地理信息系统在测绘中的应用3篇
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- 2021-07-03
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摘要：由于我国市场经济的不断发展和进步，信息技术也在不断发展和壮大，地理信息系统的应用有着巨大的发展空间，但对测绘信息的准确性也有了更高的要求，地理信息系统的应用不仅提高了测绘的精准度，还提高了测绘管理工作的效率，通过分析地理信息系统在测绘工程领域中的应用，为我国的测绘信息系统的建设提供重要的技术支持。
关键词：测绘;地理信息系统;技术应用
1地理信息系统的概述
地理信息系统又叫作地学信息系统，简称GIS，它的主要功能是对空间的信息进行分析和处理，该系统利用计算机对地球表层中的一些相关地理数据进行输入、存储，并对收集的数据进行整理、计算，再利用计算机终端准确无误的进行地理定位及数据动态的分析和研究，把这些空间信息以图形或数据的形式表达出来。地理信息系统因具有一定的优点而被广泛用于绘制图纸、规划路线和科学调研等方面，它也是测绘中很重要的一项技术，它的操作内容可以概括为几点：第一，它对空间信息进行采集，采集之后进行整理分析，然后再把这些有价值的信息转化为数据库的一部分，这样的过程具有很高的空间动态性质。第二，地理信息系统主要针对地理图形进行研究分析，找出相应的解决办法，使其成为具有一定价值的信息系统。第三，地理信息系统操作的整个过程都要依靠计算机的控制，计算机对地理数据进行计算和管理，以实现各项数据的综合管理。
2地理信息系统在测绘中应用的过程
将地理信息系统技术引入到测绘工作中，主要是通过对测绘对象有关的数据、信息、参数进行采集、整合、分析和显示等得到相关的测绘结果，能够有效减少测绘工作中人力、物力的消耗，在提升测绘精度和效率方面也具有十分明显的优势。
3工程测绘中地理信息系统的应用分析
3.1技术应用
在现代科学技术的支持下，人们对现实世界的认知呈现处两个主要的特点，一个是认知的层面和广度在不断增加，另一个是认知开始朝着网络世界不断集中化，认知发展的特点对现代测绘工作提出了越来越高的要求，而在这其中，地理信息系统技术发挥了十分重要的作用，地理信息系统技术的专业性、强大功能优势和高含量的科技性等在现代测绘工作中得到了充分的应用，尤其是对测绘精度和测绘效率方面的技术性优势比较凸显。
3.2专业性应用
地理信息系统技术具有很强的专业性，这在测绘工作中的应用主要是体现在测绘数据的收集、处理、空间分析和信息数据定位等方面。利用地理信息系统技术的专业性，能够对一些测绘实物对象的分布问题提供专业、便利和高效的解决方案，同时，在现代信息网络技术的发展支持下，能够将处理后的信息数据整合、分析和显示为相关的影像资料，为使用者和决策者提供数据转换和成像数据等，从而提高了测绘工作的实践应用性。
3.3地理信息系统空间分析
数据的分析与转化处理主要是依靠地理信息系统所具有的数据分析和计算功能完成的。空间分析作为地理信息系统的核心，其具有过程复杂长度高，且需要地理学、经济学、区域科学等多种学科的配合，保证数据之间在进行认识、获取以及模拟和预测等方面，可以顺利完成。地理信息系统不断的推广以及应用，不仅促进了测绘工作效率的全
3.4数据的转化与处理
地理信息系统在进行测绘工作时，可利用各种相关数据处理软件对数据进行编辑和处理，从而实现数据的预处理，并对相关数据进行拓扑建模。地理信息系统会对属性条件上不同的空间数据和空间关系进行自动辨别，从而实现复杂空间数据的联系，对邻近及涵盖的关系进行数据建模和研究。对向量进行分析时，有一个条件是拓扑正确，在数据转换时，要将数据重新组合，把数据转换为地理信息系统能够识别的正确格式，只有这样才能保证不同的数据源能够互相融合，但要注意的是，需求不一样，对象属性也有不同的侧重点，在分析数字数据前，要处理好投影和坐标变换之间的整合，虽然数学模型精确度要求、复杂程度不一致，但一定要保证模型的适应性一致。面提升，同时也为我国测绘技术的发展指出了新的方向，促进了社会效益的全面提升。但是由于地理信息系统在实际应用过程中还存在着很多的问题，因此，必须加强地理信息系统优化以及不断提升的力度，更好的促进测量技术的全面提升。
