郭倩倩 翟薈怡 夏治學(xué)

河南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查院（450000）

0 前言

工程測繪是測量工作的重要組成部分。從工作實踐來看，工程測繪往往能夠占到測量工作的六成以上[1-2]。工程測繪主要包括地理地貌測繪、水文礦藏測繪等。在開展測繪工作的過程中需要從不同的地形特征以及測繪要求出發(fā)，采取測繪方法，編制測繪報告，并根據(jù)已采集的測繪信息繪制成圖，從而較為直觀地掌握測繪區(qū)域的地質(zhì)信息，并在測繪報告中對可能影響工程建設(shè)的地理情況進(jìn)行詳細(xì)說明，從而為工程建設(shè)提供重要參考。目前隨著各類工程都在快速推進(jìn)，工程的復(fù)雜性有了很大的提升，在這種情況下，需要更為精準(zhǔn)全面的測繪信息作為支撐，單單依靠傳統(tǒng)的測繪技術(shù)手段很難滿足工程建設(shè)對測繪信息的需求，因此需要重視先進(jìn)測繪技術(shù)的應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)作為一種集成了計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及傳感技術(shù)的綜合性信息處理分析系統(tǒng)，能夠在工程測繪中發(fā)揮重要的作用。因此需要對地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行深入分析，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的作用。

1 地理信息系統(tǒng)概述

地理信息系統(tǒng)簡稱GIS。該系統(tǒng)具有比較強(qiáng)的綜合性，在搭建該系統(tǒng)的過程中，應(yīng)用了數(shù)據(jù)庫技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)等。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)Υ罅康牡乩硇畔⑦M(jìn)行捕獲及分析，實現(xiàn)對地理信息的上傳分享，較為直觀地展示地理信息。此外，地理信息系統(tǒng)還包含地理信息數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫能夠?qū)Υ罅康牡乩硇畔⑦M(jìn)行存儲，從而為工程建設(shè)提供依據(jù)[3]。地理信息系統(tǒng)對于地理信息的展示方式具有更高的可讀性，能夠?qū)Φ乩硇畔⑦M(jìn)行圖形化的展示，能夠較為直觀地展示不同地理信息之間的聯(lián)系，幫助測繪人員更好地把握相關(guān)區(qū)域的地理特征。此外，地理信息系統(tǒng)具有較強(qiáng)的信息共享能力，能夠支持用戶遠(yuǎn)程登錄來獲取地理信息，進(jìn)一步提升了地理信息的利用效率以及利用價值。地理信息系統(tǒng)內(nèi)置了智能化的地理信息分析軟件，能夠根據(jù)現(xiàn)有的地理信息建立地理模型，在很大程度上方便了用戶使用地理信息，并對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行整合及分析。

2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用優(yōu)勢

2.1 提高測繪效率

當(dāng)前，社會經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，城市化進(jìn)程不斷推進(jìn)，使得工程項目的數(shù)量大量增加，在這個過程中需要大量的測繪工作作為支撐，但是目前來看測繪行業(yè)的人力資源有限，且測繪人員往往需要在惡劣的自然條件下進(jìn)行測繪，這就在很大程度上限制了測繪的效率。傳統(tǒng)的測繪技術(shù)手段自動化水平較低，在測繪工作中有大量的工作環(huán)節(jié)需要人工完成。地理信息系統(tǒng)整合了大量的先進(jìn)技術(shù)，具有較高的自動化水平以及智能水平，能夠?qū)崿F(xiàn)對地理信息的廣泛收集，并對所收集的地理信息進(jìn)行自動化的分析。在系統(tǒng)運行的過程中不需要測繪人員在旁監(jiān)督，通過應(yīng)用該系統(tǒng)配套的數(shù)據(jù)采集分析裝置能夠自動對外部環(huán)境信息進(jìn)行收集分析。測繪人員在應(yīng)用該系統(tǒng)的過程中，只需要提前設(shè)置好系統(tǒng)，并作好日常的維護(hù)保養(yǎng)，對相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，確保設(shè)備的精度能夠符合測繪的要求，就能讓地理信息系統(tǒng)在實際使用的過程中發(fā)揮價值。與傳統(tǒng)的測繪技術(shù)相比，地理信息系統(tǒng)能夠在很大程度上減少人工操作的環(huán)節(jié)，從而減少人為因素的影響，在提升測繪工作質(zhì)量的同時，還能夠保證測繪工作的效率[4]。

