shù)據(jù)。當(dāng)空間內(nèi)監(jiān)測對(duì)象的數(shù)據(jù)信息發(fā)生變化后，輸出的測繪結(jié)果會(huì)發(fā)生變化，從而構(gòu)建動(dòng)態(tài)化的土地空間信息模型。二是自動(dòng)化。隨著自動(dòng)化技術(shù)、智能技術(shù)與GIS技術(shù)相融合，在獲取土地信息的同時(shí)，可以根據(jù)預(yù)設(shè)程序、控制指令，采取不同規(guī)則的運(yùn)行模式，自動(dòng)完成測繪作業(yè)，生成圖像數(shù)據(jù)。自動(dòng)化功能的實(shí)現(xiàn)，使得測繪效率更高，并減少人為因素對(duì)測繪質(zhì)量產(chǎn)生的影響。三是完整性。GIS技術(shù)在進(jìn)行信息采集、數(shù)據(jù)處理的同時(shí)，具備數(shù)據(jù)交換、數(shù)據(jù)展示功能，在功能上具備完整性的特點(diǎn)，可以滿足土地測繪的實(shí)際需求。

二、GIS技術(shù)在土地測繪中應(yīng)用模式

（一）GPS定位技術(shù)

在土地測繪及空間信息獲取階段，GIS技術(shù)應(yīng)用在空間定位上主要應(yīng)用GPS技術(shù)。GPS定位系統(tǒng)的精度較高，且支持全天候的數(shù)據(jù)定位，使得GIS生成的地理信息模塊更加精確，誤差可以達(dá)到厘米級(jí)。測繪人員使用GPS定位時(shí)，應(yīng)用相位差分技術(shù)，在土地空間內(nèi)實(shí)時(shí)獲取測量區(qū)域的圖像信息，通過空間分析、模型分析的方式，提供更加精準(zhǔn)、可靠的定位數(shù)據(jù)，有效解決土地測繪結(jié)果誤差較大的問題。

（二）數(shù)字化測圖技術(shù)

GIS技術(shù)在土地測繪中應(yīng)用主要基于計(jì)算機(jī)程序的數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)分析功能。GIS技術(shù)所采集和處理的數(shù)據(jù)，大多為遙感影像數(shù)據(jù)集圖像數(shù)據(jù)，采用圖像校正的方法，保留高分辨率的影像信息，將數(shù)據(jù)信息采集、儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫中。技術(shù)人員使用A/D轉(zhuǎn)換技術(shù)使GIS具備數(shù)據(jù)共享功能，再生成范圍較大、精度較高的電子地理信息模塊。GIS技術(shù)采用數(shù)字化的測繪方法，將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)按照同等比例尺縮放，生成電子地圖后在空間內(nèi)修正地理信息數(shù)據(jù)，完成測定空間內(nèi)的地形圖繪制，從而生成精度較高的電子地圖。

（三）地理信息系統(tǒng)建設(shè)

GIS技術(shù)作為空間地理信息系統(tǒng)，在使用過程中不會(huì)受到氣候、地理環(huán)境的影響，使其在地理信息數(shù)據(jù)的采集和分析中的應(yīng)用效果良好。技術(shù)人員在GIS系統(tǒng)建設(shè)階段，根據(jù)實(shí)際作業(yè)要求，建立多個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集和運(yùn)用的功能，如測圖系統(tǒng)、基礎(chǔ)系統(tǒng)、項(xiàng)目系統(tǒng)、圖形編輯系統(tǒng)、查詢系統(tǒng)、管理系統(tǒng)等多個(gè)模塊。系統(tǒng)通過建立地形數(shù)據(jù)庫的方式，將遙感、GPS數(shù)據(jù)等采集的信息導(dǎo)入系統(tǒng)中，生成圖紙信息。基礎(chǔ)系統(tǒng)模塊將信息轉(zhuǎn)化為空間信息資料，外掛在數(shù)據(jù)庫中，項(xiàng)目模塊以土地測繪信息獲取的應(yīng)用要求，使用CAD編輯功能，實(shí)現(xiàn)三維圖形的構(gòu)建。圖形編輯模塊根據(jù)信息，標(biāo)注好空間內(nèi)建筑、植物等設(shè)施的尺寸、面積等。查詢系統(tǒng)具備檢索功能，可以通過關(guān)鍵詞檢索到測繪人員所需要的信息數(shù)據(jù)。

