浅析地理信息系统的应用

摘要：本文基于地理信息系统服务模式来构建工程测绘平台，功能设计有针对性，有代码量小，运行高效，开发便捷等优点，值得推广应用。

关键词：地理；信息系统；应用

中图分类号：G202 文献标识码：A文章编号：

在工程建设与发展中，会涉及大量的地理信息与数据，如工程的分布、工程道路、管线、井位等。而当前发展的地理信息系统就是为描述和处理这些信息而逐渐产生的软件系统。本文的目标是要自主设计一个地理信息系统开发平台，从而建立工程策略信息平台。

1 地理信息系统的特点

地理信息系统(GIS)有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层(包括大气层)空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。在新时期下，GIS、遥感(RS)和全球定位系统(GPS)3S集成技术的发展在世界各国引起了普遍重视。RS主要侧重于信息获取和动态监测；GIS主要是空间信息的管理、分析；GPS是空间定位、导航。GIS的综合性发展趋势还体现在与0A、Internet、多媒体、虚拟现实等技术的集成。GIS数据共享和交互式操作促进GIS社会化发展。开放式GIS协会(OGC)打破当前GIS业各地区、各单位、各企业各自为营的局面，促进GIS社会化发展。

2 基于地理信息系统的工程测绘平台

在工程测绘中，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把测绘技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而起到极大地提高工程效用率。目前数字地区工程多集中在大型工程周边地区，其原因主要建立地理信息系统的投入高、周期长、耗费人力。应用“工程测绘信息平台”建立应用系统，能在一定程度上缓解这一矛盾。

2.1 总体设计目标

我们开发的工程测绘信息平台是陕西省科技发展计划项目“工程测绘信息平台”的主要组成部分。该项目包括自主知识产权的地理信息系统开发平台，数据规范，测绘领域知识库等，并依据这些软件或实体，以及测绘推理专家系统、数据挖掘等技术建立一个工程时空信息平台，对工程测绘信息进行统一规范化管理，便于在实际应用中进行共享和集成。

2.2 应用特点

与传统的GIS系统相比，本文所设计的地理信息系统具有以下特点：① 更广泛的客户访问范围：客户可以同时访问多个位于不同地方的服务器上的最新数据，而Inter—net／Intranet所特有的优势大大扩展了GIS的数据管理能力，增强了对空间数据管理的时效性；② 客户端平立性：无论客户端是何种操作系统，只要支持通用的Web浏览器，用户就可以访问地理信息系统数据；③ 更简单的操作：要推广GIS，使GIS系统为广大的普通用户所接受，而不仅仅局限于少数受过专业培训的专业用户，就要降低对系统的操作难度。通用的Web浏览器无疑是降低操作复杂度的最好选择；④ 平衡高效的计算负载：传统的GIS大都使用文件服务器结构的处理方式，其处理能力完全依赖于客户端，效率较低。而当今一些高级的地理信息系统能充分利用网络资源，将复杂的处理交由服务器执行，而对简单的操作则由客户端直接完成。这种计算模式能灵活地在服务器端和客户端之间合理分配处理任务，从而提高网络资源的利用效率。

2.3 系统模块

2.3.1 测绘数据分析

工程测绘信息平台基于地理信息系统构建，其中对时空数据的分析能力也是通过地理信息系统呈现给用户，功能模块调用地理信息系统的服务，为基于平台的应用系统提供接口。具体包括：测绘信息的浏览、查询；测绘专题图的制作和查询；测绘数据的转换、共享、；拓扑、方向、距离及其综合空间关系的分析等。下面将具体探讨专题地图与缓冲区模块的设计方法。

2.3.2 专题地图

与普通地图相比，专题地图具有以下几个特点：专题地图由两部分组成，专题内容与地理底图。专题地图只将一种或几种与专题相关的要素进行详细地显示，概略的显示其它要素，甚至不显示。专题地图的内容更加广泛多样，既包含直观信息，又包含非直观信息，如气候、洋流、民族组成等等。专题地图绘制用于显示数据，而这种数据在数据表格中难于表现。专题通常使用某块或某几块数据，可以使用来自数据源的数据将地图以不同的专题加上底纹。专题使用颜色、填充图案或符号底纹来表示数据。制作专题地图是根据某个特定专题对地图进行“渲染”的过程。所谓的专题渲染，就是以某种图案或颜色填充来表明地图对象的某些信息。使用者可以通过修改数据的分类、分级方法，表示等级数，符号的形状、色彩、填充方式等来创建不同的专题地图。

2.3.3 缓冲区分析

缓冲区分析是地理信息系统重要的和基本的空间操作功能之一。其基本思想是给定一个空间实体或实体集合，在其周围建立一定距离的带状区，以确定这些物体对周围环境的影响范围或服务范围。根据工程测绘目标地理要素类型的不同，所产生的缓冲区可分为三类：点缓冲区、线缓冲区和面缓冲区。其中，点缓冲区通常是以点为圆心、以一定距离为半径的圆；线缓冲区通常是以线为中心轴线，距离中心轴线一定距离的平行条带多边形；面缓冲区是由面的边界多边形向外或向内扩展一定距离所生成的新的多边形。其中线状目标缓冲区生成是关键和基础。

2.4 系统数据库设计

数据库设计是指在数据分析的基础之上，自底向上的建立整个系统的数据库概念结构，即先从用户的角度进行设计，然后将视图集成，最后对集成后的结构分析优化得到最终结果。我们认为，E—R模型是用于数据库设计的有力工具。我们针对一般城市建筑测绘管理信息系统的需求，通过对地理信息系统工作过程的内容和数据流程分析采用E—R模型。

2.5 系统测试与应用

为了本系统的安全性和操作的易用性、可维护性，我们搭建了测试环境，并根据测试用例对系统进行了功能测试。对该系统功能测试表明，测绘数据分析模块、专题地图模块、缓冲区分析模块和空间查询模块均已实现了用户需求分析中要实现的需求。同时对系统的模块功能举例测试表明，各模块已完全实现了需求分析中的要求，能够为工程测绘实现管理电子自动化。下面是在进行功能测试时需要注意的事项。链接：是否存在链接中断，是否存在错误链接?录入：录入内容是否正确的信息表格：能否正确填写并保存设计：有没有不能看到或读取的因素。从工程测绘测试的结果上看，系统能够满足项目需要，与传统的工程测绘过程相比，提高了工作效率，给客户提供了一个稳定安全的工作平台。同时通过配置适当的硬件软件环境，做全面的系统测试，使系统的响应时间更快，更多客户安全并行使用，发生故障率较低。

3 结束语

地理信息系统(GIS)过去往往被认为是一项专门技术，仅仅用于测绘、制图、资源及环境管理等领域。今天，这种看法已经远远地落后了。计算机技术的迅速发展和社会需求的不断增大，使GIS技术逐渐走向成熟，应用领域迅速扩大。为此建立了一个工程测绘信息智能平台，该平台作为工程测绘应用系统的开发平台，能够为工程测绘信息系统建设等提供技术支持和解决方案。

参考文献：

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[2] 马平华,路文科,刘永宏.论测绘GIS的建设 [J].安徽地质 ,2009,12(4).