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引言
地理信息系統(tǒng)是一種空間信息系統(tǒng),其在使用方面具有非常重要的意義相比于傳統(tǒng)的測繪技術有很多技術上的優(yōu)勢,不但可以節(jié)省操作人員的工作量,還可以極大的避免和減小誤差,這些都提高了地理信息系統(tǒng)的工作效率。并且在進行項目的建設時,要對建設土地進行科學的管理和使用,采用先進的土地測繪技術可以提高土地的利用率,提高土地的管理效率,實現(xiàn)土地在建設項目時的合理利用,為工程項目的土地管理奠定良好的基礎。因此,土地測繪技術在工程項目的建設中具有非常重要的地位,所以本文就土地測繪中地理信息系統(tǒng)的應用做主要的分析和探究。
一、土地測繪中地理信息系統(tǒng)的優(yōu)點
1、節(jié)省時間精力,減輕工作人員的工作負擔 地理信息系統(tǒng)主要是依靠計算機網(wǎng)絡技術和數(shù)字技術來進行相關的土地測量工作的,有著自身固定的工作流程和系統(tǒng),可以十分完整的進行測繪操作,相比于傳統(tǒng)的土地測繪技術可以大大地減輕工作人員的工作負擔。在地理信息系統(tǒng)的程序設定上,每一個系統(tǒng)都擁有完整的工作系統(tǒng)和特定的工作流程,通過計算機網(wǎng)絡技術的結合,只需要進行相關的設定就可以完成需要的土地測繪,節(jié)省時間和精力,以此縮短土地測繪當中的繁瑣流程,提高地理信息系統(tǒng)的工作效率。
2、測繪信息具有時效性 在工程建設的過程中,在使用地理信息系統(tǒng)對土地進行測繪工作時,必須要首先進行系統(tǒng)工作的規(guī)定,根據(jù)當?shù)貙嶋H的地理環(huán)境變化,合理的調(diào)整和分析測定的結果,還可以采用衛(wèi)星監(jiān)控和即時控制等高科技的方法來對地理變化的結果進行相關的監(jiān)測和分析,包括地理環(huán)境的改變、天氣的變化和人為的原因等等都需要進行嚴格的分析,找出測繪過程中的不利因素,并將影響的分析結果歸類整合,及時的發(fā)應在測繪的結果上,確保了測繪信息的時效性。
3、能夠有效的避免或減少測繪過程中的失誤 一般來說,在傳統(tǒng)的測繪過程中,測繪人員進行的測繪都無法保證數(shù)據(jù)的準確性,在測繪中一個微小的人為失誤就可能造成測量結果的重大失誤,導致整個建設工程的嚴重錯誤。但是在利用地理信息系統(tǒng)進行測繪工作時,整個的測繪過程都是通過系統(tǒng)自身預設好的程序自動完成的,因此在數(shù)據(jù)的采集、輸入和分析整理過程等都可以最大限度的避免測繪的失誤,保證測繪結果的準確性。除此之外,在測繪完成之后,計算機網(wǎng)絡技術還可以根據(jù)測繪的結果繪制相應的圖表,圖表的布局、著手和比例尺等都會根據(jù)系統(tǒng)預設的程序自動的選用,極大地減少了人工繪制圖表的誤差,提高了測繪的準確性。傳統(tǒng)測量手段基本都存在毫米級的誤差,且操作人員的技術水平會對測量精度產(chǎn)生直接影響。.其平面掃描通過衛(wèi)星來實現(xiàn),測量人員僅需正確操作接收設備即可,整個過程人為影響降至最低,最大程度上保證測量精度。
二、地理信息系統(tǒng)在土地測繪中的具體應用
1、數(shù)據(jù)的采集 在土地測繪工作的初期,首先應當對測繪對象進行相應的處理,包括對其進行抽象、離散等處理,使得最后的測繪結果能夠以柵格和矢量等方式正常的存儲在系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫內(nèi)。在傳統(tǒng)的測繪過程中,主要是使用儀器的掃描來產(chǎn)生數(shù)字,進行人工數(shù)據(jù)的測量,這不僅會影響測繪的工作效率,還會使得測繪的精準度大大下降。而地理信息系統(tǒng)可以將后續(xù)的數(shù)據(jù)進行相關的處理,使數(shù)據(jù)的采集更加的精確。
2、數(shù)據(jù)的處理 目前所進行的土地測繪,既包括了對建設項目的土地測繪又包含了對于道路土地的測繪,這些測繪對象的共同特征是其都存在著客觀屬性和主觀屬性,測量時數(shù)據(jù)的直觀體現(xiàn)便是客觀屬性,而使用不同物體進行代表說明的便是主觀屬性。在使用地理信息系統(tǒng)進行測繪數(shù)據(jù)的數(shù)理分析時,若不能對其進行定量的分析則容易造成測量的不準確,因此在處理時要根據(jù)測繪對象的屬性特征、空間特征和時間特征等進行合理的分析和處理。
3、數(shù)據(jù)的管理 在使用地理信息系統(tǒng)測繪時,測繪得到的數(shù)據(jù)管理也是土地測繪管理中的重要組成部分,在土地的測繪當中會產(chǎn)生很多復雜的數(shù)據(jù),對于這些數(shù)據(jù)的正確管理在測繪工作的整體發(fā)展中具有重要意義。一般在進行測繪時需要用點、線、面等來進行實物信息的表示,在測繪信息中有特定的含義。例如點一般代表路段上的橋、道叉等;線代表的是道路中線、邊線;面代表的是相應的建筑。在地理信息系統(tǒng)中,通過地理數(shù)據(jù)庫來對這些數(shù)據(jù)進行加密管理,可以有效提高信息的安全性。