3.5数据的转化与处理
地理信息系统在进行测绘工作时，可利用各种相关数据处理软件对数据进行编辑和处理，从而实现数据的预处理，并对相关数据进行拓扑建模。地理信息系统会对属性条件上不同的空间数据和空间关系进行自动辨别，从而实现复杂空间数据的联系，对邻近及涵盖的关系进行数据建模和研究。对向量进行分析时，有一个条件是拓扑正确，在数据转换时，要将数据重新组合，把数据转换为地理信息系统能够识别的正确格式，只有这样才能保证不同的数据源能夠互相融合，但要注意的是，需求不一样，对象属性也有不同的侧重点，在分析数字数据前，要处理好投影和坐标变换之间的整合，虽然数学模型精确度要求、复杂程度不一致，但一定要保证模型的适应性一致。
3.6管理决策应用
地理信息系统在测绘中的应用，能够为相关的管理部门和行政部门提供管理决策的重要依据，以土地资源管理为例，通过地理信息系统技术测绘，能够对相关区域内的土地信息基本情况进行动态的信息采集和管理，从而形成对区域土地空间状态信息的分析，从而为国土资源管理部门、住建管理部门的相关管理决策提供依据，例如地理信息系统能够将用户所需要的相关信息，如土地拍卖转让信息、土地利用招标信息等进行追加，与地籍测绘信息相结合，能够为相关的使用者提供全面的管理决策依据。上文分析中提到，地理信息系统能够通过图形、颜色等对信息数据进行分类和层级划分，同样的利用地理信息系统对城市不同建筑物进行灰度显示，能够对城市建筑物基本情况进行全面的掌握，从而有利于相关项目的审批和城市建设发展决策的制定。
4地理信息系统在测绘中的发展前景
从地理信息系统功能和具体应用中可以看出，地理信息系统在测绘管理工作中有着极大的优势和发展空间。为了更好地适应数字化时代的发展，我国正在创建“数字化中国”，树立了“数字全球”的创新思想，这就更需要大量的测绘工作，要想做好大量的测绘工作，就要完善地理信息系统，这样才能进一步推动测绘技术的发展。
结束语
总之，测绘工作对于地理信息系统而言，其应用已经成为一个必然趋势，但是，地理信息系统测绘工作的广泛展开，不但提升了测绘工作的效率，使得人们从繁重的测绘工作中解脱出来，同时也促进了测绘工作社会与经济效益的全面提升。因此必须加大地理信息系统应用研究的力度，才能充分发挥出其在测绘技术发展过程中的积极作用。
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方艳丽(作者单位：河南省文博土地测绘工程有限公司)
地理信息系统在测绘中的应用2摘要：本文笔者结合工作实践，对测绘中地理信息系统应用的技术优势做了初步分析和探讨，为实现高精度及高效率的测绘提供参考。
关键词：地理信息系统，测绘，应用
中图分类号：P2 文献标识码：A 文章编号：
Abstract: in this paper the author connecting with the work practice, for surveying and mapping of geographical information system application technology advantage do a preliminary analysis and exploration, realize high precision and high efficiency for the surveying and mapping to provide the reference.
