浅析GIS在测绘工程中的应用分析论文_肖斌

浅析GIS在测绘工程中的应用分析论文_肖斌

摘要:在各项工程建设中,测绘工程作为基础部分,主要是测量空间、大地的各种信息并绘制成地形图,研究和测绘的对象十分广泛,包括地表上的各种地物,地貌和地下的地质构造,通常具有非常重要的作用,它也直接影响着工程建设质量,同时还关系着人们的生活质量。在工程测绘工作中融合地理信息系统,不但有利于提升测绘数据的时效性,更有利于提升测绘数据的精准性,进而为后期工作提供有利的基础条件。基于此,文章先简要介绍地理信息系统概念,再详细介绍在测绘工程中融合地理信息系统的有效策略,最后展望了测绘新技术的应用前景,以期能为相关同行业者提供有利的参考依据。

关键词:地理信息系统;测绘工程;融合路径;测绘新技术

前言:地理信息系统与测绘工程有效融合,不但可以提升测绘的时效性和精准性,还能为工程的有效实施提供良好的条件。其实现的主要功能有空间分析、空间查询、综合分析评价及模拟预测功能等。而在工程项目测绘中的主要内容有:建筑工程测绘、水利工程测绘以及城市规划测绘等。无论使用哪种测绘方式,在运用理论上,都要与工程实际情况有效结合,并且应严格遵守相关的测绘规章制度。

1地理信息系统概念简析

地理信息系统,简称GIS系统(Geographic Information System),GIS是一种具有重要空间信息系统的计算机系统,GIS系统在计算机技术(硬件系统和软件系统)的支持下对地球空间中的地理数据进行收集、存储、整合相关信息、管理通用类、显示重要媒介,从而为理论研究和相关行业发展提供支持。GIS的发展至今已有几十年的历史,它与计算机技术、遥感技术相辅一并成长,已成为国民经济建设中不可或缺的一部分。GIS已经在许多行业实际应用中获得了推广并持续不断的改进,现在也可以单独对项目进行独立地开展。在通常情况下,GIS它由五部分要素构成,即原始地理信息数据、操作人员、计算机硬件、分析软件和进程。最后一部分最重要即完成相应的数据集成处理,使信息系统的有效集成能够有效地应用于工作中,因此,GIS的通用越来越引起人们的关注,不仅仅是地理信息数据的处理、转换还包括图像处理的功能,并且使图像转换为文本的功能,GIS的具体功能可以对图像可以进行有效的处理,能有利地支持后续工作的开展。各种科学技术在不断的发展,GIS也必将进一步发展,各种硬件设备也随之在不断的完善。信息系统将在很大程度上得到发展,与此同时,数据的输入也能够更好的运行,设备的先进性也将更好地完善。GIS系统经过改进以及功能的完善可以在科学发展、资源管理、发展规划等领域发挥更好的作用。

2在测绘工程中融合GIS的有效路径分析

2.1数据采集的融合路径

测绘工作的实施过程中,需要作业人员不断在抽象和离散现实世界中的寻找对象,然后在平面和立体空间中如何放置数据。GIS有两大基本存储模型,一种是矢量数据模型,一种是栅格数据模型。栅格数据模型与矢量数据模型是地理信息系统中空间数据组织的两种最基本方式。而GIS在实现对象实体间的连续时采用的是栅格存储的方法,主要体现在以下几个方面:⑴栅格存储涵盖了存储单元的行、列,在对栅格数据的分辨率进行明确时,均需要使用地面单位网格的宽度;⑵矢量存储在体现实际对象时,需要以几何图形中的点、线、面等形式来进行。在栅格数据集中,每一个像元都对应一个值,用来表达所描绘的对象,如一行或一列中可存储于对象的类别、高程等。其中类别可以对应的是土地利用现状图中的草地、森林或道路等,高程对应高于海平面以上表面高程,同时可以派生出坡度、角度等。对于GIS而言,需要有效融合空间数据与其他的非附加线性数据,对非空间数据进行储存,例如,在测量工作实施期间,应有效融合聚脂薄膜地图与数据视线,使用扫描原始数据来获取数字信息。在这一过程中最值得注意的是,GIS应重视与GPS(全球定位系统)的有效融合,以对位置坐标进行明确,在系统对数据信息进行传递;或者与RS(遥感技术)进行融合,以对系统数据进行收集。GPS为用户提供点的时空信息是几何的三维坐标和时间,若将它和用户点周围基础的GIS或专业GIS相结合,将使GPS采集到的用户点动态实时的空间信息和用户点周围的地理信息有机结合。这种结合将超越二者原有的功能和应用范围,产生1+1>2的效果,成为具有专业行为意义的动态实时信息系统。在对测量工作进行落实时,需要融合GIS,大部分平台都有自己的传感设备,其中LiDAR、数字扫描仪以及video camera等是最主要的传感设备,与传输设备以及其辅助他设备之间相互配合,再通过与航空设备以及卫星设备结合在一起,通过选取航空图片,利用3D技术分析相关数据,经过处理后得到传输数据,然后在传输系统中将其传递,进而获取测量数据。

