楊紹純

摘要：隨著社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國在地理信息測繪領域也取得了一些進展，但與國外相比仍存在著較大差距。本文主要針對煙臺市當?shù)貙嶋H情況進行研究和分析，以GIS技術為基礎建立一個完善、有效的用于城市測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)平臺。該平臺輔助地圖應用軟件對城市坐標點提供空間圖形化，同時結合地理信息系統(tǒng)中導航定位、地形圖繪制及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等多方面內(nèi)容，以及地理信息系統(tǒng)中導航定位、地形圖繪制及數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的應用，可在測繪領域中發(fā)揮重要作用。

關鍵詞：地理信息系統(tǒng)；測繪；地圖勘測；GIS

目前國內(nèi)地圖勘測技術還不是很成熟，而且信息量也比較小，但是地理信息系統(tǒng)卻有著巨大的市場潛力和應用前景，在測繪領域應用到的地圖勘測技術是利用GPS定位系統(tǒng)以及地理信息采集與傳輸?shù)饶K對地物進行測量和分析。

一、地理信息系統(tǒng)概述

（一）地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

地理信息系統(tǒng)GIS是以計算機技術為基礎建立起來的地表空間地理數(shù)據(jù)信息系統(tǒng)，通過與地表探測相關設備數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通實現(xiàn)地表空間數(shù)據(jù)信息的采集、儲存、運算、分析、管理、顯示和描述等功能。GIS技術綜合了地理學、地圖學、計算機科學等眾多技術，而且該技術常與其它應用技術融合，廣泛用于環(huán)境與地質災害管理、礦山資源勘探、地質測繪、城市規(guī)劃等諸多領域。隨著計算機技術、網(wǎng)絡通訊技術以及傳感器技術的發(fā)展，地理信息系統(tǒng)發(fā)展向多媒體地理數(shù)據(jù)信息、數(shù)字制圖、“3S”集成、空間可視化與虛擬現(xiàn)實、三維和時態(tài)GIS等技術方向發(fā)展。1995年，煙臺市建設局建立了第一個基于地理信息的計算機應用系統(tǒng)，主要是用于城市地理數(shù)據(jù)信息的管理和分析。當下，隨著GIS技術與各行各業(yè)深度融合，尤其與人工智能的融合等，為GIS應用發(fā)展提供了諸多可能。

在城市建設方面，利用地理信息系統(tǒng)可以對全市進行統(tǒng)一控制。例如，城市坐標、道路地形圖等地物地圖通過GIS軟件可生成交通路線圖并實時顯示。公路測量數(shù)據(jù)信息采集系統(tǒng)可以通過GIS軟件的接口，將采集到的各類原始資料傳輸至道路地圖上，方便工作人員隨時查看和修正。

在測繪領域中，GIS可對城鎮(zhèn)建設用地區(qū)域內(nèi)各種建筑物、構筑物情況進行測量；利用地質地貌特征與水文條件以及氣象因素可確定工程的地理位置；通過遙感技術獲取地下水位信息，可確定工程的地址；通過GIS技術建立起地物信息數(shù)據(jù)庫，可實現(xiàn)對土地資源狀況進行分析與共享。不難看出，地理信息系統(tǒng)在測繪領域中應用非常廣泛。

（二）地理信息系統(tǒng)的特點

1.GIS系統(tǒng)的組成

GIS系統(tǒng)由數(shù)據(jù)信息采集、處理的各類硬件系統(tǒng)設備、軟件平臺、以及采集到的各類數(shù)據(jù)信息、系統(tǒng)維護與應用的技術人員以及各類數(shù)據(jù)信息處理模型和方法組成。

2.GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理

基于GIS相關硬件設備采集到的數(shù)據(jù)信息將通過網(wǎng)絡通信技術傳輸?shù)接嬎銠C硬件和軟件系統(tǒng)平臺上，并通過計算機大數(shù)據(jù)技術、分布式運算技術、分析建模技術等，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的采集、傳輸、篩選、分析建模、可視化呈現(xiàn)、傳輸以及應用和管理等功能。GIS系統(tǒng)可以建立基于時間、空間、時態(tài)等多維度空間數(shù)據(jù)信息和屬性數(shù)據(jù)信息。通過空間分區(qū)、專題分層等數(shù)據(jù)組織方法，建立廣泛的基于空間地理信息的數(shù)據(jù)庫資源信息。

