浅析测绘中的地理信息系统

摘要：地理信息系统( GIS) 既是一门较为成熟的技术科学，也是一门新兴的产业，在测绘、地质矿产、环境监测、农林水利、气象海洋、城市规划土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥着重要的作用。本文简单概述了地理信息系统的内容，并讨论了地理信息系统的建设目标和内容。

关键词： 测绘地理信息系统 建设

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

前言

地理信息系统简称G IS )是随着计算机技术、和地理科学的发展而发展起来的一个学科。在计算机发展史上, 计算机辅助设计技术(C A D ) 的出现使人们可以用计算机处理图形数据。图形数据的标志之一就是图形元素有明确的位置坐标, 不同图形之间有各种各样的拓扑关系。用计算机把这些数据管理起来, 就成为一个简单的地理信息系统的雏形。地理信息系统是利用计算机建立地理数据库, 将地理环境中的各种要素, 包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据, 进行数字存贮、处理和分析, 建立有效的数据管理系统。通过对多种要素的综合分析, 方便快速地获取信息, 满足各种不同的应用或科学研究的需要, 并以图形和数字的方式表示结果。

一、地理信息系统(GIS)的概述与特点

1 地理信息系统(GIS)的概述

地理信息系统( GIS) 是集计算机科学、空间科学、信息科学、测绘遥感科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴学科，主要是利用计算机建立地理数据库，将地理环境中的各种要素，包括它们的地理空间分布状况和所具有的属性数据，进行数字存贮、处理和分析，建立有效的数据管理系统。 地理信息系统( GIS) 技术是先对多种要素进行综合分析，然后快速地获取信息，并能满足各种不同领域的应用或科学研究的需要，最后以相应的图形和数字方式表示结果，突现其准确化、标准化、数字化的特点。

2 地理信息系统(GIS)的基本特点

地理信息系统( GIS) 的技术优势不仅表现在具有地理数据采集存储、管理、分析、三维可视化显示与成果输出于一体的数据流程的特点，还体现在它的空间提示、预测预报和辅助决策功能。GIS 具有以下的基本特点:

( 1) GIS 是公共的地理定位基础

地理空间框架是一个存放与地理空间位置有关的各种信息的架构，是整合这些信息的地理定位基础。 地理空间框架的核心就是基础地理信息数据库，因为这些数据库为各个领域的信息化建设和人们处理自然、人文社会、经济环境等各种各样的信息资源，提供科学化、标准化、统一化的基础地理信息公共平台。

( 2) GIS 是多维结构

在二维空间的基础上实现多专题的第三维结构，而各个专题型实体型之间的联系是通过属性码进行的，这就为地理系统各圈层之间的综合研究提供了可能。

( 3) GIS 的数据具有数字化

GIS 在外业实测、电子手簿的自动记录和数据转换过程中，采用数字化仪器对已有成图进行数字化，并完成数据采集; 最后对数据进行编辑处理后，形成数字地图。 数字地图可进行缩放编辑形成任意比例尺的可视图; 还可以进行分层编辑，针对不同层次的地图储存不同的地图要素。 然后，按照不同层次的内容输出、组合，可以编制出不同用途的专业用图，修测十分方便。 在AUTOCAD环境下，还可以对基础图内容实行特殊的配置注记，进行设计、量算和修改。

( 4) GIS 具有丰富的信息

随着计算机技术和通讯技术的迅速发展，GIS 向多样化和分布式处理迈进。 在侧重数据库建立、信息存储、查询检索、统计分析和自动制图等基本功能的基础上，GIS 逐步进入开发分析、评价、预测、决策支持模型以及增加智能化功能的发展阶段，进一步获得丰富的信息。

二、系统建设的目标和内容

1 系统建设的目标

系统的功能应当是科学有效的管理传统测绘数据，首先实现传统的测绘数据的管理功能，如制图等。在此基础上增加GIS专题信息，为土地管理、城市建设、海洋渔业等部门提供辅助决策支持的基础信息，拓宽测绘的服务范围。

