测绘工程地理信息系统应用

发表时间:2020/8/13   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:何毅
[导读] 摘要:地理信息系统应用于测绘工作中,其实现的主要功能有空间分析、空间查询、综合分析评价以及模拟预测功能等。
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        摘要:地理信息系统应用于测绘工作中,其实现的主要功能有空间分析、空间查询、综合分析评价以及模拟预测功能等。地理信息系统在实际工作中的有效应用,能够有效提高测绘效率,同时减少测绘的工作量,从而保证测绘工程经济与社会效益。本文探讨了地理信息系统在测绘工程中的应用,以供参考。
        关键词:地理信息系统;测绘;应用
        一、前言
        测绘工作的开展,在各个项目的开展过程中至关重要,例如在工程领域中,根据测绘对象的差异,可将测绘工作划分不同的种类,包括建筑工程测绘、水利工程测绘、海洋工程测绘以及征区工程测绘等。而任何形式的工程测绘,都需要严格按照工程测绘相关规范和规定实施,以保证工程测绘数据的准确可靠,满足工程项目的实际施工需求。
        二、地理信息系统概述
        (一)概念
        地理信息系统,又称为地学信息系统,简称GIS,其主要功能在于对空间信息进行分析处理,因而被用于输入、存储、查询、分析和显不地理数据的计算机系统,利用计算机终端,准确进行地理定位以及数据动态分析,最终将空间信息以图形或者数据的形式表达出来。GIS技术因其具各上述优点广泛应用于科学调查、资源管理、绘图和路线规划等方而,同时也是城市测绘中重要的技术支持,其操作可以概括为以下几点:①进行空间信息的采集并整理输出,将采集到的信息转化为有价值的数据库内容,其管理过程具有较高的空间动态性;②G1S的研究对象是地理图形,利用合理的模型进行分析,并提出相应决策,使其成为价值较高的综合性信息系统;③全程由计算机自动控制,通过计算机的计算以及模拟功能对地理数据进行管理,以实现各种数据综合化管理。
        (二)地理信息系统的功能特点
        1.数据编辑和处理功能
        地理信息系统具有对各种图形进行编辑的功能,例如建立拓扑关系、图形编辑和整饰、图幅的拼接、投影变换以及误差校正等,与数据库相连接,对原图进行处理。
        2.数据采集和输入功能
        地理信息系统可以采集空间各种数据,如空间各种物质的具体位置、物质的大小及形状和方向以及几何拓扑关系等。具体的输入方式采用数字扫描仪、键盘、商业数据、数字拷贝等。
        3.数据的存储与管理
        地理信息系统的数据结构主要是矢量数据结构、光栅数据结构、矢栅一体化数据结构。在数据存储和管理中,大多数GIS系统采用空间分区、专题分层的数据组织方法。
        4.空间查询和分析功能
        (1)地球空间检索:其中包括地球空间具体位置检索和地球空间物体及其属性、从属性条件检索地球空间物体;地球空间拓扑叠加分析等。(2)地球空间的特征:包括在地球空间存在任何点、线、而或相关的地球空间的图像的相交、相减、合并等等,以及特征属性在地球空间上的连接。(3)地球空间模型分析:比如数字地形高程、远程分析、BLFFFR分析、网络分析、三维模型分析、多要素综合分析及而向专业应用的各种特殊模型分析等。
        5.可视化表达与输出
        通过中间处理,最终结果以可视化形式出现。屏幕显示的对象与方式,图形与数据,可根据具体的要素信息密集成度进行屏幕显示。GIS小仅可以输出全要素地图,也可以按照各种用户的需求,分层输出各种专题图、各类统计图、图标及数据等。
        三、工程测量中地理信息系统的主要作用
        GIS地理信息系统,是一门以地理信息为核心,以计算机技术作支持,集地理学、信息学、管理学于一体建立起来的综合技术与学科,在工程测量中,GIS的作用主要体现在作图和管理两个方面,下文将详细介绍。
        1.辅助工程测量人员作图。
        现代GIS技术能够制作电子地图,并能够系统管理容量庞大的图库,可以灵活转换地图的格式,绘制地图及分析图。GIS技术可以向工程测量工作人员直观的展示地图,活跃网络元素,从而帮助其设计数据库。在作图的环节融入GIS技术,可以以数据库外挂的批处理方式,简化数据库的数据输入过程,使工程测量人员的工作更加的快捷方便,简化工作流程,使得工程测量工作更加有效。
        2.辅助工程测量人员决策。
        GIS技术中的电网分析功能可以对计算机系统的可靠性进行分析,减少工程测量人员决策的阻碍性。当计算机系统的可靠性不达标时,可以拉闸停电,减少损失。另外,通过电网分析功能,计算机系统的运行状况可以被反映出来,工程测量人员可以以此为依据来制定相关的运行方案与决策,为增加系统的安全中断口可靠性做准备。
        3.协助管理设备功能。
        工程测量人员在划分工程测量规定范围的基础上,选择设备的种类和型号,为模糊的检索打下基础,然后寻找既定的目标,在线路上模拟挂牌,来配置检索现有的挂牌功能这样就可以发挥GIS技术在工程测量过程中的协助管理功能,从而便利地处理系统中的故障数振缺陷数抵检修数据和基本台账数据,甚至可以实现模糊地名搜索。


        四、工程测绘中地理信息系统的应用分析
        (一)对数据采集的技术分析
