地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的應用

地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的應用

Summary：在當前土地資源短缺的條件下，為推動國民經濟可持續(xù)發(fā)展以及構建和諧穩(wěn)定的發(fā)展格局，在測繪工程中合理應用現(xiàn)代化測繪技術已迫在眉睫?；诖?，本文主要概述了地理信息系統(tǒng)的內涵，就該系統(tǒng)在測繪工程中的應用意義、應用優(yōu)勢以及具體應用流程展開深入探討，以期提高測繪精準度，促進測繪行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。Keys：測繪工程；地理信息系統(tǒng)；應用引言隨著我國智慧城市建設進程的發(fā)展，智慧城市建設相關的科研和實踐也取得了較大的突破。其中，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設過程中的應用得到了廣泛的認可和應用，同時也使得智慧城市建設水平不斷提升。國內外學者在智慧城市建設相關的研究中也逐漸關注到地理信息系統(tǒng)等技術的應用和實踐。國外相關專家學者較多地從地理信息系統(tǒng)的技術層面開展了研究，在地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲以及數(shù)據(jù)的計算等方面進行了創(chuàng)新的分析；國內專家學者則更多地從地理信息系統(tǒng)的應用層面開展了研究，從地理信息系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)技術的結合、不同領域的應用等方面進行了分析和探討。通過對國內外相關研究的梳理和總結，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設領域中的應用缺乏較為系統(tǒng)和更具針對性的研究。本文對地理信息系統(tǒng)在我國智慧城市建設中應用存在的問題進行了客觀全面的分析，結合存在問題提出了具有針對性的解決方案，對于豐富地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設方面的研究、提升智慧城市建設的水平有著重要的意義，也是地理信息系統(tǒng)技術應用研究的重要創(chuàng)新點。1測繪地理信息技術的概念、特點測繪地理信息技術又稱3S技術，它包含GPS全球定位系統(tǒng)、遙感RS系統(tǒng)、GIS地理信息系統(tǒng)等。它的本質就是利用各種測量儀器、傳感器和計算機軟件、硬件等進行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和分析。GPS技術具有可靠、實時、精確等優(yōu)點，能夠有效地進行空間資源的收集。通過衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，可以準確地對地形圖中的控制點進行精確的定位和測量，為國土規(guī)劃地形圖的編制和收集整理提供了?種有效的方法。RS技術具有數(shù)據(jù)收集便利及時、探測范圍?、繪制速度快等優(yōu)點。在與?標距離較遠或不能直接測量的情況下，利用RS技術可進行有效的判斷、測量和分析，從而實現(xiàn)對遙感影像真實、直觀地傳輸。遙感技術是?前國土規(guī)劃數(shù)據(jù)獲取和更新的重要技術。?方面，它可以利用遙感技術有效地處理數(shù)據(jù)，并形成4D產品，合理地用于規(guī)劃基礎圖或專題圖；另?方面，它可以通過多種形式的數(shù)據(jù)采集和時態(tài)分析，對國土空間進行動態(tài)監(jiān)測，及時、全面地了解土地利用狀況，并在此基礎上，結合遙感技術，為土壤、水質和環(huán)境污染監(jiān)測提供真實、可靠的數(shù)據(jù)。GIS技術的主要功能是輸入、查詢、存儲、操作、分析和表達。在實際應用中，GIS技術往往與土地規(guī)劃建模、分析算法相結合，為國土規(guī)劃管理部門的決策提供更為直觀、專業(yè)化依據(jù)。在科學技術飛速發(fā)展的今天，測繪地理信息的采集與處理能力也有了很?的提高，從遙感、無?機、機器?、雷達等多個方面，已經形成了?個完整的地理信息系統(tǒng)。