地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用實踐

馬散曼

新疆吐魯番市國土資源勘測規(guī)劃院

在測繪工程行業(yè)中需要有比較精細化的設備來進行測繪工作，這也是保證工程質(zhì)量的重要因素之一。而現(xiàn)代工程行業(yè)的快速發(fā)展，使得工程施工建設在精度和功能上都有了更高的要求，尤其是在測繪工程上，隨著高端科學技術(shù)的發(fā)展，測繪工程也正在逐步向著自動化、精細化、信息化的方向發(fā)展，這也就使得測繪工程對地理信息系統(tǒng)的依賴程度變得更高，GIS技術(shù)應用到測繪工程上的領域也越來越廣泛。但是在運用的過程中也還存在著較多的問題，比如自然因素、人為因素對測繪產(chǎn)生的影響，以及儀器設備的精度或者故障帶給數(shù)據(jù)結(jié)果的不準確性，而且地理信息系統(tǒng)功能比較強大，需要比較專業(yè)的人來進行操作和分析，才能夠確保測繪數(shù)據(jù)的準確性。

1 地理信息系統(tǒng)概述

1.1 地理信息系統(tǒng)概念

地理信息系統(tǒng)的簡稱為GIS，也被稱為地學信息系統(tǒng)，GIS技術(shù)主要是用來處理空間信息。GIS技術(shù)的工作原理就是利用計算機軟件和硬件設備，對地球表層分布的地理信息數(shù)據(jù)進行收集、分類整理、儲存、分析和描述的一種技術(shù)。目前運用較多的相關(guān)軟件就是ArcGIS，這種軟件同時被運用到了很多的領域，包括城鄉(xiāng)規(guī)劃、物流信息管理規(guī)劃、地理數(shù)據(jù)分析等方面，并且GIS強大的功能也給人類生產(chǎn)生活帶來了極大的便利，但是掌握全面的GIS分析方法還是比較困難的，因此要想把GIS技術(shù)運用得行云流水還需要花較多的時間精力。

1.2 GIS技術(shù)的特點

GIS技術(shù)不僅處理信息功能強大，還有以下特點：①擁有強大的地理定位功能，可以對物流信息進行實時定位追蹤，能夠給客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的服務；②能夠?qū)碗s的地理數(shù)據(jù)信息進行搜集、分類、處理和分析，具有強大的空間處理能力，能夠給各個行業(yè)提供有力的幫助；③能夠建立相應的模型，并分析問題提出相應的解決策略，同時針對生活中出現(xiàn)的空間問題實現(xiàn)有效處理；④把人與人之間的交往作為基礎系統(tǒng)，可以有效地支持地理性的決策，并且還可以處理國土空間規(guī)劃中存在的問題。

2 地理信息系統(tǒng)的應用優(yōu)勢

2.1 有利于提高數(shù)據(jù)精準度

傳統(tǒng)的施工工程的測量需要大量的人工來對設備進行操作，但通過人眼能觀察到的范圍有限，測量的精度也無法避免毫米級的誤差，而且在人為操作過程中很容易受到外界環(huán)境因素的影響，比如刺眼的光線、霧霾天氣或者是雨雪天氣等，都會給測量工作帶來一定的影響。如果測繪人員沒有做到非常精確仔細，那么即使是一丁點的誤差也會造成嚴重的后果。而地理信息系統(tǒng)在這方面就表現(xiàn)得更加智能化和精細化，GIS呈現(xiàn)的畫面是經(jīng)過環(huán)繞地球的24顆衛(wèi)星實現(xiàn)的掃描平面，而且拍攝得到的數(shù)據(jù)精度非常高。就如在在百里以外的太空區(qū)域都能清楚地看到地面上的螞蟻，這是傳統(tǒng)的人工測量無法實現(xiàn)的，也是無可替代的。因此相較于傳統(tǒng)的測量方法對工程進行測量，運用地理信息系統(tǒng)測量得到的數(shù)據(jù)會更加地精確，也能夠避免出現(xiàn)更多的失誤。

2.2 有利于降低外部因素對測繪的影響

在測量工程中需要考慮測量地區(qū)地形地勢的影響，對于地形不平坦或者位于山區(qū)的工程，需要依靠插入法或者是等高線法對其進行估測，而這種方法也會使得數(shù)據(jù)非常不精確，進而影響工程的實施。并且在雨雪和大風等天氣也會對測量工作造成嚴重的影響，甚至有時會中斷測量，避免給測量設備和人員都帶來較大的損失。而地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集工作是在太空里，這里的環(huán)境較穩(wěn)定，不會受到惡劣天氣的影響，因此可以正常開展測量工作，同時在操作上也比較簡便快捷，不需要較多的人力，只需要在待測區(qū)域放置發(fā)射接收設備即可，減少了調(diào)平的流程。因此測量工程中運用地理信息系統(tǒng)可以很好地降低外部因素對測量的影響，有利于提高測繪的質(zhì)量和效率。