4、數(shù)據(jù)的顯示 一般情況下,地圖特征都是通過單一值地圖、單一的符號和相應的字段屬性及數(shù)量的表達等構成的。舉例來說,使用單一的符號可以代表相關的實物,進一步就可以得到符號的密集程度就代表著實物的具體分布情況,因此在土地的測繪中就可以使用特定的符號來進行實物的表達。另外還可以通過不同的顏色標記來進行實物和數(shù)據(jù)的區(qū)分,這就大大的提高了地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)顯示能力。但是在傳統(tǒng)的測繪地圖當中,比例尺的精確度達不到要求,畫面顯示的清晰度也有待提高,這些都是測繪地圖的缺點,地理信息系統(tǒng)的使用就正好改善這些不足,滿足了測繪地圖需求。
5、在資源調(diào)查中的應用 隨著近來社會經(jīng)濟和城市化進程迅速發(fā)展,人與資源的矛盾的越加突出,因此,必須要大力開展科學保護研究工作,加強對資源的合理利用,而GIS技術、GPS技術、RS技術的應用在很大程度上緩解了這一問題和矛盾的激化,通過現(xiàn)代GIS技術的探討與分析,加強對的科學研究與整理規(guī)劃,實現(xiàn)人類社會的可持續(xù)發(fā)展。GIS技術利用其地理信息系統(tǒng)平臺,對系統(tǒng)結構和功能進行擴展應用,可以快捷、高效、實時獲取信息,同時系統(tǒng)運行中通過對計算機硬件和軟件的應用,還要在每一時間采集資源空間數(shù)據(jù)信息,并且對這些數(shù)據(jù)進行客觀處理,按照相關的空間位置以及地理坐標,強化數(shù)據(jù)編輯,充分實現(xiàn)資源管理的自動化,實現(xiàn)對資源的有效管理。
結語
在土地測繪技術的不斷發(fā)展中,地理信息系統(tǒng)通過先進科學的融合,有效的提高了土地的利用率,并且通過對土地管理的科學有效的運用,為我國工程項目的建設和城市的發(fā)展提供了準確有效的建設依據(jù),從而促進了建設行業(yè)的發(fā)展。再者,在地理信息系統(tǒng)的實際測繪過程中,技術人員不斷的根據(jù)現(xiàn)場的情況進行技術的改進和創(chuàng)新,使用技術手段對地理信息系統(tǒng)進行修繕和改進,并使得地理信息系統(tǒng)的應用范圍更加的廣泛,極大的推進了測繪技術的發(fā)展,完善了地理信息系統(tǒng)的功能性質(zhì)。
【摘要】地理信息系統(tǒng)(GIS)過去往往被認為是一項專門技術,僅僅用于測繪、制圖、資源及環(huán)境管理等領域。今天,這種看法已經(jīng)遠遠地落后了。計算機技術的迅速發(fā)展和社會需求的不斷增大,使GIS技術逐漸走向成熟,應用領域迅速擴大。為此建立了一個工程測繪信息智能平臺,該平臺作為工程測繪應用系統(tǒng)的開發(fā)平臺,能夠為工程測繪信息系統(tǒng)建設等提供技術支持和解決方案。
【關鍵詞】信息;工程;測繪
0 引言
我們知道,在工程建設與發(fā)展中,會涉及大量的地理信息與數(shù)據(jù),如工程的分布、工程道路、管線、井位等。而當前發(fā)展的地理信息系統(tǒng)就是為描述和處理這些信息而逐漸產(chǎn)生的軟件系統(tǒng)。本文的目標是要自主設計一個地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺,從而建立工程策略信息平臺。
1 地理信息系統(tǒng)的特點
地理信息系統(tǒng)(GIS)有時又稱為“地學信息系統(tǒng)”或“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。它是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng)。它是在計算機硬、軟件系統(tǒng)支持下,對整個或部分地球表層(包括大氣層)空間中的有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述的技術系統(tǒng)。在新時期下,GIS、遙感(RS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)3S集成技術的發(fā)展在世界各國引起了普遍重視。RS主要側重于信息獲取和動態(tài)監(jiān)測;GIS主要是空間信息的管理、分析;GPS是空間定位、導航。GIS的綜合性發(fā)展趨勢還體現(xiàn)在與0A、Internet、多媒體、虛擬現(xiàn)實等技術的集成。GIS數(shù)據(jù)共享和交互式操作促進GIS社會化發(fā)展。開放式GIS協(xié)會(OGC)打破當前GIS業(yè)各地區(qū)、各單位、各企業(yè)各自為營的局面,促進GIS社會化發(fā)展。
2 基于地理信息系統(tǒng)的工程測繪平臺
在工程測繪中,運用衛(wèi)星全球定位系統(tǒng)控制位置,用計算機精確定量,把測繪技術措施的差異從地塊水平精確到平方厘米水平,從而起到極大地提高工程效用率。目前數(shù)字地區(qū)工程多集中在大型工程周邊地區(qū),其原因主要建立地理信息系統(tǒng)的投入高、周期長、耗費人力。應用“工程測繪信息平臺”建立應用系統(tǒng),能在一定程度上緩解這一矛盾。
2.1 總體設計目標
我們開發(fā)的工程測繪信息平臺是陜西省科技發(fā)展計劃項目“工程測繪信息平臺”的主要組成部分。該項目包括自主知識產(chǎn)權的地理信息系統(tǒng)開發(fā)平臺,數(shù)據(jù)規(guī)范,測繪領域知識庫等,并依據(jù)這些軟件或實體,以及測繪推理專家系統(tǒng)、數(shù)據(jù)挖掘等技術建立一個工程時空信息平臺,對工程測繪信息進行統(tǒng)一規(guī)范化管理,便于在實際應用中進行共享和集成。