3.GIS數(shù)據(jù)信息的可視化表達與輸出

基于空間和時間信息，可以建立完整的地理信息數(shù)據(jù)庫并實現(xiàn)可視化。通過計算機技術以及應用分析建?？梢詫崿F(xiàn)各類數(shù)據(jù)信息結果展現(xiàn)以及信息處理過程的可視化，方便快捷地實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果、分析結果、展現(xiàn)結果等的數(shù)字化輸出和打印。

4.數(shù)據(jù)庫資源的查詢、分析、利用與開發(fā)

通過GIS系統(tǒng)建立的是一個系統(tǒng)的、動態(tài)的、多維度的、關于地理信息和空間結構的數(shù)據(jù)資源庫。各類采集到的單一數(shù)據(jù)本身并沒有太多的實際意義，需要對各類數(shù)據(jù)進行計算機化的篩選、處理等，以信息資源的形式應用在具體的工作中才能發(fā)揮出GIS數(shù)據(jù)資源的作用。因而，對GIS數(shù)據(jù)信息的查詢、建模分析、可視化顯示，以及對數(shù)據(jù)資源相應的預警、決策處理等，只有通過數(shù)據(jù)資源的開發(fā)和利用，才能將GIS系統(tǒng)價值發(fā)揮到最大。

二、煙臺地理信息系統(tǒng)應用研究

（一）煙臺地理信息系統(tǒng)的開發(fā)過程

通過對計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)據(jù)庫技術及GIS軟件等知識內(nèi)容進行簡單介紹，初步了解地理信息系統(tǒng)。同時，在設計中應充分考慮到不同地區(qū)地理數(shù)據(jù)資源差異性和地域差別。

根據(jù)需要將其分為多個模塊，每個功能模塊都有相應對應的接口，各部分之間也有不同之處但又相互聯(lián)系。數(shù)據(jù)采集、處理和顯示系統(tǒng)是以模塊化的方式進行設計，由不同功能模塊形成一個整體，以實現(xiàn)信息共享。例如，將地觀測站分為若干個單元，根據(jù)需要可設置觀測點坐標及相關參數(shù)等指標。

各子系統(tǒng)間建立起相互關聯(lián)的信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)流系統(tǒng)。該模型由兩個主要部分組成：第一部分是對各種類型、數(shù)量和質量進行分析與描述；第二部分則為在上述條件下，各子系統(tǒng)間建立起相互關聯(lián)的關系。

（二）總結

地理信息系統(tǒng)是對測繪技術的一種應用，可以實現(xiàn)信息共享，能夠對所獲得的數(shù)據(jù)資料進行分析。而這種功能則需要借助計算機來完成。通過計算機網(wǎng)絡平臺來建立起完善且有效的數(shù)據(jù)庫。我們要利用GPS系統(tǒng)與RTK系統(tǒng)等相關軟件建立起一套完整并且高效地地理信息系統(tǒng)體系結構，對其應用范圍以及具體操作方式做出合理化處理，以便能夠更好地滿足測繪作業(yè)需求，同時還要對地理信息進行查詢和分析，為測繪作業(yè)提供更多的便利。

三、GIS在測繪領域的應用

（一）測繪領域介紹

測繪即測量和繪圖，現(xiàn)代測繪技術融合了GPS、RS、GIS（3S）以及RTK等技術，以多學科的技術交叉為基礎，實現(xiàn)基于地理信息的測繪結果在計算機系統(tǒng)上的多維度、多時態(tài)的測繪結果呈現(xiàn)。

在傳統(tǒng)的坐標系基礎上，利用現(xiàn)代信息技術手段，將衛(wèi)星信息轉換為平面坐標、高程數(shù)據(jù)以及其他空間參數(shù)。通過計算機對這些數(shù)據(jù)進行處理分析可以得到所需的導航位置和路線。該方法不僅能提高測繪效率，而且能減少工作量，保證測量精度與質量水平，還可實現(xiàn)多方位觀測定位（X-Y方向）及遠程監(jiān)控（NH），確保在對多點實施精準跟蹤時獲得更為準確地坐標信息。地理信息系統(tǒng)能夠有效地對測繪數(shù)據(jù)進行處理分析，提供更為準確的信息，同時還可實現(xiàn)導航系統(tǒng)、衛(wèi)星定位和全球定位等功能。

（二）測繪技術

測繪數(shù)字化技術包括GPS技術、GNSS技術、RS技術、RTK技術和網(wǎng)絡通信技術等。全球定位系統(tǒng)GPS技術為測繪的精準定位和定位標準化提供便利，遙感RS技術為測繪遠距、大范圍地理空間信息成像提供給方便，RTK技術則幫助實現(xiàn)高精度數(shù)字化的測繪和測繪管理，而網(wǎng)絡通信技術與則為測繪數(shù)據(jù)的傳送提供了便利。

