地理信息系统在测绘中的应用探讨

摘要：测绘工作广泛应用于国家建设的各个方面，随着社会科技不断发展，传统的经纬仪及测距仪等测距方式已经严重阻碍了测绘的精度和效率，而地理信息系统在测绘中的应用则正好解决了这一难题，它大大提高了测绘的精度和数据处理量。本文在分析地理信息系统在测绘系统应用优势的基础上，探讨了地理信息系统在测绘中的应用。

关键词：地理信息系统测绘应用

中图分类号：C922 文献标识码：A 文章编号：

地理信息系统是一种全新的计算机软件系统，它侧重于数据采集、存储、管理、分析、描述以及应用，主要对象是整个或者部分地球表面与地理空间分布有关的数据信息，目前在各个领域都有着相对广泛的应用,尤其是在测绘工程中，通过这一技术的运用，能全面提升测绘工程的整体水平，并促进测绘工程信息化技术的发展。

1 地理信息系统

1.1地理信息系统的工作原理

地理信息系统即GIS（Geographic Information System），是一种人-机交互信息系统。它是利用计算机存贮和处理地理信息的一种技术与工具，能够对在地球上存在的东西和发生的事件进行分析和成图。

GIS系统的工作原理：在计算机软、硬件支持下，把各种资源信息和环境参数按空间分布或地理坐标，以一定的格式和分类编码进行输入、处理、存贮、输出。它通过对多要素数据进行各种操作和综合分析，能够快速而方便地把人们所需要的信息以图形、图像、数字等多种形式输出，以满足各个应用领域或研究工作的需要，在广泛的公众和个人企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等工作中具有重要的实用价值。

1.2地理信息系统的基本功能

首先，对数据进行采集和编辑的功能。这是GIS系统最基本的功能，如：将采集的地形特点展现到地图上，对地图进行矢量化，修改以往的数据，等等。

其次，对数据进行处理的功能。主要有：数据变换（如不同投影、不同坐标系的变换）、数据重构、数据抽取等。

再次，对数据库进行管理的功能。除了具备普通的DBMS功能以外，还具备对空间数据进行管理的功能，这些功能主要有：空间数据库的定义、空间数据的访问和提取、图形与数据互查、开窗和接边操作、数据更新和维护等等。

最后，对空间数据进行分析的功能。这是GIS系统区别于其他绘图软件(如CAD)的一个特有的功能，主要包括空间量测、几何分析（如叠加分析、缓冲区分析）、地形分析（如坡度坡向）、网络分析（如优化路径）、空间统计分析（如空间插值）等等。

1.3地理信息系统的技术特点

在当前各种测绘活动中，GIS系统有着传统测绘方法无可比拟的技术特点，具体体现在以下几个方面[1]:

首先，数据的测量精度更高。传统的工程测量，由于受到操作者的操作方式、熟练程度的影响，存在着不可避免的操作误差，即便是高级的操作，也只能达到0.1毫米级，而GIS系统则完全改变了传统的工程测量模式，它通过人造卫星进行测量，其精度远远超越了传统的测量设备，而且不存在人为操作误差，最普通的也能够达到0.01毫米级。

其次，数据的测量效率更高。与传统的工程测绘方式相比，GIS不需要对测量设备进行调平、调节、观测、估读等，而且受地形和天气的影响较小，其测量效率远远超过传统的方式。

最后，测量数据受外部因素的影响更小。传统的工程测量模式，受地形地貌、气候地质等因素的影响较大，有些地区或高地甚至无法进行测量，只能进行估测，而且，风雪、雨天等恶劣的气候也会影响测量数据的准确性，而GIS系统由于测量设备是处于大气层外的人造卫星，因此，基本上不受天气、气候等环境因素的影响。

1.4地理信息系统在测绘中的应用优势

地理信息系统管理以及处理对象是多种地理空间实体数据以及关系[3]，它通过一系列的软件、硬件设施，能够对指定地理区域内的现象、过程等进行系统的模拟、分析与评价，将复杂的规划、决策和管理问题简单化、精确化。GIS系统在测绘中的应用具有以下的优势：