2.2 應用特點
與傳統(tǒng)的GIS系統(tǒng)相比,本文所設計的地理信息系統(tǒng)具有以下特點:① 更廣泛的客戶訪問范圍:客戶可以同時訪問多個位于不同地方的服務器上的最新數(shù)據(jù),而Inter―net/Intranet所特有的優(yōu)勢大大擴展了GIS的數(shù)據(jù)管理能力,增強了對空間數(shù)據(jù)管理的時效性;② 客戶端平立性:無論客戶端是何種操作系統(tǒng),只要支持通用的Web瀏覽器,用戶就可以訪問地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù);③ 更簡單的操作:要推廣GIS,使GIS系統(tǒng)為廣大的普通用戶所接受,而不僅僅局限于少數(shù)受過專業(yè)培訓的專業(yè)用戶,就要降低對系統(tǒng)的操作難度。通用的Web瀏覽器無疑是降低操作復雜度的最好選擇;④ 平衡高效的計算負載:傳統(tǒng)的GIS大都使用文件服務器結構的處理方式,其處理能力完全依賴于客戶端,效率較低。而當今一些高級的地理信息系統(tǒng)能充分利用網(wǎng)絡資源,將復雜的處理交由服務器執(zhí)行,而對簡單的操作則由客戶端直接完成。這種計算模式能靈活地在服務器端和客戶端之間合理分配處理任務,從而提高網(wǎng)絡資源的利用效率。
2.3 系統(tǒng)模塊
2.3.1 測繪數(shù)據(jù)分析
工程測繪信息平臺基于地理信息系統(tǒng)構建,其中對時空數(shù)據(jù)的分析能力也是通過地理信息系統(tǒng)呈現(xiàn)給用戶,功能模塊調(diào)用地理信息系統(tǒng)的服務,為基于平臺的應用系統(tǒng)提供接口。具體包括:測繪信息的瀏覽、查詢;測繪專題圖的制作和查詢;測繪數(shù)據(jù)的轉換、共享、;拓撲、方向、距離及其綜合空間關系的分析等。下面將具體探討專題地圖與緩沖區(qū)模塊的設計方法。
2.3.2 專題地圖
與普通地圖相比,專題地圖具有以下幾個特點:專題地圖由兩部分組成,專題內(nèi)容與地理底圖。專題地圖只將一種或幾種與專題相關的要素進行詳細地顯示,概略的顯示其它要素,甚至不顯示。專題地圖的內(nèi)容更加廣泛多樣,既包含直觀信息,又包含非直觀信息,如氣候、洋流、民族組成等等。專題地圖繪制用于顯示數(shù)據(jù),而這種數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)表格中難于表現(xiàn)。專題通常使用某塊或某幾塊數(shù)據(jù),可以使用來自數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)將地圖以不同的專題加上底紋。專題使用顏色、填充圖案或符號底紋來表示數(shù)據(jù)。制作專題地圖是根據(jù)某個特定專題對地圖進行“渲染”的過程。所謂的專題渲染,就是以某種圖案或顏色填充來表明地圖對象的某些信息。使用者可以通過修改數(shù)據(jù)的分類、分級方法,表示等級數(shù),符號的形狀、色彩、填充方式等來創(chuàng)建不同的專題地圖。
2.3.3 緩沖區(qū)分析
緩沖區(qū)分析是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間操作功能之一。其基本思想是給定一個空間實體或實體集合,在其周圍建立一定距離的帶狀區(qū),以確定這些物體對周圍環(huán)境的影響范圍或服務范圍。根據(jù)工程測繪目標地理要素類型的不同,所產(chǎn)生的緩沖區(qū)可分為三類:點緩沖區(qū)、線緩沖區(qū)和面緩沖區(qū)。其中,點緩沖區(qū)通常是以點為圓心、以一定距離為半徑的圓;線緩沖區(qū)通常是以線為中心軸線,距離中心軸線一定距離的平行條帶多邊形;面緩沖區(qū)是由面的邊界多邊形向外或向內(nèi)擴展一定距離所生成的新的多邊形。其中線狀目標緩沖區(qū)生成是關鍵和基礎。
2.4 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計
數(shù)據(jù)庫設計是指在數(shù)據(jù)分析的基礎之上,自底向上的建立整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫概念結構,即先從用戶的角度進行設計,然后將視圖集成,最后對集成后的結構分析優(yōu)化得到最終結果。我們認為,E―R模型是用于數(shù)據(jù)庫設計的有力工具。我們針對一般城市建筑測繪管理信息系統(tǒng)的需求,通過對地理信息系統(tǒng)工作過程的內(nèi)容和數(shù)據(jù)流程分析采用E―R模型。比如本系統(tǒng)的用戶信息實體E―R模型見圖1。
2.5 系統(tǒng)測試與應用
關鍵詞:地理信息系統(tǒng);測繪;應用分析
中圖分類號:C922 文獻標識碼:A 文章編號:
