探讨地理信息系统在测绘工程中的应用优势

摘要：本文就地理信息系统在测绘工程中的应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。

　　关键词：测绘工程； 测绘技术； 区域分析； 技术质量； 应用流程；

　　1 测绘工程概述

　　1.1 基本概况

　　将测绘信息绘制成地图是测绘工程中的关键内容，对于测绘对象的研究比较广泛，主要包含地貌、地物、矿藏以及水文地质等方面的内容。在建设各种类型的工程项目之前，需要专业技术工作者落实地形测绘工作，从而提供比较精确的资料来给后续工程的规划、决策以及设计提供有效的依据。


　　1.2 测绘工程工作范围

　　1.2.1 地理形态方面

　　目前，测绘工作面对着不同的地形，在工作区域不断变化的过程中，测绘工程中地质方面的差异也比较大，这种现象在一定程度上阻碍了测绘工作的实施。建设不同的工程项目，测绘工作的需求目标将不同，因此，开展测绘工作需要根据不同的地形进行，给后期的测绘工程奠定良好的基础。在建设不同的工程项目的过程中，因测绘需求目标不同，面临的总量、难度以及情况也不同，这就要求不断完善测绘技术、人员以及理论等，只有这样才能够确保不同环境下测绘工作的顺利实施，给工程项目的建设提供良好的测绘成果。

　　1.2.2 平面测绘方面

　　待测区域缺少建筑参照物，并且地理情况也相对比较复杂，不同的测绘工程的环境以及实施条件处于不利状态，为了能够更好地实施平面测绘工作，需要根据待测区域的条件、地形状况以及数据等各个方面的内容，选择科学合理的测量工作点，确保测量目标的实现。开展平面测绘工作应该根据待测区域的拘役情况，综合分析地理情况之后开展后续工作。

　　2 地理信息系统的优势分析

　　主要用地理信息系统来分析处理空间信息，并且用在地理数据计算机系统的查询、分析、输入以及存储中，可以借助计算机终端对数据进行地理定位以及动态分析，最后借助图形以及数据表达空间信息。

　　和传统的测绘方式相比较来说，在测绘工程中地理信息系统具有以下的优点：（1）测量效率高。地理信息系统不需要进行调平、观测、调节以及估读，再加上受到地形以及天气的影响比较小，在测绘工程中工作效率比较高，尤其是在地形地貌的勘测中，可以借助多台GIS测量仪进行分组扫描工作，并且能够快速完成地形的测绘，不断提升测量效率。（2）数据精度高。在以往的测绘工程中，无论是测绘工作者采用怎样的方法，都很难确保测结果的准确性。在使用地理信息系统的时候，可以将遥感技术有机结合起来，完成大型建筑的测量工作，测量工作的范围以及实用性比传统的测量方法比较高。一般情况下，地理信息系统可以运用卫星定位，捕捉距离超过120公里以外的动物以及小型事物；在具体落实测绘工作的时候，此系统可以借助平面扫描卫星和地面接收器连接起来，如此一来测绘工作者只需要收集和加工处理各种信息。总而言之，在测绘工程中使用地理信息系统能够很好地确保测量工作的精确度。（3）不易受外部干扰。在测绘工程中使用地理信息系统，和传统的测量技术相比较而言，该系统不会受到地形地貌以及自然条件的影响，不仅能够在复杂的地址中开展测绘工作，同时还能够在宽广的平地上完成实地测量。以往的测绘方法都很容易受到高山以及密林的干扰，不能保障测量结构的精确度。然而，地理信息不容易受到外界环境的影响，可以再大雨以及雪天开展测量工作，有利于测绘工作的顺利实施。

　　3 系统建设的目标和内容

　　3.1 系统建设的目标

　　系统功能能够有效管理传统的测绘数据，首先，完成传统测绘数据的功能管理工作，比如制图等。在此基础之上可以增加GIS专题信息，给城市建设、土地管理以及海洋渔业等各个部门提供辅助决策信息，扩展测绘服务工作的范围。