Keywords: geographic information system, surveying and mapping, applications
对地形进行测绘是一项繁重而又复杂的工作，目的在于为城市以及工程提供不同比例尺的地图，从而实现安全生产与生活。GIS是建立在测绘测量的基础上，应用数据库为数据源，是管理和研究数据的计算机系统。通过相应的硬件以及GIS软件支持，运作和处理描述地球表面从大气层到地表的浅层空间要素的位置和属性等地理参数数据信息，对数据库中的数据进行识别。其很多用途已经众所周知，例如应用于科学调查，发展规划，绘图，路线规划以及财产管理等。在测绘方面的应用主要依赖于通过计算机建立地理数据库，把各种地理信息按照空间分布以及属性，以一定的格式输入，存储，检索，显示以及制图的过程。通过地理环境中各种要素，包括地理空间分布状况以及所具有的属性数据进行数字存储，处理和分析，并建立有效的数据管理系统。通过对数据库中存储的多种要素进行综合分析，从而得到满足各种科研以及应用的需求，最后通过数字以及图像将结果直观地显示出来。为了便于理解GIS在测绘方面的应用，笔者就其工作原理以及工作流程展开讨论，规整出GIS具体实现细节。
1 GIS的工作原理
GIS的规范化是一个漫长的过程，随着各种系统的迅速膨胀，GIS逐渐走向成熟，在相关的平台逐渐得到巩固和规范。GIS主要是通过对不同来源不同形式数据进行分析，确定原变量的坐标位置，比如可以利用经纬度以及海拔来对变量位置进行标注，有时也利用类似于ZIP地理编码系统来定位变量在GIS系统中的坐标，再组织生成能够直接访问GIS的计算机数据库，通过不同的运营商将地图形式的数字信息转换成可以识别的图像或信息。譬如遥感数字卫星图像以及地图类的植被覆盖的数字信息层。某些情况下，也可以利用类似原理将人口调查数据转换成地图形式的主题信息层。
2 GIS在测绘中的工作流程
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中分别以栅格以及矢量两种方式存储在GIS系统数据库中。栅格数据由存放唯一值的存储单元的行以及列组成，栅格数据集的分辨率依赖于地面单位的网格宽度，矢量存储方式则是利用几何图形中的点线面来表示客观存在的对象。目前也存在其他的方式来对空间数据进行表示，通过其他的附加数据作为对象属性来存储非空间的数据。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。
2.2 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。同时也要对得到的数据进行数据重构，转换成GIS系统可以识别的数据格式，从而实现不同数据源之间的兼容性。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。
2.3 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。目前，尚未成熟的空间分析方法有空间模拟分析，空间实体和关系通过专业化模型进行简化和抽象，为系统进一步分析操作埋下伏笔。
3 GIS用于测绘技术优势以及发展展望
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，对一定地理区域内分布现象以及过程进行分析和处理，将复杂的规划，决策以及管理问题简单精确化，通过依赖一系列的软件以及硬件设施，实现数据综合，模拟，分析与评价。通过这个过程，可以得到常规方法或者普通信息系统难以得到的信息，实现地理空间过程演化和预测，从系统的观点出发，立足于整体，统筹全局。采用定性或者定量的方式，将系统分析与系统应用有机的结合起来，涵盖的范围较广，因此得到的结果较为精确。GIS独特的地理空间分析能力，快速的空间定位搜索查询能力，能够提炼出常规方式无法获取的重要信息，达到空间模拟和空间决策支持的目的。GIS信息系统的应用极大地促进了空间分析的需求以及应用，未来GIS发展趋势可能通过CI与SDA技术在GIS背景下相互结合，实现时空一体化的过程分析模拟引擎。另一个比较明确的发展方向是将不同领域适用的空间模型整合到同一个框架中，通过有效地组织，调度以及通信，执行智能体系行为。目前投入应用的是在汽车导航装置上结合GPS与GIS复合系统，来进行航迹规划以及辅助驾驶等。其发展趋势倾向于结合GPS和RS来进行虚拟现实技术的集成，并逐步走向数据共享与交互式操作的层面，实现组件式产业化发展。