對于地形進行測繪是一項繁重而又復雜的工作,目的在于為城市以及工程礦區(qū)提供不同比例尺的地圖,從而實現(xiàn)安全生產(chǎn)與生活。GIS是建立在測繪測量的基礎上,應用數(shù)據(jù)庫為數(shù)據(jù)源,是管理和研究數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。通過相應的硬件以及GIS軟件支持,運作和處理描述地球表面從大氣層到地表的淺層空間要素的位置和屬性等地理參數(shù)數(shù)據(jù)信息,對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行識別。其很多用途已經(jīng)眾所周知,例如應用于科學調(diào)查,發(fā)展規(guī)劃,繪圖,路線規(guī)劃以及財產(chǎn)管理等。在測繪方面的應用主要依賴于通過計算機建立地理數(shù)據(jù)庫,把各種地理信息按照空間分布以及屬性,以一定的格式輸入、存儲、檢索、顯示以及制圖的過程。通過地理環(huán)境中各種要素,包括地理空間分布狀況以及所具有的屬性數(shù)據(jù)進行數(shù)字存儲,處理和分析,并建立有效的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。通過對數(shù)據(jù)庫中存儲的多種要素進行綜合分析,從而得到滿足各種科研以及應用的需求,最后通過數(shù)字以及圖像將結果直觀地顯示出來。為了便于理解GIS在測繪方面的應用,筆者就其工作原理以及工作流程展開討論,規(guī)整出GIS具體實現(xiàn)細節(jié)。
一、GIS的工作原理
GIS的規(guī)范化是一個漫長的過程,隨著各種系統(tǒng)的迅速膨脹,GIS逐漸走向成熟,在相關的平臺逐漸得到鞏固和規(guī)范。GIS主要是通過對不同來源不同形式數(shù)據(jù)進行分析,確定原變量的坐標位置,比如可以利用經(jīng)緯度以及海拔來對變量位置進行標注,有時也利用類似于ZIP地理編碼系統(tǒng)來定位變量在GIS系統(tǒng)中的坐標,再組織生成能夠直接訪問GIS的計算機數(shù)據(jù)庫,通過不同的運營商將地圖形式的數(shù)字信息轉換成可以識別的圖像或信息。
二、GIS在測繪中的工作流程
2.1數(shù)據(jù)的采集
在測繪的初期,需要對現(xiàn)實世界客觀對象進行不同的抽象,離散,以連續(xù)對象實體在GIS中分別以柵格以及矢量兩種方式存儲在GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中。柵格數(shù)據(jù)由存放唯一值的存儲單元的行以及列組成,柵格數(shù)據(jù)集的分辨率依賴于地面單位的網(wǎng)格寬度;矢量存儲方式則是利用幾何圖形中的點線面來表示客觀存在的對象。目前也存在其他的方式來對空間數(shù)據(jù)進行表示,通過其他的附加數(shù)據(jù)作為對象屬性來存儲非空間的數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)收集時,傳統(tǒng)做法是通過聚酯薄膜地圖上或者紙上現(xiàn)有的數(shù)據(jù),經(jīng)過掃描或者數(shù)字化來產(chǎn)生數(shù)字數(shù)據(jù)。現(xiàn)在比較理想的做法是借助于GPS全球定位系統(tǒng),得到相應的位置坐標,然后直接輸入到GIS中進行相應的處理,也可以通過遙感技術來完成數(shù)據(jù)的采集工作。在多個平臺上附帶的有攝像機,激光雷達以及數(shù)字掃描儀構成的多個互聯(lián)的傳感裝置,并結合航空器以及衛(wèi)星所搭建的數(shù)據(jù)處理平臺,將主要來源于航空照片以及圖片判讀的數(shù)字數(shù)據(jù)進行特征選擇,然后以二維或者三維的形式對數(shù)據(jù)進行捕捉,進一步將數(shù)據(jù)傳輸?shù)较鄳能浛截愊到y(tǒng)。遙感則是利用不同的傳感器包被動地測量由主動傳感器發(fā)射出去的電磁波或者無線電波的反射系數(shù),進而將屬性數(shù)據(jù)輸入到GIS系統(tǒng)中。
2.2數(shù)據(jù)的轉換與處理
數(shù)據(jù)的處理依賴于各公司提供的數(shù)據(jù)處理軟件,通過輸入到GIS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)進行編輯實現(xiàn)數(shù)據(jù)預處理,對數(shù)據(jù)進行拓撲建模,將通過其他方式獲取的測量圖形與GIS圖層中相同的區(qū)域進行圖層的疊加分析。GIS系統(tǒng)軟件通過識別各個屬性條件在數(shù)字化空間數(shù)據(jù)的空間關系,對于復雜的空間實體之間連接,臨近以及包含的關系進行相應的數(shù)學建模和分析,對于向量數(shù)據(jù)必須在拓撲正確的條件下才能進行進一步的分析。對于控制測量中出現(xiàn)的線與交叉點分離的情況以及原地圖上污點等可能影響結果精確度的因素進行針對性的處理,如選擇性清除等。同時也要對得到的數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)重構,轉換成GIS系統(tǒng)可以識別的數(shù)據(jù)格式,從而實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)源之間的兼容性。由于不同需求側重的對象屬性是不相同的,因此要求數(shù)字數(shù)據(jù)在分析之前,進行一系列的投影與坐標變換整合處理,得到精度要求不同復雜度不同的數(shù)學模型,從而實現(xiàn)其合適的用途。數(shù)據(jù)處理是一個復雜的過程,控制測量中用到的數(shù)據(jù)處理方式還包括數(shù)據(jù)重構以及地理編碼等。所有的這些數(shù)據(jù)的轉換與處理操作使得數(shù)據(jù)在入庫之前保證內(nèi)容的完整性以及邏輯的一致性。
2.3GIS系統(tǒng)的空間分析