　　3.2 系统建设的内容

　　可以根据实际情况将管理系统分为城市测绘数据系统、大地测量数据系统以及海洋测绘数据系统等三个类型，各个系统之间可以相互调用、相互支持。

　　（1）使用大地测量数据系统主要用来存储国家的大地测量基础数据，首先，应该包含控制网数据以及大地水准网，满足对外提供数据的需求以及测量成果资料的管理。

　　（2）城市测绘数据系统功能主要用来市政建设、城市规划以及给其他部门提供准确的、直观的信息。存储的数据包含城市的地籍图、比例尺地图、人口绿化图以及遥感影像图等，用来进行统计、叠加操作，从而给空间决策提供可靠的支持。

　　（3）海洋测绘数据系统应该包含水深测量、海洋测量控制网以及海洋重力测量等，并且包括了潮汐、洋流以及海洋气象等方面的信息。通过分析处理这些信息能够为变化监测以及导航提供数据支持。

　　3.3 系统功能

　　系统所包含的功能主要表现在以下几个方面：

　　（1）数据输人和编辑：属性数据以及图形数据是GIS中的数据内容，数据源属于专题地图中的内容。数字化是图形数据的主要输入方式。人工跟踪图上的线段是经过一串坐标连接之下的矢量，能够形成一种比较直观的图形特征。在数字化过程中，属性数据能够单独建立或者输入。通常情况下，对于输入的数据具备完善的错误检查、编辑交互以及结果验证等方面的功能，同时，能够在输入图形之后自动建立拓扑关系。

　　（2）数据库的建立和管理：GIS的核心是GIS中数据库。建立以及管理数据库主要包含图形的附加以及拼接；数据格式之间的相互转换；图形的靠背以及注记；图库的建立等。

　　（3）数据检索：主要包含对任意属性数据以及指定数据的查询，还包括检索数据库相关的逻辑运算等等。

　　（4）数据分析与处理：GIS的主要注意力体现在空间实体关系中。是对地图的点、线、面各项特征之间拓扑关系的分析，该项内容是GIS中的关键内容。

　　（5）数据输出：GIS中一项重要的功能是查询以及分析结果的输出。GIS的输出可以显示在屏幕上，同样也可以对其进行拷贝以及绘图等。编辑很多GIS提供的图形图像之后，能够实现符号生成以及矢量汉字标记等功能，并且输出二维或是三维的彩色图形，能够满足不同条件下的制图要求。可输出二维或三维彩色图形，以满足不同图件的制图要求。

　　4 测绘工程的发展

　　测绘学包含了大地测量学、地形测量学、海洋测绘学、摄影测量学、地图学以及工程测量学等方面的综合性学科。之前的测量技术使用的是经纬仪、全站仪等测量仪器，完成对地理空间中不同信息的测绘以及制图，因纸张变形以及成图误差很难体现出测量工作的精确度。目前，在这个信息环境下，纸张成图的图纸已经不能满足数字化经济建设的需求。国民经济对各种先进测量技术、仪器的要求不断提升，这也在一定程度上促进了测绘工程向着智能化、自动化以及数字化的方向发展。

　　5 地理数据信息系统的特征与效用

　　5.1 地理数据系统的特征

　　（1）很难受到外部条件的干扰。通过总结之前的施工勘测经验能够得知，地表环境以及气候条件，例如地貌、地质以及地形等各个方面都会影响到测量位置的选择。由于很多气候条件和地表在比较恶劣的山区以及高原，甚至是很难开展测量工作，需要运用其他的方式进行测量。地理信息测绘在大气层的外部需要借助卫星来完成测量工作，因此，也就不会受到大气情况的影响。

　　（2）测量所得数据更为精确。测绘工作的实施，通常情况下是以人工作业的方式为主，并且辅助机器进行测量。但是，使用这些方法会产生一定程度的误差，很难确保测量结果的精确度，即使是存在比较小的错误，都会在测量过程中出现较大的偏差，从而使测量结果失真。在对测绘方法进行调整之后，运用GIS技术，再结合卫星以及遥感技术，能够精确测量高楼大厦。