首先，通过GIS系统能够得到常规的测绘方法所难于得到的各种信息，轻易地实现地理空间的过程演化和预测，并且立足于系统的整体，更容易统筹全局。

其次，GIS系统采用定性或定量的方式，使得系统分析和系统应用有机结合，涵盖的范围大为扩大，得到的结果更加的精确。

再次，GIS系统有着强大的空间分析能力和空间定位搜索查询能力，往往能够提炼出其他常规测绘方法所无法获取的信息，实现了空间模拟和空间决策。

2 地理信息系统在测绘中的应用

2.1数据的采集

在测绘的初期，需要对现实世界客观对象进行不同的抽象、离散，以连续对象实体在GIS中分别以栅格和矢量的方式存储在GIS系统数据库中[2]。传统测绘中的数据采集是对聚酯薄膜地图上或者纸上的现有的数据，进行扫描或数字化来产生数字数据的。而采用地理信息系统的测绘，其数据的采集是利用GPS全球定位系统得到对应的位置坐标，再将这个坐标输入到GIS系统中进行相应的处理：把来源于航空照片以及图片判读的各种数字数据进行特征筛选，然后以二维或三维的形式捕捉相关的数据，最后将这些数据传输到相应的软拷贝系统。或者使用遥感技术来进行数据的采集:先由主动传感器发射出电磁波或无线电波的反射系数，再利用各种不同的传感器包进行测量，最后把测量到的数据输入到GIS系统中。

2.2 数据的处理

数据在输入到GIS系统后，必须通过数据处理软件进行预处理，接着再进行数据的拓扑建模，最后再跟其他方式获取的测量图形进行叠加分析以得到最精确的数据。需要注意的是，由于测绘工程的不同，所需求的对象的属性也是不尽相同的，因此，数字数据在进行分析前，要对投影与坐标的变换进行整合，得到不同精度、不同复杂程度的数学模型，以实现各种不同的用途。同时，最后得到的数据必须转换成GIS系统能够识别的数据格式，以实现数据源的兼容性，使数据在入库前能够保证内容的完整性和逻辑的一致性。

2.3数据的空间分析

空间分析是地理信息系统的最主要的功能，它在结合区域科学、经济学、地理学、物理学的基础上，利用拓扑学、图论和空间统计学来对空间的构成进行描述和分析。在完成数据的采集和处理工作后，地理信息系统就进一步对空间过程进行模拟分析和预测，以调控地理空间上发生的事件，这就是空间分析方法―空间模拟分析，而空间实体及其关系则必须通过专业的模型进行简化和抽象。

2.4数据的立体式显示

应用了地理信息系统的测绘工作与传统测绘工作相比，有一个重大的突破就是能够进行高质量的立体式输出。在测绘的后期工作中，大量的数据处理与复核及大型测绘图的绘制，不但需要耗费大量的时间，而且容易出现各种失误，如果到了复核时才发现数据异常，其修正工作就会变得非常困难，而地理信息系统由于自身拥有良好的输出性能，再加上各种外接软件的性能，具备着强大的立体式输出功能：在初期的测量工作完成后，GIS系统的内置模块通过自动对测量数据进行处理和分析，进而自动绘制出初步的测绘图，最后将测绘数据进行输出；如果再结合各种的外接软件，GIS系统还能够绘制出较高质量的三维立体测绘图，如三维立体地形地貌图等，使测绘图变得更加直观，为后续工作的设计带来极大的便利。

3 结论

在现代工程中，对地形进行测绘是一项繁重而又复杂的工作，它能够为工程提供各种比例尺的地图，为工程设计提供便利。地理学是GIS的理论依托，测绘学为GIS提供各种定位的数据，并利用其算法以及理论对数据进行变换和处理。GIS系统凭借其强大的信息处理与输出功能，再加上GIS整合遥感和GPS技术的综合应用，促进了其自身的优化与发展，也推进了测量技术的变革，使我国“数字中国”、“数字地球”的建设实例化，让测绘工作更好地服务于社会。

参考文献：

[1] 李卫,李海平,李香莉.试析地理信息系统在测绘中的运用[J].民营科技,2012(4).

[2] 谭焦生,赵合玲.地理信息系统在测绘工程中的应用[J].科技风,2011(7).

[3] 谭玉莲.浅谈地理信息系统在测绘中的应用[J].现代物业（上旬刊）,2011(7).