1.數(shù)據(jù)采集

傳統(tǒng)的測繪技術(shù)在大范圍、大工作量的野外測繪作業(yè)中并不占優(yōu)勢，野外測繪作業(yè)受地形結(jié)構(gòu)、環(huán)境因素等方面影響，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用存在工作效率低、數(shù)據(jù)采集不及時(shí)等問題。而測繪人員應(yīng)用GIS技術(shù)，可以借助儀器設(shè)備，在大范圍內(nèi)對(duì)測區(qū)現(xiàn)場環(huán)境開展掃描作業(yè)，并利用信息化系統(tǒng)快速下達(dá)控制指令，通過遙感技術(shù)手段，高效完成對(duì)測點(diǎn)三維空間位置的鎖定任務(wù)，從而得到測區(qū)的地勢走向、地形結(jié)構(gòu)等相關(guān)數(shù)據(jù)。

2.數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理是土地測量工程作業(yè)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。測繪人員運(yùn)用GIS技術(shù)，可以優(yōu)化傳統(tǒng)數(shù)據(jù)處理方式，解決以往數(shù)據(jù)處理時(shí)效低的問題，突出時(shí)間與空間的差異化特性。此外，GIS 技術(shù)具有多樣性功能，特別是在數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用優(yōu)勢尤為顯著，可以快速獲取測繪內(nèi)容中的地貌、土地屬性、地形結(jié)構(gòu)等重要信息，為后續(xù)測繪工作創(chuàng)造便利條件。

3.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換處理

GIS系統(tǒng)運(yùn)行主要通過實(shí)物空間鏈接方式，以不同屬性和數(shù)字空間條件關(guān)系為導(dǎo)向，依據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)識(shí)別功能、數(shù)據(jù)分析功能開展工作。同時(shí)，GIS系統(tǒng)的連接可以同步收集拓?fù)浣?shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的兼容，重新建構(gòu)數(shù)據(jù)處理模式，滿足運(yùn)行需求，發(fā)揮功能實(shí)用價(jià)值。基于此，測繪人員需要設(shè)立轉(zhuǎn)換機(jī)制，對(duì)系統(tǒng)收集的數(shù)據(jù)信息實(shí)行轉(zhuǎn)化處理，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橄到y(tǒng)可識(shí)別、用戶需求、通過認(rèn)證的數(shù)據(jù)格式。此外，在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換過程中，測繪人員需要聚焦數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換要求、對(duì)象類型等因素，選擇恰當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以防轉(zhuǎn)換中受到客觀因素的干擾，從而影響數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換質(zhì)量。

三、GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）地理空間信息獲取與處理

1.地理空間數(shù)據(jù)庫建設(shè)

GIS技術(shù)各項(xiàng)功能的實(shí)現(xiàn)基于地理空間數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，應(yīng)用編程語言編程模塊，打造地理空間數(shù)據(jù)庫，使用SySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)，建立信息數(shù)據(jù)表定義各數(shù)據(jù)類型的功能及格式，使GIS技術(shù)具備信息采集、信息傳遞、信息處理等基本功能。地理空間數(shù)據(jù)是GIS技術(shù)在土地測繪中應(yīng)用的核心技術(shù)，在采集地理信息、驗(yàn)證數(shù)據(jù)質(zhì)量、建立信息規(guī)范、開展數(shù)據(jù)維護(hù)等工作過程中，均需要依據(jù)數(shù)據(jù)的時(shí)空特性，實(shí)現(xiàn)不同類型地理空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。例如，使用攝影測量技術(shù)獲取的土地空間數(shù)據(jù)信息，在對(duì)接GIS技術(shù)地理空間數(shù)據(jù)庫的同時(shí)，需要綜合大量的影像及圖形，尋找圖形邊界，排除模糊數(shù)據(jù)信息。由于空間數(shù)據(jù)具有時(shí)效性，測繪人員應(yīng)用地理空間數(shù)據(jù)庫，要重視數(shù)據(jù)庫的維護(hù)周期，定期審查數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容。目前，我國將GIS技術(shù)應(yīng)用到土地測繪中，已經(jīng)完成數(shù)千個(gè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，其中包括地理信息基礎(chǔ)圖、城市地籍圖、專題圖等，并實(shí)現(xiàn)數(shù)字地形模型的建設(shè)。數(shù)據(jù)庫對(duì)GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用，起到重要的數(shù)據(jù)支撐作用。同時(shí)，技術(shù)人員建立空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用尤為關(guān)鍵。