2.2 信息數(shù)據(jù)精度高

地理信息系統(tǒng)需配合GPS技術(shù)使用，從而為測量對象建立坐標(biāo)。在測繪的過程中需要應(yīng)用多臺GPS測量儀，以便對測量對象分組掃描，快速測繪。在測繪的過程中，遙感技術(shù)能夠為地理信息系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，通過衛(wèi)星將遙感測量數(shù)據(jù)上傳到地理信息系統(tǒng)中，地理信息系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，最終呈現(xiàn)給測繪人員。整個測繪流程自動化水較高，在測繪的過程中應(yīng)用了多種先進(jìn)技術(shù)，無需像傳統(tǒng)測繪模式那樣進(jìn)行調(diào)平、觀測以及估讀。一般來說，常規(guī)的GIS工程測量儀的精度可以達(dá)到0.01 mm級別，再加上整個測繪過程人工操作環(huán)節(jié)少，能夠進(jìn)一步降低測繪誤差，對于提升測繪數(shù)據(jù)的精確性具有重要意義[4]。

2.3 信息數(shù)據(jù)可靠性高

地理信息系統(tǒng)具有比較強(qiáng)的抗干擾能力。在傳統(tǒng)的測繪模式下，自然環(huán)境因素以及電磁環(huán)境都會影響測繪的精度。但是在以地理信息系統(tǒng)為核心的測繪模式下，遙感技術(shù)以及信息技術(shù)被大量應(yīng)用，在測繪之前只需測繪人員設(shè)置好控制點，地理信息系統(tǒng)可自行完成大部分操作任務(wù)。在這個過程中，無需人員看守，能夠?qū)y繪區(qū)域的地理數(shù)據(jù)變化進(jìn)行實時監(jiān)測。同時，該系統(tǒng)結(jié)合了遙感技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)對大范圍地理區(qū)域的測繪，無需事先調(diào)平，整個測量過程不受氣候影響以及空間距離限制。測繪數(shù)據(jù)反饋具有較高的及時性，且由于地理信息系統(tǒng)具有較高的抗干擾能力，因此能夠保證獲得的數(shù)據(jù)真實可靠，能夠為復(fù)雜地形條件下的測繪提供可靠的手段。

3 地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的應(yīng)用

3.1 數(shù)據(jù)采集存儲

在復(fù)雜的地質(zhì)條件以及氣候條件下，工程測繪存在比較大的難度。傳統(tǒng)測繪手段針對復(fù)雜條件下的工程測繪，往往需要花費大量的時間。而應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，依托GPS技術(shù)，對測繪地點實現(xiàn)定位，可快捷地確定點、線、面的位置坐標(biāo)，并利用相關(guān)坐標(biāo)信息來勾勒測繪區(qū)域的地形地貌，能夠在很大程度上提升測繪的效率。此外，地理信息系統(tǒng)還能與攝影、測量、掃描等數(shù)字化設(shè)備兼容，在測繪的過程中與搖桿技術(shù)進(jìn)行配合，從而實現(xiàn)對于地理數(shù)據(jù)的快速采集，在完成數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)后，將通過遙感測量獲得的數(shù)據(jù)上傳到地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中[5]。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)ο嚓P(guān)數(shù)據(jù)實現(xiàn)柵格，矢量儲存，將空間數(shù)據(jù)與非附加線性數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，為不同的數(shù)據(jù)單元設(shè)置相應(yīng)的存儲任務(wù)，整合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實現(xiàn)對地理信息數(shù)據(jù)的分享，根據(jù)所收集的地理信息數(shù)據(jù)建設(shè)測繪數(shù)據(jù)庫，方便集中對測繪數(shù)據(jù)進(jìn)行管理以及應(yīng)用。地理信息系統(tǒng)具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，因此能夠?qū)⒌乩頂?shù)據(jù)信息以圖形化的方式呈現(xiàn)，方便測繪人員更好地利用測繪數(shù)據(jù)。