前兩個階段做好數(shù)據(jù)處理的預處理工作之后,GIS便可以利用得到的數(shù)據(jù)來進行空間分析,對圖形數(shù)據(jù)進行分析計算,從空間物體的空間位置以及相互關聯(lián)去對空間事物進行研究以及定量描述??臻g分析是GIS系統(tǒng)最主要的功能,是一個復雜的過程,它是諸如區(qū)域科學、地理學、經(jīng)濟學以及地球物理學多種學科的結合,依賴于拓撲學,圖論以及空間統(tǒng)計學來對空間構成進行描述和分析,從而實現(xiàn)獲取,認知以及描述空間數(shù)據(jù)的效果,進一步對空間過程進行模擬以及預測,調(diào)控地理空間上發(fā)生的事件。目前,尚未成熟的空間分析方法有空間模擬分析,空間實體和關系通過專業(yè)化模型進行簡化和抽象,為系統(tǒng)進一步分析操作埋下伏筆。
三、GIS用于測繪技術優(yōu)勢以及發(fā)展展望
地理信息系統(tǒng)管理以及處理對象是多種地理空間實體數(shù)據(jù)以及關系,對一定地理區(qū)域內(nèi)分布現(xiàn)象以及過程進行分析和處理,將復雜的規(guī)劃,決策以及管理問題簡單精確化,通過依賴一系列的軟件以及硬件設施,實現(xiàn)數(shù)據(jù)綜合,模擬,分析與評價。通過這個過程,可以得到常規(guī)方法或者普通信息系統(tǒng)難以得到的信息,實現(xiàn)地理空間過程演化和預測,從系統(tǒng)的觀點出發(fā),立足于整體,統(tǒng)籌全局。采用定性或者定量的方式,將系統(tǒng)分析與系統(tǒng)應用有機的結合起來,涵蓋的范圍較廣,因此得到的結果較為精確。GIS獨特的地理空間分析能力,快速的空間定位搜索查詢能力,能夠提煉出常規(guī)方式無法獲取的重要信息,達到空間模擬和空間決策支持的目的。
GIS信息系統(tǒng)的應用極大地促進了空間分析的需求以及應用,未來GIS發(fā)展趨勢可能通過CI與SDA技術在GIS背景下相互結合,實現(xiàn)時空一體化的過程分析模擬引擎。另一個比較明確的發(fā)展方向是將不同領域適用的空間模型整合到同一個框架中,通過有效地組織,調(diào)度以及通信,執(zhí)行智能體系行為。目前投入應用的是在汽車導航裝置上結合GPS與GIS復合系統(tǒng),來進行航跡規(guī)劃以及輔助駕駛等。其發(fā)展趨勢傾向于結合GPS和RS來進行虛擬現(xiàn)實技術的集成,并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面,實現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
四、小結
地理學是GIS的理論依托,測繪學為GIS提供各種定位的數(shù)據(jù),并利用其算法以及理論對數(shù)據(jù)進行變換和處理?;趫D形以及空天地一體化實體影像的可測和可視化,使得未來人人都有可能成為測量員,GIS的發(fā)展與優(yōu)化,能夠進一步推動控制測量技術的變革,將GIS整合遙感和GPS技術進行綜合應用,必將使我國“數(shù)字中國”、“數(shù)字地球”的建設實例化,服務于廣大的人民。
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關鍵詞:地理信息系統(tǒng);測繪;擴展應用
中圖分類號:TP39.4 文獻標識碼:A 文章編號:1006-8937(2013)35-0053-02
地理信息系統(tǒng)(GIS)可以簡單定義為是一種采集、存儲、管理、分析、顯示和應用地理信息的計算機系統(tǒng)。GIS是地理學和信息技術相結合的產(chǎn)物,它為解決各種與空間位置相關的問題提供了新的技術方法。經(jīng)過近50年的發(fā)展,隨著計算機技術、空間技術和現(xiàn)代信息基礎設施的發(fā)展,地理信息系統(tǒng)(GIS)已經(jīng)廣泛應用于各個領域,產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟和社會效益。
1 我國地理信息系統(tǒng)的發(fā)展
我國地理信息系統(tǒng)方面的工作起步稍晚于國際水平,但發(fā)展迅速,形勢喜人。20世紀70年代初期,我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。環(huán)境遙感資源調(diào)查的需求帶動,以及航空攝影測量和地形測圖的發(fā)展,為GIS的發(fā)展奠定了良好的基礎。20世紀80年代起,1980年中國科學院遙感應用研究所成立全國第一個地理信息系統(tǒng)研究室標志著我國地理信息系統(tǒng)方面的工作開始展開。20世紀90年代起,地理信息系統(tǒng)步入快速發(fā)展階段。地理信息系統(tǒng)從初步發(fā)展時期的研究實驗、局部應用走向實用化和生產(chǎn)化,為國民經(jīng)濟重大問題提供分析和決策依據(jù)。中國地理信息系統(tǒng)事業(yè)經(jīng)過近40年的發(fā)展,取得了重大的進展。地理地理信息系統(tǒng)的研究和應用已走向了產(chǎn)業(yè)化。
2 地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用
2.1 數(shù)據(jù)源