2.數(shù)字地形模型構(gòu)建

基于GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用，可以根據(jù)數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系建立數(shù)據(jù)模型，或者面向?qū)嶓w數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)模型。面向?qū)嶓w的數(shù)據(jù)模型以面向?qū)ο蟮挠跋窠?，以單個(gè)空間地理為實(shí)體組織和管理數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)據(jù)單位。拓?fù)潢P(guān)系模型以空間信息內(nèi)的幾何要素，根據(jù)幾何數(shù)據(jù)的連接關(guān)系，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)緊湊的地理信息模型構(gòu)建。目前，GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用多使用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)建立三維模型。根據(jù)遙感技術(shù)、GPS技術(shù)、攝影測量技術(shù)所采集的圖形信息，將空間數(shù)據(jù)信息整合后，將圖像內(nèi)表達(dá)的點(diǎn)、線、面等反映在空間位置上，并根據(jù)數(shù)據(jù)的延伸特性，使構(gòu)建的模型具備可拓展性。例如，在土地測繪過程中，測繪人員利用GIS建立數(shù)字高程模型，使用遙感技術(shù)和GPS技術(shù)采集地理空間內(nèi)地形圖像數(shù)據(jù)后，提取圖形數(shù)據(jù)中的密集地形模型點(diǎn)中的空間三維坐標(biāo)，用于表達(dá)地面形態(tài)數(shù)據(jù)。該模型建立后，可以直觀提取土地中的各地形參數(shù)，其中包括坡度信息參數(shù)、坡向信息參數(shù)、粗糙度參數(shù)，通過網(wǎng)格、等高線、三角網(wǎng)等方式，表達(dá)模型的結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)。

測繪人員利用GIS構(gòu)建地理信息模型，采用虛擬化的手段刻畫空間內(nèi)實(shí)體之間的相互關(guān)系。目前，地理信息模型構(gòu)建基于要素、場、網(wǎng)絡(luò)的模型建設(shè)已經(jīng)難以真實(shí)表達(dá)測繪區(qū)域三維空間實(shí)體內(nèi)的相互關(guān)系，而數(shù)字高程地理信息模型的構(gòu)建具有明顯的優(yōu)勢，可以實(shí)現(xiàn)分布式的空間數(shù)據(jù)管理。

（二）空間數(shù)據(jù)管理

GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用主要基于其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化和數(shù)據(jù)分析處理功能。測繪人員借助數(shù)據(jù)庫，可以完成大量復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理工作。在實(shí)際數(shù)據(jù)處理過程中，以保障數(shù)據(jù)完整性和真實(shí)性為重點(diǎn)，結(jié)合測繪區(qū)域土地資源分布情況，將其儲(chǔ)存到數(shù)據(jù)庫中。基于空間統(tǒng)計(jì)學(xué)建立空間模型，組織測繪土地空間內(nèi)的拓?fù)洹D論等，建立空間模型。根據(jù)數(shù)據(jù)庫信息，建立三維數(shù)字模型，智能編輯模型中的信息，利用數(shù)據(jù)的修正功能，校正生成模型中的數(shù)據(jù)誤差，使得圖形繪制更加精準(zhǔn)。在土地測繪中，GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)管理模塊具備數(shù)據(jù)加工和數(shù)據(jù)處理功能，可以將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為測繪數(shù)據(jù)，使得數(shù)據(jù)具有可識(shí)別性，并在參數(shù)表達(dá)上更加準(zhǔn)確。在此過程中，測繪人員通常使用遙感一體化測圖技術(shù)和攝影測量技術(shù)，通過對(duì)地理空間內(nèi)實(shí)物數(shù)據(jù)信息的采集，以全景圖的方式呈現(xiàn)，并將數(shù)據(jù)的加工處理結(jié)果應(yīng)用到三維模型構(gòu)建中。同時(shí)，GIS技術(shù)具備測繪快速數(shù)據(jù)處理功能，經(jīng)過圖像數(shù)據(jù)的融合、拼接，快速繪制地理信息圖形，便于后續(xù)的實(shí)體操作。