2.3 有利于提高測量的效率

地理信息系統(tǒng)的應用可以大大降低天氣和環(huán)境因素給測繪帶來的影響，通過智能設備可以對需要測量的地塊進行觀測，可以在天氣惡劣的環(huán)境下工作，不會影響工作的質(zhì)量。運用GIS測量儀還可以對地形地勢比較復雜的地區(qū)進行快速掃描，避免了更多人力物力等資源的運用，大大降低了工作的難度，有效提高了測量工作的效率。而且通過智能的計算機設備測量出的數(shù)據(jù)比人工測繪的數(shù)據(jù)要更加準確，這在一定程度上可以減少人們的工作量，并且也會避免人們在測繪過程中遇到的風險，有效提高測繪工程的質(zhì)量和效率。

3 傳統(tǒng)測繪技術(shù)運用存在的問題

3.1 自然因素對測繪的影響

在傳統(tǒng)的工程測量中會受到較多的自然因素的影響，在氣候方面就有高溫、雨雪、大風、冰雹等因素的影響，而在地理方面又受到地形地勢等條件的制約。有時候測繪的工程地理位置較偏僻，而且地形也比較復雜，存在著比較多的不可控因素，給測繪人員帶來了較大的難度和風險。同時面對天氣的不可控因素時，往往由于人們的防御設施準備不充足，難免會給測繪儀器造成較大的損壞，因而也會給測繪企業(yè)帶來較大的經(jīng)濟損失。另一方面，在惡劣的天氣中測量得到的數(shù)據(jù)不是非常精確，在大風的影響下，儀器可能會有偏差，包括人們受到環(huán)境的影響造成的注意力不集中等因素，都會導致讀取的結(jié)果不正確。在比較惡劣的環(huán)境下，測繪人員一方面需要考慮抵御外界的影響，另一方面又要專心進行測繪，因此惡劣的環(huán)境不利于測繪人員的工作，還會使測繪結(jié)果產(chǎn)生較大的誤差，最后造成測繪人員工作量的增加。

3.2 人為因素對測繪的影響

除了自然因素的影響之外，測量的結(jié)果也受到人為因素的影響。人是操作儀器和讀取數(shù)據(jù)的直接實施者，直接關(guān)乎到測繪工程質(zhì)量的高低。因此測繪工作對測繪人員的綜合素質(zhì)具有較高的要求，一方面需要測繪人員擁有較強的專業(yè)素養(yǎng)和應對突發(fā)事件的能力，另一方面還需要其擁有較豐富的測繪理論知識和技術(shù)，只有這樣才能夠確保在任何情況下測繪結(jié)果都是準確的。但是在一些測繪行業(yè)中，仍然有較多的測繪人員不是專業(yè)出身，不具有較強的理論知識和技術(shù)，在運用設備時可能會出現(xiàn)操作失誤或者讀取結(jié)果失誤等情況，這往往就是導致測繪工程質(zhì)量低下的原因。并且測繪人員在測繪時也容易受到外界環(huán)境的干擾，若沒有強大的心理素質(zhì)和完備的技術(shù)作為支撐，那么就會導致測繪結(jié)果與實際出現(xiàn)較大的偏差。并且還有一部分測繪人員對于現(xiàn)代的高科技產(chǎn)品還不能熟練使用，進而出現(xiàn)操作失誤等現(xiàn)象。

3.3 測繪儀器對測繪的影響

測繪儀器是進行測繪的重要工具，在測繪工程中扮演著重要的角色。但是測繪儀器在長期的操作過程中，若不進行及時的維護管理，也會出現(xiàn)精度下降、設備故障的情況，如果人們沒有及時發(fā)現(xiàn)仍繼續(xù)進行測繪工作，那么得到的數(shù)據(jù)就會出現(xiàn)很大的誤差，甚至會造成施工工程的重大錯誤。而且測繪儀器一般都比較精細，價格也非常昂貴，在測繪人員進行測繪時，若沒有對設備精度進行校準，或者是操作過程中使用不當，就會造成測繪錯誤。同時如果測繪人員在讀取數(shù)據(jù)時不仔細，或者沒有定位好測量點，也會造成結(jié)果的錯誤。由于測繪儀器的價格非常昂貴，因此大部分企業(yè)都不會及時更換新設備，導致現(xiàn)存使用的設備陳舊老化，測繪性能也大大降低。

3.4 平面控制技術(shù)對測量的影響

平面控制測量技術(shù)是測繪工程中最關(guān)鍵的步驟，在這一步驟中往往需要結(jié)合運用三角測量、導線測量和定點測量等技術(shù)方法，而且不同的技術(shù)適用的場景也有所不同，因此需要綜合考慮天氣因素和地形地勢等情況來選擇合適的技術(shù)方法進行測繪工作。但是平面控制測量技術(shù)往往也會產(chǎn)生一定的誤差，若操作沒有完全按照規(guī)范來，那么就會導致信息數(shù)據(jù)的失真、失衡，即使是能夠推導出正確的結(jié)果，也會與實際數(shù)據(jù)存在較大誤差，這就需要進行多次測量來避免誤差，這樣也就難免會造成大量人力、物力和財力的浪費。