2在測繪工程中應用地理信息系統(tǒng)的重要意義地理信息系統(tǒng)本質上是一項綜合性空間信息系統(tǒng),它是集傳感器、飛行器、遙測遙控、通信、導航定位、攝像、激光掃描、數(shù)據(jù)傳輸、遙感數(shù)據(jù)處理等功能與設備于一體的技術系統(tǒng)。將地理信息系統(tǒng)合理應用于測繪工程中,可保障測繪行業(yè)轉型升級。作為地理信息系統(tǒng)的重要構件,傳感器的質量和功能對測繪工程工作的質量和效率有著重要影響。隨著科技的不斷進步,大面積、多光譜、數(shù)字化是傳感器的發(fā)展方向。在不斷提高信息數(shù)據(jù)精準度的前提下,利用遙感設備和飛行器,可實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速傳輸。與傳統(tǒng)測繪技術相比,地理信息系統(tǒng)的合理化應用不僅能夠降低測繪成本,還能夠提高操作的安全性以及基礎信息獲取的實時性。在測繪工作中應用地理信息系統(tǒng)時,測繪部門的工作人員可合理利用遠程探測儀來探測物體狀態(tài),并借助地理信息系統(tǒng)將探測到的信息精準、快速地傳輸?shù)娇刂浦行?。在具體操作過程中,測繪工作主要分為三個部分,即前期內業(yè)、前期外業(yè)以及后期內業(yè)。前期內業(yè)工作的規(guī)范開展是前期外業(yè)高質量開展的重要保障。在借助無人機遙感系統(tǒng)內部的遙感監(jiān)測系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)落實前期內業(yè)工作后,監(jiān)測人員還要借助全球定位系統(tǒng),通過人工或者自動化控制技術來控制無人機采集特定范圍內的數(shù)據(jù),最后將采集到的數(shù)據(jù)經數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行牟ζ溥M行分析和整理,從而制訂出可行的決策方案。相較于傳統(tǒng)測繪技術,地理信息系統(tǒng)的應用在一定程度上打破了空間和地形的限制。另外,該系統(tǒng)具有成本低廉、覆蓋面廣、操作安全、便于攜帶、高度自動化、高度智能化、快速響應等優(yōu)勢,能夠在保證數(shù)據(jù)精準度的前提下,為后期的科學決策提供重要參考。3地理信息技術在工程測繪工作中的應用優(yōu)勢3.1有效防止外部因素的干擾在城市測繪工作中應用地理信息技術,不僅能夠擺脫時空限制,還能擴大測繪范圍,有效防止外部因素的干擾。例如,測繪人員經常會遇到復雜的地理環(huán)境和氣候環(huán)境,如特殊的地形結構、惡劣的雨雪天氣等,這給測繪工作帶來了較大挑戰(zhàn)。以往的測繪工作以人工為主,單純的人工測繪方式很容易受到環(huán)境因素的影響,而地理信息技術的應用,可以降低該因素帶來的不利影響。目前,在很多測繪工作中,測繪人員應用地理信息技術來代替人工操作,這對于提高測繪數(shù)據(jù)的精準度、客觀性有著很大幫助。3.2數(shù)據(jù)精準度非常高影響測繪工作的主客觀因素非常多,加之測繪人員大多采用人工測繪方式,導致最終獲取到的測繪數(shù)據(jù)缺乏精準性、客觀性。地理信息技術在城市測繪工作中的有效應用,能夠擴大測繪范圍,有利于提高測量的有效性,這些都是傳統(tǒng)測繪方式無法達到的。在測繪工作中,地理信息技術能夠通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對固定物體以及移動物體進行定位。衛(wèi)星能夠與地面的接收器進行實時連接,并能把掃描到的數(shù)據(jù)信息準確地傳送給地面接收器,從而保證數(shù)據(jù)信息的精準度。隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星定位等技術的水平得到大幅提高,這不僅能夠進一步提高地理信息技術在測繪工作中的應用實效,還能夠幫助測繪人員獲取更為精確的信息數(shù)據(jù)。3.3測量工作更加高效在城市測繪工作中,測繪人員可應用地理信息技術來接收不同類型的數(shù)據(jù)信號,并可憑借內置的軟件對數(shù)據(jù)進行處理與計算。與傳統(tǒng)的測繪技術相比,地理信息技術大大提高了城市測繪工作的效率。在以往的城市測繪工作中,對于一些地形條件較為復雜的區(qū)域,測繪人員往往需要耗費大量的時間來收集數(shù)據(jù)信息,并且獲取到的數(shù)據(jù)信息的精準度不高。而地理信息技術能夠很好地適應復雜地形條件。