4 小结
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。基于图形以及空天地一体化实体影像的可测和可视化，使得未来人人都有可能成为测量员，GIS的发展与优化，能够进一步推动控制测量技术的变革，将GIS整合遥感和GPS技术进行综合应用，必将使我国“数字中国”、“数字地球”的建设实例化，服务于广大的人民。
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地理信息系统在测绘中的应用3摘 要：地理信息系统的出现与发展不仅大大减少了工程测量工作的工作量，而且工作效率的提升也很明显，是工程测绘技术发展过程中的里程碑，其所产生的社会效益、经济效益十分显著。当然现阶段地理信息系统还有待进一步完善，相信GIS的发展与优化，能够进一步推动控制测量技术的变革。本文主要介绍地理信息系统的一些特点和功能，及其在城市测绘领域的应用。
关键词：地理信息系统;城市测绘;数据;坐标
地理信息系统简称为GIS，它是建立在测绘测量的基础上，应用数据库为数据源，是管理和研究数据的计算机系统。它提供地理分布有关的数据的空间信息系统，具体过程可以看成是，对地球表面与空间地理进行信息数据采集、贮存、管理和分析的连续操作。在测绘方面的应用主要依赖于通过计算机建立存储，检索，显示以及制图的过程。在当今的信息社会，GIS因为有着基于它本身特点的优势。即是一种结合地理空间特征和统计信息的信息系统
一、GIS的工作原理和功能
1.GIS的工作原理
GIS主要是通过对不同来源不同形式数据进行分析，确定原变量的坐标位置，比如可以利用经纬度以及海拔来对变量位置进行标注，有时也利用类似于ZIP地理编码系统来定位变量在GIS系统中的坐标，再组织生成能够直接访问GIS的计算机数据库，通过不同的运营商将地图形式的数字信息转换成可以识别的图像或信息。
2.GIS的主要功能
(1)数据采集与编辑功能：地理对象的空间位置信息采集、属性信息采集;地理信息输入;地理信息数字化;地理数据的编辑、验证、编码、规范和标准化;符号设计和地图修饰;地理数据入库。
(2)数据库管理功能：地理数据库定义、建立;地理数据库操作，包括数据检索、增加、修改、删除等;地理数据库维护、备份和安全;地理数据库更新和变更历史记录。
(3)空间查询和分析功能：图形属性双向查询。根据地理对象的图形查询相应的属性信息;按照属性信息的特点，查询对应的地理目标。
(4)制图功能：GIS可以根据地理数据库地图生成数字地图，并对数字地图进行整饰，添加图例、颜色和标注，为用户输出全要素地图;根据用户需要，分层输出各种专题地图;可以输出通过空间分析得到的结果图。
(5)地形分析功能：GIS通过构造数字高程模型(DEM)进行有关的地形分析。其中包括等高线分析、透视图分析、坡度坡向分析和断面图分析等。
二、GIS在测绘中的流程
1.数据的采集
GIS的操作对象是空间数据，无论是可见的还是不可见的，都是自然环境的一种表现模式，是数字化的现实世界，这是建立在对自然环境的抽象和描述基础上。
由于计算机的数字化特征，空间对象须离散化的表达，即把空间对象抽象表达为点、线、面、体等具有位置和属性特征的地理实体。空间地理数据无论是来源于数字数据，还是来源于模拟数据，都需要与所使用的GIS软、硬件相兼容。模拟数据，需经过数字化才能输入到GIS中;常用的模拟数据输入方法有：手工数字化、自动数字化(包括扫描)和键盘输入等。计算机虽可阅读和存储数字数据，但输入的数字数据格式与所用的GIS软件不一致时，要经过数据格式转换后才能输录入。GIS数据采集与输入的同时，还实现数据编辑功能。数据录入和编辑就是各图层实体的地物要素按顺序转化为x、y坐标及对应的代码输入到计算机中。