        在实际的工程测量过程中,在没有使用GIS系统时,数据的采集是一项比较繁重的工作,它受很多因素制约,如天气情况、地理位置等,如天气影响:刮风、下雨等影响数据的采集;地理方而的影响:沼泽、高山及丛林等都会影响数据的采集。采用地理信息系统在工程测绘中小受任何影响,地理信息系统通常采用栅格、矢量两种方式对象实体连续存储。其中栅格数据包括存储单元的行与列,存储单元放唯一值,可以根据地而单位的网格宽度来确定栅格数据采集的分辨率。矢量存储对实际存在的对象采用几何图形实际的表现出来。同时采用GPS卫星定位系统获取相应的坐标位置,将输入的GIS系统数据进行处理。在配合摄影机、激光雷达、数字扫描仪等设备,结合航天器和卫星的数据库,最终完成数据采集。
        (二)数据转换与处理
        地理信息系统主要是利用专用的数据处理软件对数据进行处理,上传相关数据到系统中进行编辑,然后进行建模,最后利用GIS能够分析数据属性间的空间关系的特性,将测绘图与系统中相关数据进行叠加分析。如果采集实体的数据较为复杂,则需要建模分析。
        (三)精细数据测量
        在进行精细数据测量的过程中,测绘人员可以通过GIS系统使测绘点自动形成回路,通过相关检测标准对所需测量数据进行合理分析,以快速发现差异数据,及时进行复查。此外,在进行精细数据测量的过程中,测绘人员通过利用GIS系统可以有效减少定位、读数以及操作等测量工作中产生的误差,直至误差无限接近于零,从而使GIS在现代城市测绘中运用的更为广泛、可信度更高、利用率更高。
        (四)空间系统分析
        通过对数据的预处理,就可以在GIS中进行图形分析,数据计算,对于地球空间物体的具体空间位置和相互之间的关联性,最终实现对地球空间事物的定量描述。在GIS系统中,物体在空间的分析功能是该系统的核心功能,在程序制作过程是一项非常复杂的工作,它涉及到区域科学、地理学、经济学地球物理学等多门学科,同时还包括拓扑学、图论、空间统计学来描述、分析空间构成,最后完成对地球空间数据获取与描述,实现模拟和预测空间过程。GIS在设计和制作过程中比较复杂,涉及的而比较广泛,但使用比较简单,大大的减轻了工程测绘人员的劳动强度,并且所获得的数据精度高。GIS在工程测绘上的应用所获得的社会效益和经济效益非常显著,也为工程测绘技术的发展奠定了坚实的基础。
        (五)立体式输出
        立体式输出是GIS在城市测绘中应用的重要内容,在此过程中,测绘人员要注重针对数据处理来合理建设测绘图,同时,若是数据复核发现异常数据,则其修正工作难度将会加人,所以测绘人员应合理利用立体式输出来解决此类问题。因此,在数据的后期吹以及测绘图的绘制过程中,测绘人员应采取立体式输出法,以提高GIS的可靠性,有效减少测绘工作的复杂及困难。
        (六)虚拟现实应急应用
        虚拟现实技术是一种新型测绘技术,该技术的原理,是以计算机为基础,模拟一个三维空间虚拟世界,并且可以为使用者提供视觉、听觉、触觉等感官上的模拟,从而使其能够及时、误限制地观察事物状态。在此过程中,系统通过结合测绘数据采集、测绘数据融合,制作成“三维电子地图”。该项技术为应急演练提供了一种全新的开展模式,将事故现场模拟到虚拟场景中去,在虚拟场景中人为制造各种事故情况,组织参演人员做出正确响应。这样的推演大大降低了投人成本,又起到了演练与培训的作用。该系统同时具备了对于事件的模拟功能与分析功能,应用于应急疏散模拟中时,能够根据事件情况生成疏散路线图,模拟人员疏散。在水淹分析模拟中,可以根据降雨量的多少模拟城市水灾的淹没情况。在应急指挥中,虚拟现实技术与其他技术集成,可以实现更多实用的功能,比如通过集成GPS以及室内定位系统,将救援人员的定位信息在虚拟现实场景中进行显示,便于制定救援方案和指挥救援;通过集成物联网中的视频监控信息,可以在三维场景中调用查看实时视频信息,进一步了解现场实际情况。
        (七)测绘应急数据快速处理技术
        测绘应急流程中,所获取的原始数据,需要通过必要的加工处理工序,制作成易于识别应用的图件,在遥感影像一体化测图系统、应急快速制图系统以及各种专业测绘软件的支撑下,将多种类、多来源、多格式的应急数据进行数据融合,形成应急测绘数据成果。(1)遥感影像一体化测图系统。该系统主要是以摄影测量技术为基础,从序列影像中,恢复物体的确切位置、形状、大小等信息,从而加快对获得空三加密成果、全景图、点云、三维模型和DEM/DOM等数据的处理。其主要过程包括:正射校正、图像拼接、影像融合、色彩调节等。(2)应急快速制图系统。该系统能够以现有数据成果为基本前提,然后结合测绘应急过程中所获取的相关数据,从而快速对采集数据中的关键地物进行数据提取,在编辑后与现有数据进行数据融合处理,最后通过快速注记、符号化与地图整饰得到应急图件。
        五、结语
        在社会经济与技术不断发展的过程中,无论是在什么样的工程项目中,都可以充分利用GIS技术,提高工程的前期勘察和信息采集质量。传统的GIS技术在实际应用的过程中,仍然存在一些不足之处,因此需要相关人员进一步研究GIS技术,实施改进,使该项技术能够更好地应用于工程实际,为工程建设贡献力量,从而提高工程的整体效益和质量。
        参考文献:
        [1]李辉.测绘中的地理信息系统[J].中华建设,2014(11):72~73.
        [2]丛喜东,梁志强.地理信息系统在林业精细化管理中的应用[J].林业机械与木工设备,2014(4):54~56.
        [3]崔俊生.地理信息系统和遥感结合的现状及发展趋势[J].投资与合作:学术版,2014(10):247.
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