地理信息系统在测绘工程中的应用

地理信息系统在测绘工程中的应用

邹彬

湖南省地质测绘院有限公司 湖南 长沙 410000

摘要：在当今社会，工程测量作为推动土地规划、基础设施构建和环保策略实施的核心驱动力，面临着日益增长的需求和复杂的技术挑战。在这个变革的潮流中，先进的测绘技术和地理信息系统（GIS）正崭露头角，它们作为革新性的信息处理和空间解析工具，日益巩固其在工程测量领域的核心地位。本文着重探究这些尖端技术在工程测量领域的具体应用，特别是它们如何通过提升数据精确度、优化工程流程和强化项目管理，展现出显著的效能。我们将结合技术解析和实证案例分析，揭示在各个工程项目中，测绘技术和GIS如何发挥决定性作用，从而为工程测量领域的学者、实践者和决策者提供深度洞察和创新思路。

关键词：地理信息系统；测绘工程；应用

1地理信息系统概述及功能

空间信息系统，通常被称为GIS，全称是地理信息系统。这一系统依赖于空间地理信息数据，借助计算机技术进行数据的收集、分析、操作、存储和展示，构建出全面的地理信息数据库。GIS作为一项综合且技术密集型的应用技术，它融合了地理学、计算机科学以及遥感技术等多个领域的知识，构成了现代先进的测绘技术新形态。在城市测绘工作中，GIS能有效地搜集城市区域内全方位的空间地理信息，并能处理大量的此类数据。利用其数据处理能力，可以迅速整理数据，将信息划分为空间数据和非空间数据。通过专业分析软件的处理，这些数据转化为多样的数据集、图层和可视化结果，最终构建出完整的地理信息模型。此外，结合GPS全球定位技术和网络信息技术，GIS能够对城市地理空间信息进行深入分析和实时监控，建立矢量数据结构，为城市的规划、决策和科学管理提供坚实的支持。如今，GIS在城市建筑测量和地图制作等多个领域中得到了广泛应用。

2地理信息系统在测绘工程中的应用

2.1高精度GPS技术及其在测绘工程中的应用

高精度全球定位系统（GPS）技术在测绘工程中具有重要的应用价值。GPS系统通过接收卫星信号并进行精确地测量，能够提供高精度的位置信息。在测绘数据获取中，高精度GPS技术可以用于测量地理坐标、高程和时间等参数，为测绘工程提供准确的数据支持。在实际应用中，高精度GPS技术常常与测量仪器结合使用，如全站仪、电子水准仪等。通过将GPS接收器与测量仪器进行连接，可以实现测量数据的实时采集和处理。这种组合技术可以在不同的测绘任务中发挥作用，例如测量地点的经纬度坐标、控制点的位置、地形特征的高程等。

2.2城市测绘地理空间数据的量算

随着城市服务功能的日益增强，城市测绘经常面临在复杂环境下的测量任务，这涉及到获取空间地理数据，并对数据的几何属性、距离计算以及质心计算等进行深入处理。地理信息系统在此过程中发挥着重要作用，能有效地处理测绘数据的空间计算。①几何计算方面，GIS能够依赖GPS全球定位系统精确定位城市地图上的地理目标点，通过其内置的自动化软件工具，高效执行各种几何计算任务。②在距离计算上，城市测绘需考虑交通状况、道路布局以及测量阻力等因素，GIS利用其强大的分析工具，如栅格分析和矢量分析，能够迅速完成这些复杂的计算。③至于质心计算，GIS能够实时监控城市空间目标，评估特定区域内的人口密度变化和地物动态，对难以量化的复杂目标也能进行形态分析。这样，GIS为解决多样化的测绘问题提供了有力的支持。

2.3光谱特性差异的科学判断

光谱特征作为卫星遥感数据的重要组成部分，在工程测绘领域发挥着关键作用。对地物光谱特性的科学评估对于辨别地表对象的属性，诸如建筑、植物覆盖和水体等，具有决定性意义。借助遥感图像的解析，能揭示这些特性，进而为工程测绘提供详尽的地物详情，有利于构建出更为科学和合理的工程规划和设计方案。

