地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的應(yīng)用

地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的應(yīng)用

Summary：在當(dāng)前土地資源短缺的條件下，為推動國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展以及構(gòu)建和諧穩(wěn)定的發(fā)展格局，在測繪工程中合理應(yīng)用現(xiàn)代化測繪技術(shù)已迫在眉睫?；诖?，本文主要概述了地理信息系統(tǒng)的內(nèi)涵，就該系統(tǒng)在測繪工程中的應(yīng)用意義、應(yīng)用優(yōu)勢以及具體應(yīng)用流程展開深入探討，以期提高測繪精準(zhǔn)度，促進(jìn)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(yīng)用引言隨著我國智慧城市建設(shè)進(jìn)程的發(fā)展，智慧城市建設(shè)相關(guān)的科研和實(shí)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(shè)過程中的應(yīng)用得到了廣泛的認(rèn)可和應(yīng)用，同時(shí)也使得智慧城市建設(shè)水平不斷提升。國內(nèi)外學(xué)者在智慧城市建設(shè)相關(guān)的研究中也逐漸關(guān)注到地理信息系統(tǒng)等技術(shù)的應(yīng)用和實(shí)踐。國外相關(guān)專家學(xué)者較多地從地理信息系統(tǒng)的技術(shù)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(jì)算等方面進(jìn)行了創(chuàng)新的分析；國內(nèi)專家學(xué)者則更多地從地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用層面開展了研究，從地理信息系統(tǒng)與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合、不同領(lǐng)域的應(yīng)用等方面進(jìn)行了分析和探討。通過對國內(nèi)外相關(guān)研究的梳理和總結(jié)，地理信息系統(tǒng)在智慧城市建設(shè)領(lǐng)域中的應(yīng)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(shè)中應(yīng)用存在的問題進(jìn)行了客觀全面的分析，結(jié)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(shè)方面的研究、提升智慧城市建設(shè)的水平有著重要的意義，也是地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用研究的重要創(chuàng)新點(diǎn)。1測繪地理信息技術(shù)的概念、特點(diǎn)測繪地理信息技術(shù)又稱3S技術(shù)，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(zhì)就是利用各種測量儀器、傳感器和計(jì)算機(jī)軟件、硬件等進(jìn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集和分析。GPS技術(shù)具有可靠、實(shí)時(shí)、精確等優(yōu)點(diǎn)，能夠有效地進(jìn)行空間資源的收集。通過衛(wèi)星定位數(shù)據(jù)，可以準(zhǔn)確地對地形圖中的控制點(diǎn)進(jìn)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(shù)具有數(shù)據(jù)收集便利及時(shí)、探測范圍?、繪制速度快等優(yōu)點(diǎn)。在與?標(biāo)距離較遠(yuǎn)或不能直接測量的情況下，利用RS技術(shù)可進(jìn)行有效的判斷、測量和分析，從而實(shí)現(xiàn)對遙感影像真實(shí)、直觀地傳輸。遙感技術(shù)是?前國土規(guī)劃數(shù)據(jù)獲取和更新的重要技術(shù)。?方面，它可以利用遙感技術(shù)有效地處理數(shù)據(jù)，并形成4D產(chǎn)品，合理地用于規(guī)劃基礎(chǔ)圖或?qū)ｎ}圖；另?方面，它可以通過多種形式的數(shù)據(jù)采集和時(shí)態(tài)分析，對國土空間進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測，及時(shí)、全面地了解土地利用狀況，并在此基礎(chǔ)上，結(jié)合遙感技術(shù)，為土壤、水質(zhì)和環(huán)境污染監(jiān)測提供真實(shí)、可靠的數(shù)據(jù)。GIS技術(shù)的主要功能是輸入、查詢、存儲、操作、分析和表達(dá)。在實(shí)際應(yīng)用中，GIS技術(shù)往往與土地規(guī)劃建模、分析算法相結(jié)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(xué)技術(shù)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(jī)、機(jī)器?、雷達(dá)等多個方面，已經(jīng)形成了?個完整的地理信息系統(tǒng)。2在測繪工程中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的重要意義地理信息系統(tǒng)本質(zhì)上是一項(xiàng)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(dǎo)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(shè)備于一體的技術(shù)系統(tǒng)。將地理信息系統(tǒng)合理應(yīng)用于測繪工程中,可保障測繪行業(yè)轉(zhuǎn)型升級。作為地理信息系統(tǒng)的重要構(gòu)件,傳感器的質(zhì)量和功能對測繪工程工作的質(zhì)量和效率有著重要影響。隨著科技的不斷進(jìn)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(zhǔn)度的前提下,利用遙感設(shè)備和飛行器,可實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)的快速傳輸。與傳統(tǒng)測繪技術(shù)相比,地理信息系統(tǒng)的合理化應(yīng)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(chǔ)信息獲取的實(shí)時(shí)性。在測繪工作中應(yīng)用地理信息系統(tǒng)時(shí),測繪部門的工作人員可合理利用遠(yuǎn)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(zhǔn)、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(nèi)業(yè)、前期外業(yè)以及后期內(nèi)業(yè)。前期內(nèi)業(yè)工作的規(guī)范開展是前期外業(yè)高質(zhì)量開展的重要保障。