測繪人員可以根據(jù)地形條件,選擇合適的地理信息技術與設備開展測繪工作,從而減少人力、物力、財力的投入,提高測繪工作效率。4地理信息系統(tǒng)技術在工程測繪中的應用4.1在信息處理整合方面的應用隨著我國城市測繪工程數(shù)量與規(guī)模的提升與擴大，其對于數(shù)據(jù)量與數(shù)據(jù)精度的要求也變得越來越高。地理信息系統(tǒng)技術能夠將大量的高精度數(shù)據(jù)進行有效的整合，從而實現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的綜合管理與應用。地理信息系統(tǒng)技術能夠將策劃數(shù)據(jù)與城市內的其他因素相關聯(lián)，從而實現(xiàn)綜合性較強的分析。例如：地理信息系統(tǒng)能夠將城市的物理地形和該城市的人口分布變化情況、氣候變化因素、城市經濟社會發(fā)展條件相結合，幫助城市規(guī)劃與建設人員更好的開展自身的工作。地理信息系統(tǒng)技術還能夠具體到某一目標某一區(qū)域，將特定的地理位置信息與測繪結果相連接，實現(xiàn)地理信息的有效整合。除此之外，地理信息系統(tǒng)技術還會根據(jù)地理信息的數(shù)據(jù)來源，將其與相關參考數(shù)據(jù)進行比較與分析，從而判斷這一數(shù)據(jù)的準確性，推動城市測繪工作科學性與合理性的提升。就地理信息系統(tǒng)技術在城市測繪中的應用而言，城市信息的采集與整合是其中最為關鍵的一個環(huán)節(jié)。要求測繪人員在應用地理信息系統(tǒng)技術時，確保測繪信息與系統(tǒng)內的區(qū)域信息保持匹配，這樣才能夠為后續(xù)的數(shù)據(jù)綜合性處理與分析提供保障。還要成立專門的地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫內專門存儲原始數(shù)據(jù)與分析后的數(shù)據(jù)，當后續(xù)城市的規(guī)劃與建設工作需要數(shù)據(jù)支持時，可以隨時從數(shù)據(jù)庫內調用人口、經濟、空間、氣候、地質、物理等信息。這就要求地理信息系統(tǒng)應該具備一定的信息傳輸功能，能夠實現(xiàn)實時分享信息與傳遞信息等操作，為城市測繪工作提供助力。4.2點線圖像處理由于測繪項目的不同，GIS技術在應用上的方向也不盡相同。在進行數(shù)據(jù)的輸出與顯示時，往往會采取點線相結合的方法，并要求技術人員根據(jù)實際情況進行靈活的選擇。點線組合的圖像處理技術要求較低，但是在很多城市的規(guī)劃和布置中都有大量的應用。如果需要了解城市路網的分布狀況，可以采用GIS技術對其進行檢測、收集，將其以線連線的形式呈現(xiàn)出來，并以點狀的形式呈現(xiàn)城市居民的居住狀況，在某些線路交叉的地區(qū)，可以得到更為準確的顯示。通過這種點線組合的方式，可以更好地把握目前的城市布局，正確判斷現(xiàn)有的交通網絡能否更好地滿足人們的需要，同時也可以將交通、通信、水力網等綜合起來，從而為未來的發(fā)展規(guī)劃提供重要參考。4.3野外測繪工程在野外工程測繪中，多數(shù)情況下都是靠人工進行定位，不但技術上要求很高，而且要多次測量才能確保數(shù)據(jù)的準確性，因此，在獲取信息的速度上存在著一些不足。在GIS系統(tǒng)中，通過衛(wèi)星和一體化模塊的自動處理，可以很好地解決地面測量中存在的問題，從而提高了地面測量的效率。GIS系統(tǒng)的地理信息覆蓋范圍不斷擴大，除了普通的地面信息和海拔之外，它還可以對地面進行一定的深度探測和反饋，無論是數(shù)量還是種類，都得到了極大的增加。4.4建設地理信息三維模型通過地理信息系統(tǒng)建立的三維立體模型，相比于平面地圖，可以更加直觀、清晰地反映出城市地理信息，并可以完成在電腦端的測量與分析，實際應用價值非常高，特別是對于智慧城市的建設，可以極大提升智慧城市的規(guī)劃和建設效率以及后期的管理能力。但是就目前的地理信息系統(tǒng)而言，還無法實現(xiàn)整個城市或大范圍區(qū)域的地理信息三維模型的建設，地理信息系統(tǒng)要重點加強和突破三維立體模型的建設能力。一是創(chuàng)新地理數(shù)據(jù)的采集技術，提高地理數(shù)據(jù)采集的精度，為三維立體模型的建設奠定數(shù)據(jù)基礎。