3.2 在精密測量中的應(yīng)用

在工程項目規(guī)模不斷增加的背景下，測繪工程的復(fù)雜性也在增加，在測繪的過程中會產(chǎn)生大量不同類型的數(shù)據(jù)，而對相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集是測繪工程實施的重要環(huán)節(jié)，只有確保全面系統(tǒng)地收集測繪數(shù)據(jù)，才能為高質(zhì)量的工程測繪提供基礎(chǔ)條件。地理信息系統(tǒng)能夠與各種先進(jìn)的測繪設(shè)備相連接，能夠借助高精度的設(shè)備開展高質(zhì)量的測繪，并實現(xiàn)對測繪數(shù)據(jù)的高精度分析。地理信息系統(tǒng)能夠?qū)y繪獲得的數(shù)據(jù)實時自動存儲上傳，依托智能化的軟件對有價值的信息進(jìn)行提取，同時還具有返現(xiàn)問題處理功能，對獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對以及數(shù)據(jù)驗證，能夠及時發(fā)現(xiàn)測繪過程中存在的問題，有利于測繪人員采取有針對性的手段糾正問題，提高測繪工作的質(zhì)量，將測繪的誤差控制在合理的范圍內(nèi)[6]。

3.3 立體式輸出

立體式輸出功能更能夠?qū)⒎治鎏幚砗蟮臏y繪數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為能夠直接為工程建設(shè)服務(wù)的、具有較強(qiáng)直觀性的圖紙和報告，該功能具有較強(qiáng)的實用性。在城市測繪中該功能能夠發(fā)揮重要的作用，節(jié)省大量用于轉(zhuǎn)化信息數(shù)據(jù)的時間。地理信息技術(shù)獲取的測繪數(shù)量更加全面具體，相關(guān)數(shù)據(jù)如果僅僅人工方式轉(zhuǎn)化成圖紙報告將花費大量的時間，而地質(zhì)信息系統(tǒng)內(nèi)置數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化程序會提取大量的地理信息數(shù)據(jù)，并依據(jù)一定的規(guī)則將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為翔實的分析報告，并能夠?qū)y定數(shù)據(jù)以圖紙的方式進(jìn)行展示，在很大程度上方便了工程人員對測繪數(shù)據(jù)的應(yīng)用，極大地提升了數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的效率，讓測繪數(shù)據(jù)處理環(huán)節(jié)有了較高的智能化水平，從而滿足用戶的使用需求。

3.4 空間系統(tǒng)分析

在實施測繪的過程中，定位測量是測繪的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對測繪的精度有重要的影響。地理信息系統(tǒng)自身強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，能夠為空間分析提供技術(shù)保障。在地理信息系統(tǒng)中內(nèi)置的空間系統(tǒng)分析程序整合了多領(lǐng)域?qū)W科的專業(yè)知識。該程序在運行的過程中，能夠?qū)崿F(xiàn)對測繪區(qū)域空間信息的準(zhǔn)確分析，并結(jié)合測繪區(qū)域空間特點，利用自身算法來實現(xiàn)對目標(biāo)位置的分析計算。在地理信息系統(tǒng)的支撐下將遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)與圖形進(jìn)行統(tǒng)一，并應(yīng)用深度學(xué)習(xí)算法來根據(jù)圖像判定物體之間的空間位置關(guān)系，從而高效地測量實體的空間數(shù)據(jù)，同時也能支持對空間目標(biāo)的定量描述，幫助測繪人員對測量對象之間的空間關(guān)系以及關(guān)聯(lián)性有更深的認(rèn)識。

4 結(jié)語

現(xiàn)代工程測量具有較高的復(fù)雜性，在測繪的過程中僅僅依靠傳統(tǒng)的測繪技術(shù)，不僅測繪的效率較低，而且無法保證全面準(zhǔn)確地獲取測量數(shù)據(jù)。針對這一問題需要重視地理信息測繪系統(tǒng)的應(yīng)用，依托現(xiàn)代技術(shù)手段提升測繪的質(zhì)量。測繪人員需要對地理信息系統(tǒng)在工程測繪中的作用有充分的認(rèn)識，在明確地理信息系統(tǒng)優(yōu)勢以及特點的基礎(chǔ)上，結(jié)合工程測繪的需求，靈活地應(yīng)用地理信息系統(tǒng)，充分發(fā)揮地理信息系統(tǒng)在數(shù)據(jù)采集存儲、精密測量、立體輸出以及空間系統(tǒng)分析層面的優(yōu)勢，從而確保測繪工作符合工程建設(shè)的要求，在提升測繪質(zhì)量與效率的同時，提升現(xiàn)代工程測量的信息化水平。