　　5.2 地理数据信息库的性能

　　（1）收集、测量并且分析空间地理数据。运用GIS技术建立完善的信息数据库，在实际操作的时候需要运用分层的方式，这样一来可以完成后期信息数据的提取以及整理工作。在此现状之下，得出原始图形，通过收集以及分析信息数据，让最终的结果体现出原始图形的形式，确保原图与被处理图片之间的一致性。

　　（2）通过实践检测系统。地理信息数据库的功能主要体现在以下方面：1）搜集、分析并且共享地理信息数据。2）可以在对地表信息进行分析的基础之上，运用计算机技术，选择合理的运算方法开展总结以及评判工作，给后期工作提供有效的支持。通常情况下，评判的结论需要以函数或者命令的方式来体现，从而对变化的走向予以预测，提升预测工作的精确度。

　　（3）图形的提取。提取地理信息数据系统的时候通常会使用地形图的方法。地形图的绘制作为地理信息数据库的输出功能，并且也是最主要的功能之一。技术工作者需要分析潜在的风险因素，之后根据各个方面的数据信息家里风险调查清单。按照最终得到的风险评估结果，补充完善施工方案，确保施工方案的安全性，安全监管整个施工环节。

　　6 实践过程中的几种测绘新技术简述

　　6.1 遥感技术

　　作为一项高精度的测绘技术，遥感技术简称为RS技术，在使用该项技术的过程中能够发挥非常关键的作用。在受到外部空间信息的作用之下，需要运用遥感技术获取地面物体并进行测量，并且要不断处理远程操控技术，提升大量工程项目的测量效率，达到同步测量的目的。

　　6.2 全球定位系统技术

　　如今，全球定位系统技术是一种被广泛运用的测绘技术，简称为GPS技术。该项技术的科学合理使用，能够准确掌握测量信息，并且可以实现对计算机系统的高效处理。按照实际测绘工作量的需求提供对应的测量数据。在实际使用该项技术的过程中，为了能够不断拓展GIS的使用范围，保障测绘工作的精确度，应该不断重视RTK技术。

　　6.3 地理信息系统技术

　　地理信息系统技术又可以称之为GIS技术，该项技术的优点是整合测绘工作中的各种信息资源。在具体运用该项技术的过程中，可以有效采集、分析并且处理测绘信息，充分运用各种资源，将GIS为基础开展测绘测量工作，使用计算机三维空间处理模拟采集的数据信息，完成三维图形的绘制工作，从而给测绘测量工作提供有利的依据，确保资源的使用效率。

　　7 地理信息系统在测绘工程中的应用观察

　　7.1 数据的采集

　　在测绘工作者实施测绘工作的时候，需要对真实世界中的物象进行抽象以及离散，地理信息系统是借助栅格和存储的方法实现对象实体之间的连续，主要体现在以下方面：1）栅格存储包括了存储单元的行、列，都需要运用地面单位网格的宽度明确栅格数据的分辨率；2）矢量存储需要以几何图形中的点、线、面等，体现实际的面临对象。对于地理信息系统而言，应该讲空间数据和其他的非附加线性数据整合起来，储存非空间数据，比如，在实施测量工作的过程中，应该将数据视线与聚脂薄膜地图有效结合起来，运用扫描来得到数字信息。在此过程中需要注意，地理信息的重点应该结合全球定位系统，来明确位置坐标，在系统中传递数据信息；或者结合遥感技术收集系统数据。在落实测量工作的时候，需要运用地理信息系统，很多平台都有传感设备，其中主要包含的激光雷达、数字扫描仪以及摄像机等，同时和传输设备与其他设备之间有一定的关联，与航空器和卫星设备统一起来，通过选择航空图片，运用三维技术获取相关数据，之后将其传递到拷贝系统之中，从而得到测量数据。

　　7.2 数据存储与管理

　　建立GIS数据库的关键需要完成数据的存储以及管理工作，该项工作包含了数据属性以及空间数据。数据文件以及存储方法之间有密切的关系。空间结构也影响着数据的分析功能。在组织和管理数据的过程中，最主要的是怎样才能有效结合属性数据以及空间数据。如今，很多系统都存储两个，它们可以通过地物标识物实现连接，GIS数据管理工作的核心是空间数据管理。