二是加大科研力量，創(chuàng)新和發(fā)展三維立體成像技術，提升三維立體模型的建設能力和水平，使三維立體模型的建設速度和方法得到大幅提升，從而使三維立體模型的覆蓋區(qū)域不斷加大，為智慧城市的建設提供更強的支持。三是提高數(shù)據(jù)處理和存儲能力，由于三維立體模型的數(shù)據(jù)量龐大，特別是大范圍的三維立體模型，需要強大數(shù)據(jù)處理能力和存儲空間，所以要不斷發(fā)展和提升數(shù)字技術和信息技術，為三維立體模型的建設打造良好的基礎。4.5在資源調查方面的應用隨著近年來我國城市規(guī)劃與建設速度的加快，自然資源的需求量也變得越來越大。這一定程度上加大了我國的資源承載力，長此以往可能造成嚴重的環(huán)境問題。因此將地理信息系統(tǒng)技術應用于城市資源調查測繪中也有著十分重要的意義。在開展城市資源調查測繪工作時，工作人員會利用地理信息系統(tǒng)技術對以往的資源數(shù)據(jù)信息進行分析，在此基礎上開展具有針對性的城市資源調查測繪工作，為后續(xù)的資源應用提供相應的數(shù)據(jù)指導。地理信息系統(tǒng)技術的介入有效緩解了我國的資源緊張問題，推動了我國城市規(guī)劃與建設的健康可持續(xù)發(fā)展。就現(xiàn)有的測繪工作者而言，其應該不斷提升自身的資源調查與探測水平，優(yōu)化與完善現(xiàn)有的地理信息系統(tǒng)，推動資源信息搜索與采集水平的提升，才能使我國的城市資源調查測繪水平獲得相應的提升。只有落實了城市資源調查測繪工作，才能夠推動我國城市的健康可持續(xù)發(fā)展。4.6做好空間數(shù)據(jù)的儲存、分類地理信息技術不僅能夠獲取豐富的空間數(shù)據(jù),還能夠將不同類型的空間數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中。隨著城市建設的推進,測繪數(shù)據(jù)越來越多。測繪部門需要建立專門的數(shù)據(jù)庫,并應用地理信息技術的數(shù)據(jù)挖掘功能從海量的空間數(shù)據(jù)中提取所需要的數(shù)據(jù)。地理信息技術的發(fā)展,加快了地理信息技術從操作型應用向分析型應用的過渡。地理信息技術與其他技術的融合應用,對空間數(shù)據(jù)分類起到了良好的促進作用。傳統(tǒng)的分類方式是采用二值邏輯來劃分空間數(shù)據(jù)的類別,空間數(shù)據(jù)的劃分界限較為模糊,其只會發(fā)生漸變而不會發(fā)生突變。而地理信息技術可以利用模糊邏輯來保證空間信息分類的準確性。為此,測繪人員需要充分發(fā)揮地理信息技術在城市測繪工作中的作用,做好空間數(shù)據(jù)存儲、分類等工作,使海量的空間數(shù)據(jù)變成更有價值的信息資料,從而推動城市的建設與發(fā)展。4.7在立體式輸出方面的應用隨著我國測繪技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)測繪工作的成果輸出模式，已經無法適應時代的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術能夠實現(xiàn)地圖的立體式輸出，將測繪結果以更加立體直觀的形式呈現(xiàn)給人們，幫助人們更好地分析與理解測繪數(shù)據(jù)，大幅提升了測繪數(shù)據(jù)查詢與檢索的效率。立體式輸出地圖是一種全新的視覺體驗，要求測繪技術人員在應用地理信息系統(tǒng)技術時，充分發(fā)揮這項技術的優(yōu)勢。提升地圖混置的精準性與可靠性，才能推動電子地圖更好的應用于城市規(guī)劃與建設工作當中。這就要求測繪人員將地理信息系統(tǒng)技術貫徹落實于測繪工程的全過程當中，實現(xiàn)數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)接口的統(tǒng)一。5測繪工程中地理信息系統(tǒng)的發(fā)展趨勢在測繪工程中應用地理信息系統(tǒng),能有效提高測繪工作的準確性、科學性,有利于促進測繪從傳統(tǒng)的獲取信息服務方式轉變?yōu)闆Q策管理的重要組成部分。未來,地理信息系統(tǒng)有望極大地提高管理方法的嚴謹性、總體規(guī)劃的合理性以及決策的科學性。地理信息系統(tǒng)以其獨特的功能,將會在測繪工作中得到廣泛應用,并在一定程度上滿足空間分析的需求。地理信息系統(tǒng)的發(fā)展方向是通過與其他技術相結合,實現(xiàn)時空一體化設計以及系