在借助無人機(jī)遙感系統(tǒng)內(nèi)部的遙感監(jiān)測系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)落實(shí)前期內(nèi)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(shù)來控制無人機(jī)采集特定范圍內(nèi)的數(shù)據(jù),最后將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)傳輸?shù)娇刂浦行牟ζ溥M(jìn)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(shù),地理信息系統(tǒng)的應(yīng)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(yīng)等優(yōu)勢,能夠在保證數(shù)據(jù)精準(zhǔn)度的前提下,為后期的科學(xué)決策提供重要參考。3地理信息技術(shù)在工程測繪工作中的應(yīng)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(yīng)用地理信息技術(shù),不僅能夠擺脫時(shí)空限制,還能擴(kuò)大測繪范圍,有效防止外部因素的干擾。例如,測繪人員經(jīng)常會遇到復(fù)雜的地理環(huán)境和氣候環(huán)境,如特殊的地形結(jié)構(gòu)、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(shù)的應(yīng)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(yīng)用地理信息技術(shù)來代替人工操作,這對于提高測繪數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度、客觀性有著很大幫助。3.2數(shù)據(jù)精準(zhǔn)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(dǎo)致最終獲取到的測繪數(shù)據(jù)缺乏精準(zhǔn)性、客觀性。地理信息技術(shù)在城市測繪工作中的有效應(yīng)用,能夠擴(kuò)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(dá)到的。在測繪工作中,地理信息技術(shù)能夠通過衛(wèi)星定位系統(tǒng)對固定物體以及移動物體進(jìn)行定位。衛(wèi)星能夠與地面的接收器進(jìn)行實(shí)時(shí)連接,并能把掃描到的數(shù)據(jù)信息準(zhǔn)確地傳送給地面接收器,從而保證數(shù)據(jù)信息的精準(zhǔn)度。隨著我國航空航天事業(yè)的發(fā)展,衛(wèi)星定位等技術(shù)的水平得到大幅提高,這不僅能夠進(jìn)一步提高地理信息技術(shù)在測繪工作中的應(yīng)用實(shí)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(yīng)用地理信息技術(shù)來接收不同類型的數(shù)據(jù)信號,并可憑借內(nèi)置的軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與計(jì)算。與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比,地理信息技術(shù)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(fù)雜的區(qū)域,測繪人員往往需要耗費(fèi)大量的時(shí)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(zhǔn)度不高。而地理信息技術(shù)能夠很好地適應(yīng)復(fù)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(shù)與設(shè)備開展測繪工作,從而減少人力、物力、財(cái)力的投入,提高測繪工作效率。4地理信息系統(tǒng)技術(shù)在工程測繪中的應(yīng)用4.1在信息處理整合方面的應(yīng)用隨著我國城市測繪工程數(shù)量與規(guī)模的提升與擴(kuò)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(shù)能夠?qū)⒋罅康母呔葦?shù)據(jù)進(jìn)行有效的整合，從而實(shí)現(xiàn)測繪數(shù)據(jù)的綜合管理與應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)⒉邉潝?shù)據(jù)與城市內(nèi)的其他因素相關(guān)聯(lián)，從而實(shí)現(xiàn)綜合性較強(qiáng)的分析。例如：地理信息系統(tǒng)能夠?qū)⒊鞘械奈锢淼匦魏驮摮鞘械娜丝诜植甲兓闆r、氣候變化因素、城市經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展條件相結(jié)合，幫助城市規(guī)劃與建設(shè)人員更好的開展自身的工作。地理信息系統(tǒng)技術(shù)還能夠具體到某一目標(biāo)某一區(qū)域，將特定的地理位置信息與測繪結(jié)果相連接，實(shí)現(xiàn)地理信息的有效整合。除此之外，地理信息系統(tǒng)技術(shù)還會根據(jù)地理信息的數(shù)據(jù)來源，將其與相關(guān)參考數(shù)據(jù)進(jìn)行比較與分析，從而判斷這一數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，推動城市測繪工作科學(xué)性與合理性的提升。就地理信息系統(tǒng)技術(shù)在城市測繪中的應(yīng)用而言，城市信息的采集與整合是其中最為關(guān)鍵的一個環(huán)節(jié)。要求測繪人員在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)時(shí)，確保測繪信息與系統(tǒng)內(nèi)的區(qū)域信息保持匹配，這樣才能夠?yàn)楹罄m(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(nèi)專門存儲原始數(shù)據(jù)與分析后的數(shù)據(jù)，當(dāng)后續(xù)城市的規(guī)劃與建設(shè)工作需要數(shù)據(jù)支持時(shí)，可以隨時(shí)從數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)用人口、經(jīng)濟(jì)、空間、氣候、地質(zhì)、物理等信息。這就要求地理信息系統(tǒng)應(yīng)該具備一定的信息傳輸功能，能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)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(diǎn)線圖像處理由于測繪項(xiàng)目的不同，GIS技術(shù)在應(yīng)用上的方向也不盡相同。在進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸出與顯示時(shí)，往往會采取點(diǎn)線相結(jié)合的方法，并要求技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行靈活的選擇。點(diǎn)線組合的圖像處理技術(shù)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(yīng)用。