1.GPS系統(tǒng)

GPS是一種基于全球定位技術的衛(wèi)星導航設備。該系統(tǒng)能夠提供海量地形要素及其變化情況，并能自動生成地圖、三維坐標和坐標表等地理參數(shù)信息，服務于測繪工作。GPS系統(tǒng)是一種高精度的地面三維坐標測量技術，能夠實現(xiàn)對空間信息進行實時準確地觀測，并將其轉化為圖形數(shù)據(jù)。地理信息系統(tǒng)在測繪領域的應用，可以有效提高測繪工作效率，實現(xiàn)信息共享，為企業(yè)和政府節(jié)省大量人力、物力資源。

2.RTK系統(tǒng)

RTK系統(tǒng)是一種通過衛(wèi)星定位獲取地面點位和地理坐標以及空間位置間關系的測繪技術，是一種空間地理信息系統(tǒng)，能夠自動獲取地面點位和地物坐標，還可以通過GIS、RS技術進行數(shù)據(jù)的處理。RTK系統(tǒng)在測繪領域中具有廣闊應用前景。

3.網(wǎng)絡通信技術

網(wǎng)絡通信技術在地理信息領域中的應用，為人們提供了更方便、更高品質地獲取資源的方法。本文主要介紹利用計算機網(wǎng)絡通訊技術對煙臺市各礦井進行定位與分析。通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將礦藏內(nèi)各個位置上的地形圖和地質資料提供給工作人員。同時也可以借助GIS軟件建立數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)對空間圖形處理功能以及地理信息查詢等相關應用進行詳細展示，為人們提供更加方便、快捷、高效、實用的服務。

（三）GIS在測繪領域的應用

GIS和測繪有著密不可分的關系。GIS技術為測繪中的“繪圖”建立動態(tài)、多維的可視化信息呈現(xiàn)系統(tǒng)。測繪技術的發(fā)展，尤其精準測量技術，可為GIS系統(tǒng)提供精準、可靠、快速、及時、動態(tài)的數(shù)據(jù)信息。GIS與測繪融合建立起龐大的空間數(shù)據(jù)庫、基于測繪結果高可閱讀性、可分性的空間數(shù)據(jù)庫，為測繪數(shù)據(jù)的具體應用提供便利。現(xiàn)代測繪技術基于多種交叉科學技術集成了GNSS、RS和GIS系統(tǒng)。

在測繪領域中，GIS技術應用的例子比較多。例如，應用地理信息系統(tǒng)軟件來進行野外地形圖、地物地貌等方面信息的采集。比如，對山區(qū)河流和丘陵地帶進行測量時利用了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)。通過對這些資料建立起空間數(shù)據(jù)庫可以實現(xiàn)地圖定位功能以及地理數(shù)據(jù)存儲功能。還可根據(jù)需要將所需坐標點用坐標格式轉換成不同類型的GIS平臺中，實現(xiàn)地圖數(shù)據(jù)庫共享。利用地理信息系統(tǒng)軟件來進行測繪數(shù)據(jù)采集，可以有效避免人工測量帶來的誤差。

（四）空間數(shù)據(jù)庫

空間數(shù)據(jù)庫是以GIS、RS技術為基礎，用于對各種數(shù)據(jù)進行存儲和管理的計算機程序，可將地理信息轉換成可視化圖形或半視覺符號形式，并能通過顯示系統(tǒng)自動獲取到所需參數(shù)及結果的數(shù)字格式?？臻g數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)量龐大且具有高可訪問性，空間數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同的需求，將圖形圖像數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、空間關系數(shù)據(jù)等相應的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)模型、處理模式、存儲結構和存取方法等方面進行設計，進而建立起符合需要的空間數(shù)據(jù)庫。

煙臺市在發(fā)展經(jīng)濟時也存在著一些問題，比如，土地資源分布不均、土地利用率低等一系列問題都給開發(fā)區(qū)帶來了極大地壓力和挑戰(zhàn)性，而利用空間數(shù)據(jù)庫技術可以有效解決這些難題。地理信息系統(tǒng)在測繪領域的應用使得開發(fā)區(qū)對土地信息進行高效處理和分析變得更加便捷，同時也提高了數(shù)據(jù)查詢速度，為相關部門提供更多的資料。隨著煙臺市國土資源信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的逐步建成和完善，其在地理信息系統(tǒng)中發(fā)揮著不可替代作用，為開發(fā)區(qū)提高土地管理效率、促進城市經(jīng)濟發(fā)展起到了一定的積極影響。