测绘技术在工程测量领域的应用提升了测量的精确度和效率，并为项目的整体规划和执行带来了独特的洞察力。全球定位系统、激光雷达技术以及整合了卫星遥感和数字地图的方法，极大地增强了获取地理信息的准确性，从而对社会基础设施建设及环境保护工作提供了强有力的支持。随着技术的持续进步，测绘技术在工程测量中的作用将进一步增强，为工程行业的创新和未来发展奠定牢固的基础。

2.4数据预处理与质量控制技术

在测绘数据处理与分析中，数据的准确性和质量是关键因素。GIS提供了一系列数据预处理和质量控制技术，以确保数据的可靠性和一致性。①数据清理与去噪：通过去除数据中的异常值、离群点和错误数据，可以提高数据的准确性和一致性。常用的方法包括平滑、滤波和插值等。②数据匹配与纠正：将不同来源的数据进行匹配和纠正，以消除数据间的偏差和不一致性。例如，将GPS测量数据与地理坐标系统进行转换，确保数据在同一坐标系统下一致。③空间插值与填充：对于缺失或不完整的数据，可以使用插值方法进行填充，以生成连续的数据表面。常见的插值方法包括反距离加权插值、克里金插值等。

2.5促进城市地理大数据可视化

借助地理信息系统的可视化特性，城市测绘能够采用生动的图表和图像技术，将测绘所得的数据转化为易于理解的视觉表现，使得人们能更直接地洞察城市的人口密度、交通流量和环境污染等地理空间信息。通过大数据的可视化处理，可以将城市区域内的复杂地理数据转化为简洁明了的形式。比如，依据城市人口的分布和迁移，可以详细分析人口聚集区和稀疏区，为土地资源的有效利用和城市基础设施规划提供数据基础。同样，大数据可视化也使得每日的城市交通状态和流量得以清晰呈现，通过分析交通数据，可以直观地掌握道路拥堵情况，对于优化城市规划、道路建设和公共交通服务具有指导意义。此外，城市环境问题的治理和改善也能得益于环境数据的可视化展示。通过对环境变化和污染的监测与分析，可以了解空气污染、水质和噪声等状况，从而为创建生态友好和适宜居住的城市提供有力支持。

2.6空间数据的集成与交互

GIS在测量领域的核心效能体现在其在空间数据融合与互动中的卓越表现。过往的传统测量手段常常造成数据碎片化，各部门之间的信息流通受阻。GIS技术则凭借其强大的数据整合能力，如同一座桥梁，将源自四面八方的地理资讯无缝对接到单一平台上，构建出一幅详尽且立体的数据画卷。工程师借助这一系统，可以进行实时、动态的地理信息探索与深度剖析，这种互动式的操作方式，极大地提升了他们解析空间关系的精度，进而显著优化了决策制定的过程。

结论

总结来说，当今时代，城市的演进正加速从单纯的数字化转向更为智能的构建，这无疑给城市测绘带来了更为错综复杂和高难度的挑战。在此背景下，地理信息系统正在不断地与大数据、物联网以及人工智能等创新技术相互渗透。随着新型基础测绘架构和地理信息公共效劳系统的逐步成熟，对地理信息系统技术的深度剖析和探索不仅能够促进技术进步和实践应用，更能为各领域的信息化发展、空间决策及分析提供坚实的技术平台和科学指导。因此，深入探讨地理信息系统技术显得尤为迫切且具有实际价值。

参考文献：

[1]胡雪.地理信息系统在城市规划测绘中的应用[J].工程技术研究，2022(8):85-87.

[2]张殿康.地理信息系统在城市规划测绘中的研究[J].科技创新导报，2022(2):61-63.

[3]李明新.城市规划测绘中地理信息系统的运用分析[J].中国新通信，2020(7):104.

作者简介：邹彬（1989-），男，大专，助理工程师，主要从事地理信息和测绘工程工作。