如果需要了解城市路網(wǎng)的分布狀況，可以采用GIS技術(shù)對其進(jìn)行檢測、收集，將其以線連線的形式呈現(xiàn)出來，并以點(diǎn)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(zhǔn)確的顯示。通過這種點(diǎn)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(wǎng)絡(luò)能否更好地滿足人們的需要，同時(shí)也可以將交通、通信、水力網(wǎng)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(jìn)行定位，不但技術(shù)上要求很高，而且要多次測量才能確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)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(kuò)大，除了普通的地面信息和海拔之外，它還可以對地面進(jìn)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(shè)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值非常高，特別是對于智慧城市的建設(shè)，可以極大提升智慧城市的規(guī)劃和建設(shè)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(shí)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(shè)，地理信息系統(tǒng)要重點(diǎn)加強(qiáng)和突破三維立體模型的建設(shè)能力。一是創(chuàng)新地理數(shù)據(jù)的采集技術(shù)，提高地理數(shù)據(jù)采集的精度，為三維立體模型的建設(shè)奠定數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。二是加大科研力量，創(chuàng)新和發(fā)展三維立體成像技術(shù)，提升三維立體模型的建設(shè)能力和水平，使三維立體模型的建設(shè)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(shè)提供更強(qiáng)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(qiáng)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(shù)和信息技術(shù)，為三維立體模型的建設(shè)打造良好的基礎(chǔ)。4.5在資源調(diào)查方面的應(yīng)用隨著近年來我國城市規(guī)劃與建設(shè)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(yán)重的環(huán)境問題。因此將地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用于城市資源調(diào)查測繪中也有著十分重要的意義。在開展城市資源調(diào)查測繪工作時(shí)，工作人員會利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)對以往的資源數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上開展具有針對性的城市資源調(diào)查測繪工作，為后續(xù)的資源應(yīng)用提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)指導(dǎo)。地理信息系統(tǒng)技術(shù)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(shè)的健康可持續(xù)發(fā)展。就現(xiàn)有的測繪工作者而言，其應(yīng)該不斷提升自身的資源調(diào)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(diào)查測繪水平獲得相應(yīng)的提升。只有落實(shí)了城市資源調(diào)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(shù)不僅能夠獲取豐富的空間數(shù)據(jù),還能夠?qū)⒉煌愋偷目臻g數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)庫中。隨著城市建設(shè)的推進(jìn),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(yīng)用地理信息技術(shù)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(shù)的發(fā)展,加快了地理信息技術(shù)從操作型應(yīng)用向分析型應(yīng)用的過渡。地理信息技術(shù)與其他技術(shù)的融合應(yīng)用,對空間數(shù)據(jù)分類起到了良好的促進(jìn)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(shù)可以利用模糊邏輯來保證空間信息分類的準(zhǔn)確性。為此,測繪人員需要充分發(fā)揮地理信息技術(shù)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(jià)值的信息資料,從而推動城市的建設(shè)與發(fā)展。4.7在立體式輸出方面的應(yīng)用隨著我國測繪技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)測繪工作的成果輸出模式，已經(jīng)無法適應(yīng)時(shí)代的發(fā)展。地理信息系統(tǒng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)地圖的立體式輸出，將測繪結(jié)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(yàn)，要求測繪技術(shù)人員在應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)時(shí)，充分發(fā)揮這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)勢。提升地圖混置的精準(zhǔn)性與可靠性，才能推動電子地圖更好的應(yīng)用于城市規(guī)劃與建設(shè)工作當(dāng)中。這就要求測繪人員將地理信息系統(tǒng)技術(shù)貫徹落實(shí)于測繪工程的全過程當(dāng)中，實(shí)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(yīng)用地理信息系統(tǒng),能有效提高測繪工作的準(zhǔn)確性、科學(xué)性,有利于促進(jìn)測繪從傳統(tǒng)的獲取信息服務(wù)方式轉(zhuǎn)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(yán)謹(jǐn)性、總體規(guī)劃的合理性以及決策的科學(xué)性。地理信息系統(tǒng)以其獨(dú)特的功能,將會在測繪工作中得到廣泛應(yīng)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(shù)相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)時(shí)空一體化設(shè)計(jì)以及系