　　7.3 数据的转换和处理

　　就地理信息系统来说，数据处理的方法主要是运用数据处理软件编辑以及处理数据，便于对这些数据进行预处理。通常情况下，系统软件可以自动识别不同属性的数字化空间数据之间的关系，并且连接复杂空间，按照向量、临近以及包含关系对数据进行分析处理。并且在对数据进行转换的过程中，特别是在控制测量工作的时候，很容易出现与交叉点分离的情况，从而度测量结果的精确度产生影响，同时，出现在原地图上的污点也会影响到测量结果的精度，但是，地理信息系统的使用就会避免以上问题。在转换和处理数据之前需要对坐标投影进行整合，保障模型的适用性；在转换数据的时候，可以通过数据重建的方式转化系统为识别的格式，从而实现不同数据之间的兼容。

　　7.4 空间分析

　　预处理数据的使用能够在地理信息系统中完成数据的分析以及计算工作，定量描述地球空间物体的相互关联以及空间位置。物体在空间中的分析功能是地球空间物体中的核心功能，包括了区域科学、经济学以及地理科学，同时也涵盖了图论、统计学以及拓扑学的描述以及分析，最终能够获取以及描述空间数据，能够对空间过程进行预测以及模拟。对地理信息系统的设计以及制作过程比较复杂，并且使用比较简单，能够有效确保数据的精确度，降低测绘工作者的工作量，不断提升社会经济效益。

　　7.5 虚拟现实应急处理

　　作为一种全新的测绘技术，虚拟现实技术的实现，可以通过模拟虚拟三维空间的方法，给使用者的听觉、视觉以及触觉上进行模拟，从而使其准确判断事物现状。在此过程中，系统需要结合测绘数据的采集、制作以及融合三维电子地图。这项技术能够在应急演练的过程中设立新的模式，比如，模拟虚拟情境中的场地，对事故现象认为进行制作，让参与演练的工作人员能够积极响应其中，充分发挥出培训以及演练的功能，减少成本投入。该系统能够对事件进行模拟以及分析，并且结合室内定位系统以及GPS系统，呈现救援者的位置在虚拟现实情景中，给指定救援指挥或者救援方案奠定良好的基础。

　　7.6 地理信息系统大数据技术

　　自从进入信息时代之后，大数据以及云计算技术能够紧密结合在一起。从现在的实际情况看来，在很多领域中都用到了大数据技术，尤其是分布式数据库、数据挖掘电网、云计算平台以及可伸缩存储系统。从地理信息的角度而言，如果目前的测绘行业可以与大数据相关技术整合起来，能够有效降低测绘事件，节省测绘资源。因此，大数据和地理信息的有效结合能够促使地理信息产业的进步，不断完善产业模式。实际上来说，大数据关键技术在地理信息系统中的运用主要包含以下方面的内容：1）大量信息的存储。最近这些年，地理信息系统不断扩充了市场需要，相关的空间数据也体现出了一定的增长趋势。因此，只有充分运用了大数据模型，才能够满足多样的、清晰的处理需求，利于信息系统的快速响应。2）复杂空间数据的处理。在采集和处理大量的空间数据的时候，GIS仍然面临着威胁。从根本上来说，大数据改变了以往的信息处理以及数字聚合，可以构建与目前形势相符的信息处理模型。3）保障处理流程的可伸缩性以及可扩展性。目前，地理信息产业面临的市场竞争比较激烈，需要运用升级改造的方式来处理信息。运用大数据可以完成地理信息数据的阶段性处理，这一方法的使用能够有效提升信息查询以及访问信息的效率。