2 系统建设的内容

整个管理系统可针对不同情况分成三个基础类别：大地测量数据系统、城市测绘数据系统、海洋测绘数据系统。各分系统之间又可相互支持、互相调用。

（1）大地测量数据系统主要存放国家大地测量的基础数据，首先应包括国家大地水准网和控制网的数据，满足大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。

（2）城市测绘数据系统功能是为城市规划、市政建设及其他相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据应包括该城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图，以进行叠加、统计等操作，以为空间决策提供支持。

（3）海洋测绘数据系统应包含海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等，同时要包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。这些信息经过分析处理可以为导航、变化监测等应用提供数据支持。

其实，三种系统在GIS操作方面应具有相同的基本功能，所不同的是它们各自的数据内容和可应用范围。

3 系统功能

系统应具备的基本功能包括以下几个方面：

GIS中的数据包括图形数据和属性数据，其数据源主要是专题地图。图形数据的输入方式主要是数字化。人工跟踪图上的线段，形成由一串坐标连接的矢量，就成为一种直观的图形特征的数字描述。属性数据可在数字化过程中同时输入或单独建立。对输入的数据，一般系统独具有较完善的交互编辑、检查错误、修饰图幅和检验结果的功能，并在图形输入后自动建立拓扑关系。

数据库的建立和管理

GIS中数据库除属性数据外，还有地理要素空间分布的位置数据，即空间数据库。空间数据用拓扑数学模型来管理，而属性数据则用数据库管理系统DBMS。GIS在两种数据之间建立的某种联系以实现图形与属性之间的相互之间的操作。空间数据的结构基本上分为栅格结构与矢量结构两类。矢量结构表示图形与常规一致，数据量小，位置的精确性好，数据综合分析能力较容易，地图输入也精确美观，但数据结构复杂，存储和操作也复杂，费用较高。栅格结构是许多点子设备获取数据和显示数据的原始形式，数据结构简单，功能直观，开发费用低，但用较长像元以减少数据量时，精度较差。随着GIS的发展，许多GIS提供两种数据结构的混合处理能力，两种数据结构并存，相互补充。

数据检索

包括对指定任意地区、任意属性的数据进行查询，以及数据库有关数据项的逻辑运算检索等。

数据分析与处理

GIS的主要注意力集中在空间实体的关系上。对地图的点、线、面特征间的拓扑关系分析，是GIS的重要内容。此外，GIS的分析和操作还包括建立特征缓冲区；图形叠加的各种逻辑操作，并对结果作类型归并，冗余消除，使其保持逻辑上的一致；地图投影变换；计算面积、距离，最近邻选择；建立数学地形模型；以及属性数据的操作和统计，标号和注记操作，根据属性提取图形特征等。

(5) 数据输出：分析或查询结果的输出是GIS的一个重要功能。GIS的输出可是屏幕显示，绘图、制表纸，拷贝等。大多GIS提供的图形图像编辑，符号生成，矢量汉字标记，等功能，可输出二维或三维彩色图形，以满足不同图件的制图要求。

结束语

在80 年代初期，测绘业进行了对传统测绘手段和生产工艺的技术改造，开展了数字化测图、机助地图制图、地理信息系统( GIS) 、人卫激光测距( SLR) 、全球卫星定位系统( GPS) 、遥感( RS) 等方面的基础研究和应用研究。 其中最为突出的是GPS、GIS 和RS 技术的结合，发挥各自的优势，相互渗透，形成一个自然的发展趋势。 GPS与RS 能为GIS 提供区域信息及空间定位信息，而GIS 可以从GPS 和RS 提供的批量数据中提取有用的信息进行相应的空间分析，并将其有用数据进行综合集成，最终成为科学的决策依据.。

参考文献

[1] 宋朝.地理信息系统在房产测绘行业的应用[J]. 科技资讯. 2010(04)

[2] 吴江南,王根英.浅谈3S技术在水利工程地质勘测中的应用与发展[J]. 科技资讯. 2010(17)

[3] 袁秀丽.城市规划信息系统的设计及可持续发展战略[J]. 中小企业管理与科技(上旬刊). 2010(05)

[4] 李培.浅谈GIS的发展现状[J]. 职业技术. 2010(09)