地理信息系统在测绘中的应用

浅谈地理信息系统在测绘中的应用

【摘要】地理信息系统在测绘中的应用能够提高测绘的精度，提高测绘的效率，进而最大限度的节约测绘的成本。本文分析了地理信息系统的特点及工作流程，并对其实际应用进行了分析。

【关键词】地理信息系统测绘数据

中图分类号：p624文献标识码： a 文章编号：

随着计算机软硬件技术、测绘技术的飞速发展，以空间数据及其属性数据为特征的地理信息系统技术的应用日益成熟，大大提高了信息管理的效率与质量。

一、地理信息系统特点

在现代测绘活动中，利用地理信息系统的测绘技术与传统测绘模式相比，其优势集中体现在以下一些方面：

1、数据精度大大提高

传统的建筑领域测量，不论是二等亦或是一等，都存在毫米级的误差，同时还和操作者的熟练程度与操作方式有重大关系，操作上的细微误差往往会带来最终结果的巨大误差。gig系统在测量方面采用与传统工程测量完全不同的模式，通过环绕地球的24颗卫星组成扫描平面，测量者将设备安装完毕之后便向卫星发射测量信号，由卫星获取相关测量数据并反馈给操作者，目前人类的卫星拍摄技术可以在百公里之外的太空区域拍摄到地面的一只蚂蚁，精度远远超越了传统测量设备，同时避免了人为操作的误差，这使得一台普通gis工程测量仪的精度可以轻而易举的达到0.01毫米级。

2、外部因素影响小

地形地貌、气候地质等因素都将对传统的工程测量和控制点的设置带来巨大困难，在山区或高地，某些地方甚至无法测量，只能通过插入法或等高线等模式进行估测。同时风雪、雨天等气候因素都将严重影响工程测量和施工控制，当达到一定程度时，要求较高的测量便无法进行。而gis系统“采用的卫星平面处于太空，脱离了大气层，其测量和观测不受天气和气候影响，同时其工程测量和监控，只需将发射接收一体设备放置在测量位置即可，无需调平等操作，所需工作面小，所以其受地形影响也小”。

3、测量效率高

由于不需要调平、调节、观测、估读等一系列环节，同时受地形和天气影响小，gis系统在工程领域的测量效率与传统测量方式相比得到大幅提升，尤其是地形地貌勘测，可使用数台gis测量仪分组扫描进行，可以快速绘制出所测地形，大大提升效率。

二、gis在测绘中的工作流程

1、数据的采集

在数据收集时，传统做法是通过聚酯薄膜地图上或者纸上现有的数据，经过扫描或者数字化来产生数字数据。现在比较理想的做法是借助于gps全球定位系统，得到相应的位置坐标，然后直接输入到gis中进行相应的处理，也可以通过遥感技术来完成数据的采集工作。在多个平台上附带的有摄像机，激光雷达以及数字扫描仪构成的多个互联的传感装置，并结合航空器以及卫星所搭建的数据处

理平台，将主要来源于航空照片以及图片判读的数字数据进行特征选择，然后以二维或者三维的形式对数据进行捕捉，进一步将数据传输到相应的软拷贝系统。遥感则是利用不同的传感器包被动地测量由主动传感器发射出去的电磁波或者无线电波的反射系数，进而将属性数据输入到gis系统中。

2、数据的转换与处理

数据的处理依赖于各公司提供的数据处理软件，通过输入到gis 系统的数据进行编辑实现数据预处理，对数据进行拓扑建模，将通过其他方式获取的测量图形与gis图层中相同的区域进行图层的叠加分析。gis系统软件通过识别各个属性条件在数字化空间数据的空间关系，对于复杂的空间实体之间连接，临近以及包含的关系进行相应的数学建模和分析，对于向量数据必须在拓扑正确的条件下才能进行进一步的分析。对于控制测量中出现的线与交叉点分离的情况以及原地图上污点等可能影响结果精确度的因素进行针对性的处理，如选择性清除等。由于不同需求侧重的对象属性是不相同的，因此要求数字数据在分析之前，进行一系列的投影与坐标变换整合处理，得到精度要求不同复杂度不同的数学模型，从而实现其合适的用途。数据处理是一个复杂的过程，控制测量中用到的数据处理方式还包括数据重构以及地理编码等。所有的这些数据的转换与处理操作使得数据在入库之前保证内容的完整性以及逻辑的一致性。

3、gis系统的空间分析

前两个阶段做好数据处理的预处理工作之后，gis便可以利用得到的数据来进行空间分析，对图形数据进行分析计算，从空间物体的空间位置以及相互关联去对空间事物进行研究以及定量描述。空间分析是gis系统最主要的功能，是一个复杂的过程，它是诸如区域科学、地理学、经济学以及地球物理学多种学科的结合，依赖于拓扑学，图论以及空间统计学来对空间构成进行描述和分析，从而实现获取，认知以及描述空间数据的效果，进一步对空间过程进行模拟以及预测，调控地理空间上发生的事件。

三、地理信息系统在城市测绘中的应用

1、数据处理

地理数据一般具有三个基本特征：属性特征(非定位数据)、空间特征(地位数据)和时间特征(时间尺度)。在城市测绘中，涉及到的主要设施有城市建筑物、城市道路、管线等，其信息包括了这些设施的空间数据和属性数据，属性数据又可以分为客观和主观两类，客观属性数据如城市道路的名称、交叉口的形状等，主观属性数据如城市道路与交叉口的交通量等。

arcinfo提供叠合层(coverage)将多种数据组织在一起，叠合层中包含多种类型的要素(feature)，比如弧段(arcs)、节点(nodes)、标记点(labelpoints)、配准点(tics)、多边形(polygon)等。arcinfo中用如下方法实现地物特征的空间信息与专题属性信息的联系：每个地理对象都存储一个标志码，对象的标志码在对象的空间特征(描述它的坐标信息)产生时一同产生，它唯一地代表这个

地理对象，这个标志存储在一张记录有对象几何特征(线的长度、多边形地面积等)的属性表中，这个属性表称为特征属性表(feature attribute table，fat)。从空间信息检索专题属性信息，或从专题属性信息检索空间信息的实现就依赖于地理信息系统所

建立起来的这种联系。

2、数据管理

arcinfo中图形是以点(point)、线(polyline)、多边形(polygon)来表达实物信息的，在城市测绘中，主要涉及到用点来表示的实物信息有城市道路路段上的桥、城市道路交叉口等；主要涉及到用线来表示的实物信息有城市道路中线、城市道路边线、通讯线的走向等；主要涉及到用面来表示问候的实物信息有道路周边的建筑物。可以把上述所有关于点、线、多边形相关的实物合理地分层组织如下：首先建立一个地理数据库，在地理数据库中建立城市测绘要素集，其中包括的特征类有城市道路中线、城市道路交叉口、桥、城市道路周边建筑物等；同样在相同的地理数据库中建立一个管线要素集，其中包括的特征类有路边线、电力设备、电力线、通讯线等。

3、数据显示

arcinfo中的arcmap提供了一个易于使用的用户界面，使得对arcmap的操作变得简单方便。arcinfo支持广泛的数据源，在arcmap 中用来显示的地图格式主要有shapefile和coverage。一般来说，地图特征的图形表达有以下几种方式：单一的符号、单一值地图、用类似于人口的字段属性来表达数量(颜色分级、符号分级和密集