GIS在工程測量中的運(yùn)用

黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發(fā)有限公司

GIS在工程測量中的運(yùn)用

黃麗瑜

貴州省西能煤炭勘查開發(fā)有限公司

GIS技術(shù)作為現(xiàn)代工程測繪中的重要內(nèi)容，可以結(jié)合不同區(qū)域?qū)嶋H地理情況來構(gòu)建信息化地理信息模型，以實(shí)現(xiàn)對各項(xiàng)測量活動(dòng)提供準(zhǔn)確、有效的參考數(shù)據(jù)，為改進(jìn)生產(chǎn)，提升工程測量的科學(xué)水平，做出最優(yōu)決策提供技術(shù)保障。

GIS；工程測量；應(yīng)用研究

在煤礦開發(fā)、設(shè)計(jì)及生產(chǎn)運(yùn)營的各個(gè)環(huán)節(jié)都離不開工程測量技術(shù)的應(yīng)用，尤其是對地下空間及礦區(qū)整個(gè)工作面的環(huán)境、資源、空間信息進(jìn)行有效收集和整理，以為煤礦資源的安全、有序開發(fā)和保護(hù)提供綜合治理服務(wù)。GIS技術(shù)作為空間信息分析技術(shù)，其核心在于通過建立實(shí)測數(shù)據(jù)庫，為工程測量提供數(shù)字化制圖需要，特別是GIS擴(kuò)展模塊的輔助功能，通過空間查詢來進(jìn)行輔助分析，在資源與環(huán)境開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域得到較大推廣。為此，本文將從GIS技術(shù)特點(diǎn)，從其應(yīng)用中來探討其功能模塊，并對工程測量中的應(yīng)用展開實(shí)效對比和研究。

一、GIS技術(shù)特點(diǎn)闡述

隨著現(xiàn)代測繪技術(shù)的發(fā)展，GIS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用越來越廣。對于GIS技術(shù)的內(nèi)涵定義，還存在一些說法，一是側(cè)重于工具性的界定，將GIS技術(shù)在信息的采集、整理、轉(zhuǎn)換、顯示、及存儲(chǔ)上的應(yīng)用；二是側(cè)重于數(shù)據(jù)庫技術(shù)，利用GIS地理信息數(shù)據(jù)庫進(jìn)行空間數(shù)據(jù)檢索和操作，以滿足現(xiàn)實(shí)工程測量需要；三是基于知識組織結(jié)構(gòu)界定，將GIS技術(shù)作為一個(gè)系統(tǒng)結(jié)合，其功能在于利用數(shù)據(jù)庫來完成對各種環(huán)境問題的技術(shù)支持。這些定義都從不同視角來闡述GIS的特點(diǎn)，也為我們進(jìn)一步梳理其技術(shù)創(chuàng)造了可能?？偟膩砜?，對于GIS技術(shù)并非是一個(gè)工具，更多的是通過對地理信息坐標(biāo)的明確，來檢視現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境的變化，其性質(zhì)在于對三維空間目標(biāo)的要素的構(gòu)建，以準(zhǔn)確顯示和精確的得出空間地理要素之間的復(fù)雜關(guān)系。GIS技術(shù)在X、Y、Z三個(gè)坐標(biāo)軸上的空間位置，將基于“有限-互斥-完整”的空間劃分方式進(jìn)行立體化呈現(xiàn)，使其具有“體”的概念[1]。因此，在GIS技術(shù)中，通過對三維矢量指標(biāo)的結(jié)構(gòu)關(guān)系進(jìn)行顯示，能夠從“體”的層面上進(jìn)行目標(biāo)拓?fù)潢P(guān)系的展示，尤其是其可視化表現(xiàn)將提升地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用價(jià)值。

二、GIS技術(shù)的功能模塊研究

GIS系統(tǒng)是基于地理信息系統(tǒng)軟件而形成對實(shí)際地理情況進(jìn)行模擬的應(yīng)用模型。其功能模塊主要有：一是輔助作圖模塊，在GIS技術(shù)中，利用輔助作圖功能可以幫助測量人員對真實(shí)的地理環(huán)境進(jìn)行直觀的地圖顯示，為優(yōu)化工程勘探設(shè)計(jì)，提升勘探技術(shù)水平創(chuàng)造條件。二是地圖管理模塊，通過GIS建立的電子地圖，可以實(shí)現(xiàn)對地圖庫的整合與轉(zhuǎn)換，特別是在繪制地圖和分析地圖時(shí)，其獨(dú)具的矢量化特征、無縫拼接、投影變化等功能，更適宜對工程測量工作的改進(jìn)。三是煤礦測量安全分析模塊，將GIS技術(shù)中的數(shù)據(jù)分析功能與決策系統(tǒng)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。同時(shí)，利用GIS技術(shù)與煤礦采掘系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)系，將提升采礦作業(yè)系統(tǒng)的可靠性。四是設(shè)備管理模塊，GIS技術(shù)與煤礦企業(yè)設(shè)備管理系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合，以輔助對地理信息系統(tǒng)中的各項(xiàng)設(shè)備進(jìn)行故障檢測，形成缺陷數(shù)據(jù)等臺賬資料，可以進(jìn)行設(shè)備資源檢索，結(jié)合工程測量范圍及實(shí)際測量需要，快速定位目標(biāo)。另外，對于GIS技術(shù)的輸出功能，能夠根據(jù)現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)打印出書面圖形。