數(shù)據(jù)對于測繪而言是至關重要的,數(shù)據(jù)采集功能是地理信息系統(tǒng)(GIS)的一個重要功能。從數(shù)據(jù)來源的類型上看,地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)可以大致分為原始數(shù)據(jù)(第一手數(shù)據(jù))或處理加工后的數(shù)據(jù)(第二手數(shù)據(jù)),另外也可將數(shù)據(jù)源分為非電子數(shù)據(jù)和電子數(shù)據(jù)兩類。
第一手數(shù)據(jù)是指直接采集的數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的繪圖野外數(shù)據(jù)采集工具主要包括三腳架、標尺、羅盤、平板儀、坡度儀、皮尺等,數(shù)據(jù)采集的結果往往需要記錄在紙上,而地理信息系統(tǒng)(GIS)采用的是以全球定位儀、激光測距儀、全站儀等為代表的現(xiàn)代測量儀器,這些儀器正逐步取代這些傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集手段。全球定位儀和激光測距儀、全站儀等可直接與數(shù)據(jù)記錄儀連接,將所測得的大量位置、距離和方位數(shù)據(jù)儲存在數(shù)據(jù)記錄儀內(nèi),也可直接存儲在便攜計算機的硬盤上,這使第一手數(shù)據(jù)的獲取大大簡化。第一手數(shù)據(jù)經(jīng)解譯、編輯和處理后,就變成第二手數(shù)據(jù)。大多數(shù)地理信息系統(tǒng)(GIS)中的數(shù)據(jù)是第二手數(shù)據(jù),它主要包括地圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)報表和影像圖等形式。
2.2 數(shù)據(jù)采集
根據(jù)測繪任務的需要,將各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)轉化為地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件可以識別的格式并加以利用的過程稱為數(shù)據(jù)采集。地圖數(shù)字化是許多地理信息系統(tǒng)(GIS)系統(tǒng)都采用的數(shù)據(jù)采集手段之一。對于大型的測繪項目,現(xiàn)代地理信息系統(tǒng)(GIS)技術可以通過掃描技術來使這個過程全部自動化,對于較小的測繪項目,需要手工數(shù)字化(如使用數(shù)字化板)。屬性數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)(GIS)中地理數(shù)據(jù)的重要組成部分,可以通過鍵盤來直接輸入屬性數(shù)據(jù)。在地理信息系統(tǒng)(GIS)中,通常用專業(yè)的數(shù)據(jù)軟件單獨管理屬性數(shù)據(jù),包括屬性數(shù)據(jù)的采集。為了充分利用現(xiàn)有的各種數(shù)字形式的數(shù)據(jù)資源,從其他各種數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中轉人或轉出屬性數(shù)據(jù),將是獲取地理信息系統(tǒng)(GIS)屬性數(shù)據(jù)非常重要和必需的手段。
我們知道,地理信息系統(tǒng)(GIS)通常對繪圖所需要的地理要素進行分類存儲和管理,要素的分類通常體現(xiàn)在對要素屬性數(shù)據(jù)的分類和編碼上。對屬性數(shù)據(jù)進行分類和編碼,還非常有利于數(shù)據(jù)交換和共享。
繪圖采集后的地理數(shù)據(jù)經(jīng)常需要進行編輯和處理,這是因為:一、數(shù)據(jù)中可能存在的錯誤;二、為了便于地理信息系統(tǒng)(GIS)進行查詢和分析,需要對數(shù)據(jù)進行進一步的處理,如生成拓撲關系和新的屬性數(shù)據(jù)等;三、有些數(shù)據(jù)本身就是動態(tài)變化的,需要不斷進行更新;四、對于有些特殊的應用或來源于其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù),有可能需要進行數(shù)據(jù)格式轉換等。現(xiàn)代的地理信息系統(tǒng)(GIS)技術提供了許多工具來編輯和處理地理數(shù)據(jù)。
2.4 空間數(shù)據(jù)管理
地理信息系統(tǒng)(GIS)軟件有多種方式管理空間數(shù)據(jù)。早期的地理信息系統(tǒng)(GIS)是基于文件來管理空間數(shù)據(jù),特點是針對不同的數(shù)據(jù)模型開發(fā)設計不同格式的文件系統(tǒng),這種管理模式比較靈活,所以一直還在使用。其缺點是不能管理巨量的數(shù)據(jù),且針對屬性的查詢與管理功能比專業(yè)的DBMS弱得多。
對于小型地理信息系統(tǒng)(GIS)項目,把地理信息以簡單的文件方式存儲就足夠了。但是,當數(shù)據(jù)量很大而且是多個用戶同時使用數(shù)據(jù)時,最好使用一個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)來幫助存儲、組織和管理空間數(shù)據(jù)。
2.5 空間數(shù)據(jù)分析