数据采集方法：
(1)定位设备：野外测量：大平板、全站仪、GPS;移动测绘系统特点：精度高、效率较低;适合范围：小范围GIS数据采集或局部数据更新;
(2)数字化设备：数字化仪、扫描仪;摄影测量设备特点：范围大，速度快;使用范围：大面积GIS数据采集、资源普查等;
(3)数据交换：针对GIS数据采集中属性信息采用手工调查和数据处理工作复杂等导致效率低下的问题，提出了基于AUTOCAD数字化采集GIS数据的方法。研究了将实体的属性信息编码进行数字化调查的方法，解决了GIS数据在AUTOCAD图形数据库中存储的问题，以及将AUTOCAD下的GIS数据转入GIS的问题，将大大提高了GIS数据采集的工作效率。
2.数据的处理
GIS数据的编辑处理主要包括：
(1)误差识别与纠正，包括地图和相片数字化过程中产生的误差，以及由于地图或相片变形引起的误差;(2)地图投影和坐标系统的转换，以保证所有的地理数据具有统一的投影和坐标系统;(3)数据结构转换，即根据数据输入格式和分析的需要，实现矢量到栅格或栅格到矢量的转换;(4)数据的综合概括，以删去数据中不必要的细节;(5)图幅边缘匹配，以便于相邻图幅数据的合并或跨图幅的空间分析。
3.GIS系统的空间分析
空间分析是基于地理对象的位置和形态特征的空间数据分析技术，其目的在于提取和传输空间信息。GIS与一般的计算机辅助制图(CAC/CAD)系统的主要区别在于GIS具有空间分析功能。GIS的空间分析是指以地理事物的空间位置和形态为基础，以地学原理为依托，以空间数据运算、为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程，如获取关于空间分布、空间形成以及空间演变的信息。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
空间分析的步骤：建立分析的目的和标准;准备空间操作的数据;进行空间分析操作;结合分析的目的和任务，对获得的新空间数据进行分析;结果评价和解释;产生最终的结果图和报表模型。
三、GIS在城市测绘中的具体应用
传统的城市规划设计方法缺少快速、准确地辅助分析平台，规划设计者在工作中难以避免地从主观出发，感性地分析处理基础数据和信息，这种规划设计手法，一方面效率低、工作量大、易出现错误，另一方面也导致了规划设计中重结果、轻过程，重物质规划、轻社会经济因素分析现象的产生，致使规划成果内涵不足、科学性难以准确把握。
而GIS快捷的数据获取能力、强大的空间数据处理和分析功能正是城市规划业务所需要的。它与城市规划紧密联系在一起，已经成为现代城市规划设计不可或缺的辅助决策工具。GIS在城市规划中不仅是数据库，也是强大的工具箱。
使用了GIS系统，由此所得到的城市测绘数据十分的详尽和准确，极大地提高城市测绘工作的科学性。与以往的城市测绘工作相比较，具有很大的进步。而且，这种测绘方式是基于计算机的，计算机具有高速的运算能力和极强的逻辑能力，能够在比较短的时间内提供多种方案进行比较和选择，增加城市测绘方案的合理性。
另外，因为是基于计算机的，它能够自动生成表格和报告.数据库的使用又使得删补和更新变得十分的容易。GIS的使用也增强测绘人员对自身工作目的的准确把握，即了结了如何做好测绘工作才能使得城市规划得以顺利进行。
四、小结
GIS依托于地理学和测绘学，利用其算法和理论对数据进行抽象变换和处理，对城市测绘工作的精度和效率都有很大的提升。本文對GIS在城市测绘中的应用作了详细的分析，阐述了它在城市规划过程中的重要性，随着GIS技术的优化和发展不仅给测绘工作打来了很大的方便，而且进一步推动了控制测量技术的变革，极大地推动了社会生产力的发展。
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[5]陈幼松.数字地球及其意义和用途[J].航空军转民技术与产品，2012(2)：27-28.
(作者单位：杭州建德自来水有限公司)
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