三、GIS技術(shù)在工程項(xiàng)目測量中的應(yīng)用研究

（1）GIS信息系統(tǒng)的環(huán)境配置

對于工程項(xiàng)目測量中GIS系統(tǒng)環(huán)境的配置，需要從保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性及正確性上，測量人員要加以重視，并能夠從軟硬件優(yōu)化上來滿足系統(tǒng)對周邊環(huán)境的要求，如高效能條件是否具備，廣域網(wǎng)或局域網(wǎng)連接能力是否穩(wěn)定；系統(tǒng)兼容性及可擴(kuò)展性是否有保障；系統(tǒng)環(huán)境的安全性及能否保障長期使用的不間斷性條件是否具備等[2]。從硬件環(huán)境來看，GIS系統(tǒng)運(yùn)行要求較高，對服務(wù)器等設(shè)備需要滿足多用戶的請求，同時(shí)對于客戶端來說，應(yīng)該能夠滿足數(shù)據(jù)的輸入輸出，以及查詢等管理功能，在顯示上應(yīng)該具有較高的像素顯示器。在軟件環(huán)境上，由于工程測量中對軟件環(huán)境的要求較高，要在保障GIS系統(tǒng)功能的同時(shí)，保障數(shù)據(jù)讀取及上傳下載的速度穩(wěn)定，如在網(wǎng)絡(luò)配置上要保障足夠的帶寬，對于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行協(xié)議要進(jìn)行優(yōu)化選擇。

（2）GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集及獲取

對于GIS地理信息數(shù)據(jù)測量中的數(shù)據(jù)采集工作，需要從測量模塊中進(jìn)行輸入。在屏幕顯示上，需要進(jìn)行視覺變量的預(yù)先設(shè)置，如對圖形的色彩、地理地形紋理及地形尺寸的設(shè)定，進(jìn)而滿足視圖的分層、分區(qū)、全要素顯示。GIS系統(tǒng)在數(shù)據(jù)符號的輸入和轉(zhuǎn)換是數(shù)據(jù)獲得重要環(huán)節(jié)，在軟件拓展及新工具應(yīng)用中，可以實(shí)現(xiàn)對GIS信息數(shù)據(jù)的符號化轉(zhuǎn)變，如利用地理數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀化顯示，借助于屏幕地圖標(biāo)記來對相關(guān)區(qū)域地理特征及數(shù)據(jù)的全面顯示，為GIS系統(tǒng)完成相應(yīng)的工程測量數(shù)據(jù)的提供。

（3）對GIS數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算和可視化顯示

GIS技術(shù)是基于數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與表示的過程，在對各類地形數(shù)據(jù)的分級、分類展示中，利用數(shù)據(jù)庫計(jì)算來對相應(yīng)圖形進(jìn)行針對性顯示[3]。如對于不同色彩的地形數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；對于不同色相飽和度的圖形進(jìn)行分級，使其能夠根據(jù)不同的表示方法進(jìn)行直方圖、圓餅圖等形式顯示。對于GIS系統(tǒng)中的可視化技術(shù)，主要是通過三維仿真技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。三維仿真技術(shù)是基于立體三維圖形的空間信息，從用戶的直觀顯示上提供可視化。如GIS技術(shù)與多媒體技術(shù)進(jìn)行融合來改善地理信息的輸出方式，如利用圖形、文本、表格等方式進(jìn)行動(dòng)畫、視頻一體化呈現(xiàn)，從而增強(qiáng)了GIS的應(yīng)用有效性。

（4）GIS技術(shù)中的查詢與結(jié)果描述

在具體工程測量中，對GIS地理信息的查詢是基本要求，利用數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)，對GIS地理信息以圖形、表格、及其他相關(guān)格式要求進(jìn)行快速、高效現(xiàn)實(shí)，以增強(qiáng)GIS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用程度。同時(shí)，對于GIS技術(shù)三維測量結(jié)果的描述，可以通過透視分析法實(shí)現(xiàn)對連續(xù)或間斷地形的通視要求，提高工程測量的測量水平。另外，在地圖動(dòng)畫的采集及顯示上，GIS技術(shù)能夠提供動(dòng)態(tài)的測量數(shù)據(jù)表達(dá)方式，將傳統(tǒng)的二維或三維空間融入懂啊時(shí)間維，從而獲得隨時(shí)間變化的動(dòng)態(tài)視覺效果。

[1]王克勤.淺析采礦工程井下工程測量工作[J].中國高新技術(shù)企業(yè).2013(25).

[2]吳婷.三維GIS技術(shù)在工程測量中的應(yīng)用[J].科技與企業(yè). 2013(06).

[3]牛志達(dá).基于三維GIS的可視化技術(shù)研究[J].黑龍江科學(xué). 2014(03).