4 地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用策略

4.1 數(shù)據(jù)采集與儲存

地理信息系統(tǒng)在測繪中的應用主要是利用柵格、矢量存儲的方法進行空間數(shù)據(jù)與附加線性數(shù)據(jù)的整合，來實現(xiàn)對非空間數(shù)據(jù)的存儲。地理信息系統(tǒng)在對地面的物體進行測量時一般會利用GPS和GR等技術(shù)來獲取更多更加真實的信息和數(shù)據(jù)，以提高測量的精度。并且可以準確定位到要測量物體的位置坐標，進而能夠進行更加準確的分析計算。一般來說地理信息系統(tǒng)應用到測繪工程中的方面有很多，比如在土地測繪中，就需要利用地理信息系統(tǒng)對地面各類土地的情況進行收集，可以選取不同的精度和尺度來存儲數(shù)據(jù)。例如對斑塊尺度的耕地、林地、草地、建設用地、園地等數(shù)據(jù)選取矢量數(shù)據(jù)的形式進行存儲，這樣在后續(xù)的分析時就能夠?qū)崿F(xiàn)位置的精確性。同時還可以利用GPS技術(shù)和GR技術(shù)對實際的情況進行校正，從而使得測量得到的數(shù)據(jù)更加準確。

4.2 進行數(shù)據(jù)管理

地理信息系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的管理主要是從屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)兩個層面來展開的，利用地理信息技術(shù)可以對地物對象的空間位置進行標記，并且對獲取的數(shù)據(jù)進行整理分析。同時地理信息系統(tǒng)還能夠針對得到的柵格圖像進行功能分析，比如進行土地資源承載能力評價、森林資源普查和洪澇災害的輻射范圍等。而且地理信息系統(tǒng)也能夠收集和存儲1 500多項、3 000多萬個資源數(shù)據(jù)，并且建立一定的數(shù)據(jù)庫，進而能夠?qū)崿F(xiàn)對各種功能的分析，并生成多樣化的圖紙圖像。

4.3 進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與處理

地理信息系統(tǒng)還能夠?qū)Λ@取的各種數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換和處理，進而保障測量結(jié)果的準確性。在進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換之前需要造成坐標投影的整合，這樣做的目的是確保模型的匹配度，保證在轉(zhuǎn)換時能夠得到準確的結(jié)果。比如在對土地測繪的數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換時，可以對不同土地類型的地塊進行線條和面積的劃分，進而可以知道不同土地類型的周長和面積等，并結(jié)合實際情況做出合理的規(guī)劃建設。

4.4 虛擬現(xiàn)實應急處理

地理信息系統(tǒng)還可以與虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行結(jié)合，并建立三維空間的模型，平時普通的平面圖像無法直接帶給人們直觀的感受，而三維模型就能夠很好地給人們提供視覺、聽覺和觸覺上的直觀感受，從而使得人們可以更加快速地了解實際情況，并且做出及時的措施。比如測繪人員在對河岸兩邊的土地進行測繪時，就可以利用地理信息系統(tǒng)建立三維模型，并且還可以模擬河水的淹沒范圍，人們通過模型來了解河水能夠到達的高度和范圍，進而政府就可以采取正確的措施來加強水利設施的建設，避免對周邊的居民造成更大的破壞。

4.5 應急測繪保障體系

地理信息系統(tǒng)還可以運用到一些應急測繪任務中，如在一些突發(fā)泥石流、滑坡的地區(qū)中，就可以通過地理信息系統(tǒng)來顯示發(fā)生事故地區(qū)的地形地勢，給防災救險的人員提供參考，有助于盡快制定有較強針對性的緊急預案，避免出現(xiàn)更大的損失。

5 結(jié)語

測繪行業(yè)是促進我國各行各業(yè)發(fā)展的重要基礎，對我國國民經(jīng)濟的發(fā)展建設起到了極其重要的作用，因此測繪工程企業(yè)要抓住當今信息化、智能化社會的特點，加強技術(shù)的創(chuàng)新建設，提高測繪工程的質(zhì)量和測繪的效率。傳統(tǒng)的測量方法對工程測量的精度有限，而且大量的施工工程對測繪的需求較高，也給人工帶來了較大的工作壓力，因此在工作上難免會出現(xiàn)很多的錯誤，給企業(yè)帶來較大的損失。但隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展，這一問題都可以通過計算機的強大功能來解決，并能夠提高測繪工程中測繪的質(zhì)量和效率，有效降低相關(guān)企業(yè)的經(jīng)營成本，從而帶來更大的經(jīng)濟效益。地理信息系統(tǒng)在測繪工程中的應用范圍是比較廣泛的，可以用來測量數(shù)據(jù)，還可以用來制作多功能的圖紙，可以有效幫助人們進行深入分析，這對測繪工程行業(yè)的發(fā)展有積極的推進作用。