在經(jīng)過之前四個階段的測繪制圖預處理之后,地理信息系統(tǒng)(GIS)便對預處理的圖形數(shù)據(jù)進行空間分析計算,通過空間位置和空間物體聯(lián)系定量描述和研究空間事物。地理信息系統(tǒng)(GIS)中最復雜、最主要的功能就是空間分析功能,空間分析功能是結合了地球物理學、地理學、區(qū)域科學等眾多學科,在分析和描述空間構成時要綜合運用空間統(tǒng)計學、拓撲學等學科。當前,空間分析技術尚未完全成熟,現(xiàn)有主要的空間分析方法主要是空間模擬分析,空間模擬分析主要是通過專業(yè)化模型對空間實體和關系進行化和抽象,為系統(tǒng)進一步分析操作埋下伏筆。
3 地理信息系統(tǒng)(GIS)在測繪中的發(fā)展展望
相比傳統(tǒng)測繪方式,地理信息系統(tǒng)(GIS)有著很多的有點,可以更好的的為測繪工作,但是考慮到未來測繪工作的復雜和難度的增加,地理信息系統(tǒng)(GIS)除了要不斷提高自身的綜合數(shù)據(jù)、模擬和分析數(shù)據(jù)的能力,還要提高地理信息系統(tǒng)(GIS)處理地理空間過程演化和預測的能力,以便能夠獲取較難的數(shù)據(jù),可以從整體上保障測繪工作的順利完成。
不僅如此,地理信息系統(tǒng)(GIS)在未來的發(fā)展中應朝著一體化的方向完善,地理信息系統(tǒng)(GIS)的空間定位搜索能力以及空間分析能力得到不斷提高,在獲取數(shù)據(jù)后能夠更有效的提煉信息,達到空間決策支持和空間模擬的目的。
在未來地理信息系統(tǒng)(GIS)能夠將不同領域的空間模型整合到一起,形成一個系統(tǒng)的體系,通過有效的組織、調(diào)度以及通信、執(zhí)行職能體系行為。地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)的系統(tǒng)更加有效的結合在一起,并逐步走向數(shù)據(jù)共享與交互式操作的層面,實現(xiàn)組件式產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。
4 結 語
隨著社會和科技的發(fā)展,測繪領域要求的不斷提高。傳統(tǒng)的測繪方式已經(jīng)不能滿足當今的要求,傳統(tǒng)測繪方式是一項耗資巨大的工程,需要大量的人力、物力和財務,耗資巨大且效率和精度不高。地理信息系統(tǒng)(GIS)對于提高測繪工作的準確性和效率有著極大的作用,地理信息系統(tǒng)(GIS)不僅僅為測繪工作提供各種精確數(shù)據(jù),而且還能利用其算法對這些數(shù)據(jù)進行處理和轉化,最終完成測繪目的。地理信息系統(tǒng)(GIS)對于測繪領域是一場變革。所以大力發(fā)展地理信息系統(tǒng)(GIS)在測繪領域的應用有著十分重要的現(xiàn)實意義。
參考文獻:
[1] 譚玉蓮.淺談地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用[J].現(xiàn)代物業(yè),2011,(7).
【關鍵詞】測繪 地理信息 系統(tǒng) 建設 應用
1、前言
GIS簡言之,是基于地理空間數(shù)據(jù)的一種計算機信息系統(tǒng),這里所說的地理空間數(shù)據(jù)主要包含空間特征數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。地球表面及其外層空間的物體都有地理坐標、形狀(長、寬、高及面積、體積等)、空間關系(如距離),所以具備空間特征數(shù)據(jù)。屬性數(shù)據(jù)是指地物所具有的自然或人文屬性的特征數(shù)據(jù),例如一個城鎮(zhèn)具有的人口、資源、產(chǎn)值和環(huán)境等信息數(shù)據(jù)。GIS 數(shù)據(jù)從何而來?主要源于地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)、統(tǒng)計資料、文本資料(法律文件、行業(yè)規(guī)范、技術標準、邊界條約等)、多媒體數(shù)據(jù)、現(xiàn)有系統(tǒng)數(shù)據(jù)等。可見,GIS 與測繪有著密切的關系,因為地圖數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、實測數(shù)據(jù)都來自測繪成果,而利用GIS 平臺開展測繪活動也將如虎添翼、事半功倍。GIS 用于測繪工程具以下優(yōu)勢:節(jié)省時間、效率高、時效性強、減少失誤率及測繪成果精確易于使用。鑒此,本文對GIS 在測繪工程中的應用進行分析和闡述。
2、2GIS 數(shù)據(jù)庫的建立
2.1 GIS 工作原理
在討論GIS 數(shù)據(jù)庫建立之前,先說明一下GIS 工作原理。GIS 主要由計算機軟、硬件系統(tǒng)及地理數(shù)據(jù)所組成。硬件系統(tǒng)由計算機、輸入設備、輸出設備和存儲設備等組成。其中輸入設備包括鍵盤、掃描儀、數(shù)字化儀、媒體設備等,也包括由網(wǎng)絡輸入。輸出設備包括顯示器、繪圖儀、打印機和媒體設備等,還包括通過網(wǎng)絡輸出。存儲設備包括硬盤、U 盤和光盤等,亦包括網(wǎng)絡服務器等。軟件系統(tǒng)除了計算機操作系統(tǒng)、辦公軟件、數(shù)據(jù)庫軟件和其他一些通用軟件以外,還包括圖形軟件(如AutoCAD)、GIS專用軟件(如Arc/Info、MapInfo)等。地理數(shù)據(jù)前面已介紹過了,需要指出的是除了數(shù)據(jù)采集,一些數(shù)據(jù)還必須經(jīng)過轉換才能入庫,這往往要耗費大量的人力和財力,一般建庫初期的支出占整個系統(tǒng)費用的70~80%。