　　7.7 地理信息系统的空间探究

　　地理信息系统从本质上来说，能够完成地理信息的采集以及转换，包含在预处理数据的范围内，在完成数据的预处理工作之后，可以完成地理图形的计算，从而对空间的物体位置进行描述。空间分析作为地理信息系统中的关键功能，处理过程比较复杂。对地理信息系统的空间进行分析的关键是需要统一经济学、物理学、地理学以及其他学科。并且要结合拓扑学以及空间数据的组成展开探讨，从而获取空间数据，便于预测以及模拟。

　　7.8 立体式输出

　　测绘工程的关键是地理信息系统的立体式输出，在此过程中，要求测绘工作者对地理数据进行科学处理，从而建立测绘图，同时，一旦在复核数据的过程中如果有不正常的数据，就会加大纠正工作的难度。因此，这就要求测绘工作者运用立体输出的方法来对这种现象予以处理。在后期对测绘图和地理数据进行处理的时候，能够使用快速制图体系，立足于现有的数据成果，再按照测绘工作中的相关数据，获取数据采集工作中的关键地物数据信息，在完成编辑工作之后，和固有的数据进行融合处理。

　　7.9 测绘应急迅速处理数据

　　在测绘应急工作中取得原始数据，需要根据加工制作以及处理使用识别图件，在运用遥感影像一体化测图的基础下，根据多来源、多格式以及多类别的数据。就遥感影像一体化测图系统而言，该项系统的使用是在摄影测量技术之上的，因序列影像中的物体形状以及大小，完成方位恢复工作，对点云、DEM/DOM、三维模型、三维模型、空三加密成果以及全景图进行处理，主要包括拼接图像、调节色彩、融合影像以及校正射等过程。

　　7.1 0 其他功能应用

　　GIS的关键优势是系统的查询以及空间分析，这也是区别一般地图制作系统的主要特点。事实上，在日常的生活中人们的衣、食、住、行等多方面的问题都和GIS的使用息息相关。通过分析地理信息空间系统，可以实现经济学、地球物理学以及其他科学之间的有效统一，完成拓扑探索以及空间统计，之后获取和识别空间数据，以此来推动预测工作以及模拟工作的开展。地理信息系统有可视化的功能，能够将已经获取的不同的地理空间数据转化成为计算机的图像以及二维图形。在屏幕上地理信息系统能够以报表。地图以及统计图表等方法体现在空间地理信息中，还能够借助硬拷贝机、绘图仪、打印机、硬拷贝机等输出模拟地图。对于这种屏幕上体现的地图称之为电子地图。和模拟地图相比较来说，该系统具备能够连续缩放显示地图的范围以及位置的功能，从而确保视觉效果最佳。

　　8 测绘新技术的应用前景分析

　　使用测绘新技术是时代的发展趋势，发展前景比较广阔。（1）我国在很早的时候已经进入到了信息化的时代，计算机网络也成为了人们生活中非常关键的部门，这就使得测绘技术具有很高的技术含量，在实施地理测绘信息的时候，要注重速度，这也是建设测量工作的实际需要。（2）如今，我国提出了数字化国家的建设需求，对于各个方面而言，数字化对其产生了一定的影响。测绘新技术的使用，能够不断提升我国的测绘领域的整体水平。并且在使用测绘新技术的基础上，可以根据不同地区的地理环境，以及不同类型的工程项目，使测绘新技术发挥出相应的作用，同时将这些效果以数字化的形式体现出来。（3）测绘新技术的科学合理的运用，对于自身的完善也是很好地效果，并且，使用测绘新技术对于使用者的综合素质也比较高，新技术的使用会不断提升测量工作者的整体素质。

　　9 结语

　　总而言之，测绘技术的快速发展能够不断提升社会效益以及经济效益。目前，只有不断变革测绘技术，给社会发展注入新的动力，才能够配合使用各项技术，不断提升测绘工作者的技能水平以及专业素质，从而促进测绘工程项目的健康可持续发展。

　　参考文献　　[1] 郭海涛，蒋忠祥，周权。地理信息系统在测绘工作中的应用探讨[J].城市建设理论研究（电子版），2017（15）：154-155.　　[2] 付坤丹，陈国才。地理信息系统在岩土工程勘察工程中的应用策略[J].世界有色金属，2017（06）：237-238.