四、煙臺地理信息系統(tǒng)在測繪領域的擴展應用

（一）地理信息系統(tǒng)基本原理

地理信息系統(tǒng)是一種信息采集、處理和分析的系統(tǒng)，通過對各種信息進行采集、傳輸和處理，并根據(jù)需要建立起相應的數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)自動檢索功能。通過對各種數(shù)據(jù)進行存儲，并利用圖形界面將其呈現(xiàn)出來，為人們提供所需要的資料。

（二）煙臺地理信息系統(tǒng)的關鍵點

煙臺市在2015年6月發(fā)布了《關于加強市容縣域空間信息網(wǎng)絡建設和應用工作促進全市區(qū)域經(jīng)濟社會信息化發(fā)展意見》，明確提出要建立“市區(qū)”、“區(qū)（鄉(xiāng)）”兩個坐標系統(tǒng)，并將其分為三個等級，分別為市級核心控網(wǎng)、縣域控制網(wǎng)和鄉(xiāng)村關鍵點控網(wǎng)。

中心控制節(jié)點及關鍵點確認根據(jù)開發(fā)區(qū)的總體規(guī)劃要求確定煙臺GIS體系中重要位置控制樁號。根據(jù)煙臺GIS體系中的控制點和關鍵控樁號，確定其坐標系統(tǒng)，并利用地理信息系統(tǒng)技術建立煙臺GPS空間軌跡模型。通過該坐標系下對全廠各分區(qū)域內(nèi)的各類信息進行整合分析及處理。在煙臺市開發(fā)區(qū)實施后實現(xiàn)了資源共享與數(shù)據(jù)共享功能、地理數(shù)據(jù)庫管理等新應用，提高了區(qū)域測繪精度以及測量效率，提升了工作人員的專業(yè)素質水平和業(yè)務能力與服務質量，滿足了企業(yè)需求。

（三）煙臺地理信息系統(tǒng)模型

在坐標系中，將平面地圖導入到GPS地理信息系統(tǒng)內(nèi)，并利用三維空間數(shù)據(jù)庫進行信息處理、分析和計算，其主要功能是實現(xiàn)對地面的高程控制。該模型包括三個部分：第一個是建立地物的三維立體圖，第二個部分為控制點及基準線，第三層則為基礎數(shù)據(jù)（XY方向）以及地面坐標系統(tǒng)等內(nèi)容。

在大地坐標系中，將平面地圖導入到GPS地理信息系統(tǒng)內(nèi)后，可以在地圖上顯示出各類地物信息，而這些數(shù)據(jù)的獲取是以坐標測量為基礎，利用地理信息系統(tǒng)技術對其進行整合、分析和處理。地理信息系統(tǒng)是以GIS為基礎，在對其進行信息的查詢和分析時，利用計算機技術、網(wǎng)絡通訊等手段實現(xiàn)了空間數(shù)據(jù)處理與存儲以及圖形圖像顯示。在利用地理信息系統(tǒng)技術時，可以對數(shù)據(jù)進行采集、傳輸以及存儲，還可實現(xiàn)空間圖形分析與顯示功能。

五、結語

在地理信息系統(tǒng)的應用過程中，目前計算機網(wǎng)絡技術、信息采集及分析能力等方面仍存在不足之處以及地理數(shù)據(jù)處理與管理等環(huán)節(jié)上有待完善，因此對其進行改造和優(yōu)化是非常有必要的。通過將空間數(shù)據(jù)庫引入到測繪領域當中來解決當前所面臨的信息化時代下資源共享問題具有一定現(xiàn)實意義，同時也可為其他相關行業(yè)提供參考。社會公眾對地理信息系統(tǒng)的使用，在一定程度上也能夠提高人們了解、掌握和利用信息資源的效率。

參考文獻：

[1]劉慶，楊宇航，陳侃侃.測繪地理信息系統(tǒng)的架構與功能[J].電子測試，2022（6）：72-74.

[2]張峻熹.地理信息系統(tǒng)在城市測繪中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2022（8）：41-43.

[3]賴勇林.地理信息系統(tǒng)在智慧城市測繪中的應用[J].模型世界，2022（4）：101-103.

[4]胡雪.地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃測繪中的應用[J].工程技術研究，2022，7（8）：85-87.

[5]林銘鋁.地理信息系統(tǒng)在土地測繪中的應用[J].冶金與材料，2021，41（3）：169-170.