2.2 GIS 數(shù)據(jù)庫的建立
下面以外業(yè)采集數(shù)據(jù)導入GIS 數(shù)據(jù)庫為例介紹一下建庫的方法。
首先,將數(shù)據(jù)匯總,然后導入到AutoCAD 中,并對圖形進行編輯、修改和必要的處理。然后檢查拓撲關系是否符合要求,若沒有問題則可導入到Arc/Info 中設置數(shù)據(jù)結構。Arc/Info 軟件能夠對拓撲關系和圖層進行檢查,如果發(fā)現(xiàn)有問題,就需要返回到Auto CAD 中重新修改和編輯,沒有問題后再導入Arc/Info。通常需要在Auto CAD 與Arc/Info 之間經(jīng)過多次的修改,最終實現(xiàn)拓撲關系和數(shù)據(jù)正確。然后對屬性進行賦值和配置,導出SHP 格式文件。再將SHP 文件導入到GIS 中,就完成了建庫程序。在數(shù)據(jù)庫中,每一個圖形要素及點、線、面分屬不同的層,每層對應一個地理信息表,另外還包括索引表與元數(shù)據(jù)表。通過建庫,可以完善數(shù)據(jù)結構,避免許多重復采集工作,實際上也減少了大量的測繪工作量。
3、GIS 的應用
3.1 GIS 的主要功能
一個完備的GIS 至少提供三方面的功能:①制作各種專題地圖,由于GIS 將空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)結合起來,各行各業(yè)都可以提取本行業(yè)所需的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù),生成所需要的地圖供打印、瀏覽;②查詢功能,查詢與地理位置有關的數(shù)據(jù),比如查詢某條街道的酒店,利用GIS 可以輕易找到這條街道上的所有酒店,如想入住3 星級酒店,也會看到所有3 星級酒店;③空間分析,可以利用數(shù)學模型或邏輯模型分析空間數(shù)據(jù)。
3.2 應急測繪保障體系
應急測繪保障體系是為應急測繪任務提供保障服務的,包括應急預案、組織機構、管理措施等,當然還需要具備開展應急工作的數(shù)據(jù)庫、應用系統(tǒng),也就是借助GIS 信息平臺有效開展應急測繪服務。應急測繪保障體系的應用有以下幾個方面:①通過GIS 基本圖形的操作,可以清晰地展示災害發(fā)生地點的自然環(huán)境、社會屬性等特征,從而可更快更有針對性地制定應急預案;②通過GIS 空間分析,確定災害位置、影響范圍(受災面積)、預估損失等,從而為應急預案提供更為準確的信息;③利用GIS 專題分析功能,可以提取某項或多項專題性數(shù)據(jù),將其與地圖組合,形成災害專題性地圖,如密度分析圖,從而可更合理地確定應急疏散方案;④為應急測繪工作提供所需的數(shù)據(jù)資料,利用災害或事故發(fā)生區(qū)域實景拍攝形成的三維圖像,可以更直接地了解現(xiàn)場實際情況,而測繪工作者通過修測技術保證相關數(shù)據(jù)的有效性;⑤利用GIS 網(wǎng)絡平臺和自動更新機制,確保災害信息的時效性。
3.3 資源管理
目前,資源清查、分析和管理是GIS 應用最為廣泛的領域之一,包括土地資源潛力評價、野生動植物資源保護、森林與水資源普查、礦產(chǎn)資源管理等多個領域。GIS 可以將不同來源的數(shù)據(jù)和信息匯集在一起,利用統(tǒng)計和涵蓋分析功能,按照各種組合條件進行資源分析,從而為資源的合理開發(fā)和決策利用提供依據(jù)。以土地資源管理為例進行說明,我國西南地區(qū)國土資源信息系統(tǒng)收集存儲了超過1500 項300 萬個以上的資源數(shù)據(jù),通過該系統(tǒng)提供的資源分析評價模型、資源預測預報模型及資源開發(fā)利用配置模型,可生成礦產(chǎn)資源分布圖、草場資源分布圖、農(nóng)作物產(chǎn)量圖、各地產(chǎn)值圖、交通規(guī)劃圖等各種專業(yè)圖。
4、地理信息系統(tǒng)在測繪工作中的未來趨勢
由于地理信息系統(tǒng)在測繪工作中的優(yōu)勢,使得其未來將得到迅猛的發(fā)展。在未來的測繪工作中,地理信息系統(tǒng)一定可以成為廣泛應用的測繪方法,以適應不斷發(fā)展的中國數(shù)字科技需求。我國未來的發(fā)展趨勢是構建數(shù)字中國和數(shù)字地球,因此需要大量的測繪工作參與其中,
地理信息系統(tǒng)作為其中的得力助手,也將與測繪工作一起,進一步實現(xiàn)發(fā)展、創(chuàng)新與變革。在未來的發(fā)展過程中,地理信息系統(tǒng)必定與其他先進的技術結合,形成新的測繪方法。例如,可以與通信技術、衛(wèi)星、遙感系統(tǒng)等結合,進一步的提升測繪工作的精細程度,使我國的測繪工作達到新的高度。
5、結語
隨著我國科學技術的發(fā)展,越來越多的新技術將運用到測繪工作中,給測繪工作帶來創(chuàng)新和變革。地理信息系統(tǒng)一經(jīng)誕生,即以其高效、精確和時效性好而廣受歡迎,GIS 也成為許多國家、行業(yè)和部門必備的工具和技術。目前,GIS 的應用正從以政府部門、大公司為主走向“平民化”,GIS 已滲入到人們的日常工作、生活中,人們購物、出行、休閑娛樂因為有了GIS 而變得更加便利,可以預計GIS 的未來將會更加精彩。
參考文獻
[1]唐昊.測繪數(shù)據(jù)的GIS 建庫和應用[J].信息系統(tǒng)工程,2013(3):93-94.