基于空間數(shù)據(jù)的處理功能，GIS技術(shù)在土地測繪中的應(yīng)用效果良好，保證測繪效率技術(shù)。GIS技術(shù)的數(shù)據(jù)處理模塊建設(shè)以地理信息系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，制定標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)交換格式和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，這對(duì)土地測繪中應(yīng)用GIS技術(shù)起到積極作用。

四、GIS技術(shù)應(yīng)用于地形地籍測繪中的方法

（一）采用“互聯(lián)網(wǎng)+”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享

以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為輔，地理測繪采用“互聯(lián)網(wǎng)+GIS技術(shù)”相結(jié)合的模式，實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)傳輸、在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布與應(yīng)用，并通過Web GIS的客戶端實(shí)現(xiàn)地理信息資源的聯(lián)通、共享，并在打通信息資源壁壘的基礎(chǔ)上，提高地理信息的使用頻率。同時(shí)，互聯(lián)網(wǎng)傳輸、發(fā)布和應(yīng)用數(shù)據(jù)具有及時(shí)性優(yōu)勢，確保地理信息資源共享的時(shí)效性。此外，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與GIS技術(shù)的融合，對(duì)地理測繪工作相關(guān)部門工作者具有實(shí)用價(jià)值。不同測繪單位、不同部門可以借助Web GIS技術(shù)，完成地形地基信息數(shù)據(jù)的匯總，降低地形地籍測繪工作的難度，及時(shí)將地理信息數(shù)據(jù)上傳至系統(tǒng)，確保地理信息數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。此外，Web GIS技術(shù)是對(duì)GIS技術(shù)在測繪地理信息服務(wù)功能上的補(bǔ)充與創(chuàng)新，依托網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，構(gòu)建系統(tǒng)化地理信息服務(wù)機(jī)制，為環(huán)保部門、測繪技術(shù)研發(fā)團(tuán)隊(duì)等主體提供精準(zhǔn)的、全方位的地理信息數(shù)據(jù)資源。測繪行業(yè)想要實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，在數(shù)字化時(shí)代背景下，改革創(chuàng)新是關(guān)鍵，而完成順利轉(zhuǎn)型發(fā)展，前提是要做好市場調(diào)研與實(shí)地考查，精準(zhǔn)定位目標(biāo)用戶的需求，以用戶需求為導(dǎo)向，強(qiáng)化地理信息產(chǎn)品的使用功能，功能應(yīng)涵蓋提高數(shù)據(jù)傳遞速率、擴(kuò)充地理位置信息數(shù)據(jù)資源等，切實(shí)提高地理信息服務(wù)效率和質(zhì)量，為相關(guān)產(chǎn)品和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用程序的測繪工作賦能。

（二）建立3D模型，實(shí)現(xiàn)地形地籍信息可視化

GIS技術(shù)可以有效確保地理信息數(shù)據(jù)的可靠性、精準(zhǔn)度，并將地理信息數(shù)據(jù)錄入地理信息系統(tǒng)，以電子化形式存儲(chǔ)測繪信息，依托地理信息系統(tǒng)快速整合、分析、歸類的功能，匯總完整的地理信息數(shù)據(jù)。同時(shí)，將匯總后的信息數(shù)據(jù)，利用3D技術(shù)，建立數(shù)字模型，將平面化地形地籍信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為更直觀、可視化、模型化的形式。此外，GIS技術(shù)還可以無障礙轉(zhuǎn)化數(shù)據(jù)，將地理信息數(shù)據(jù)在二維和三維空間靈活轉(zhuǎn)換，分別呈現(xiàn)平面圖形和3D模型不同的形式，從而根據(jù)需求來選擇相應(yīng)的瀏覽方式。

五、結(jié)論

綜上所述，GIS技術(shù)在土地測繪領(lǐng)域中的應(yīng)用逐步成熟，且數(shù)據(jù)分析、資源利用效果顯著。相關(guān)人員在研究GIS技術(shù)應(yīng)用模式和應(yīng)用現(xiàn)狀的同時(shí)，要研究GIS技術(shù)的未來應(yīng)用前景。隨著科技的不斷進(jìn)步，測繪技術(shù)將會(huì)向智能化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，數(shù)據(jù)管理模式會(huì)更加標(biāo)準(zhǔn)化。

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