2.2数据转换及处理的融合路径

对于GIS而言,使用数据处理软件处理和编辑数据,进而对这些数据实施预处理,指的就是数据处理方法。一般而言,分为两部分,一方面对输入数据进行质检与纠正分析,包括图形数据和属性数据的编辑、图形数据和属性数据之间的对应关系的校验及纠正、空间数据的误差校正等。另一方面对输入的图形数据进行修饰处理,以使这些数据能满足GIS的使用要求,包括对矢量数据的压缩与光滑处理、拓扑关系建立、栅格数据与矢量数据之间相互转换、图形的线型转换、图框图表的制作生成、地图拼接和裁剪和图幅框的制作等。GIS系统软件能够对不同属性的数字化空间数据间的关系进行自动识别,同时有效衔接复杂空间,依据向量、涵盖以及临近关系进行分析处理数据。与此同时,在转换数据期间,尤其是在对测量工作进行控制时,极容易产生与交叉点分离的现象,进而影响测量作业结果的精准性,与此同时,在原地图上还会出现非必需点,也会对测量结果的精准性造成影响,但是如果融合GIS,则能有效解决上述问题。在对数据进行转换及处理前,需要整合坐标投影,以便对模型的适用性进行保障;在对数据进行转换时,可以运用重建数据手段将系统转化为识别的格式,进而促使不同数据间的兼容得以实现,不同类型数据按照统一的执行标准兼容在一起,能减少数据转换和处理的步骤,也能让存储空间得到最大限度的利用。

2.3虚拟现实技术的融合路径

虚拟现实(Virtual Reality)技术作为一种全新的科学技术,可以利用模拟虚拟3D空间的方式,给使用人员带来听觉模拟、视觉模拟以及触觉模拟,进而让使用者通过感观对事物状态进行精准判断。在这一过程中,系统需要与测绘数据采集、制作相结合,同时与3D电子地图进行融合。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应急演练期间,虚拟现实技术可以设立新的模式,例如,对情景中的场地进行虚拟模拟,人工制作事故现场,让参与演练的人员能够在其中进行积极响应,将培训及演练功能充分发挥出来,降低成本。虚拟现实技术可以模拟并分析事件,同时与室内定位系统及GPS系统相结合,在虚拟现实情境中呈现救援者的地理位置,以提供良好的基础条件给指定救援指挥,救援方案。VR-GIS让虚拟现实技术与地理信息技术相结合,它具有以下几项优点:1、对现实的地理分布和周边环境区域有最真实的表达;2、用户在独立的空间可以不限自由跨越;3、3D(立体)数据库的标准GIS功能(查询、选择和空间分析等);4、可视化功能必须是用户接口的自然的整体部分;5、两者不同条件下融合让各项标准互相统一,从而为解决用户的作业提供极大的便利。

VR-GIS创新性技术包括以下几方面:① 动态环境建模技术,虚拟环境的建立是VR技术技术的核心内容,动态环境建模技术的目的是获取实际环境的三维数据,并根据应用的需要,利用获取的三维数据建立相应的虚拟环境模型,也同时将CAD技术和非接触式的触觉建模技术有机结合可有效提高三维数据获取的效率。② 实时三维图形生成技术:最关键是如何保证实时生成,图形生成是虚拟技术的重要瓶颈。为达到实时的目的,至少要保证图形的刷新频率不低于15帖/s,最好高于30帖/s。③应用系统开发工具:VR应用的关键是寻找合适的场合和对象,选择适当的应用对象可大幅度提高效率,减轻劳动强度,提高产品质量,为实现这一目的,必须研究VR的开发工具。

2.4立体式输出的融合路径

立体式输出的应用,主要是针对地理信息系统,GIS的立体式输出是测绘工程的重点,在这一过程中,需要测绘工作人员进行科学、合理的处理地理数据,进而下一阶段是测绘图的建立。立体式输出使测绘人员进行后续的数据复核工作时,能够增加工作效率,减少作业人员在岗位的人员投入,更能够有效提升地理信息系统的可靠性,并进一步减少测绘工作中的复杂性,从而减轻测绘工作人员的工作压力,所有测绘工作人员可以快速利用立体输出的这种方式处理该现象。前期数据快速采集分析后,在后期处理测绘图以及地理数据时,可以通过快速制图体系,同时根据手头现有的数据成果,再依据测绘工作的相关数据,对重点的地物数据信息(数据采集工作中)进行获取,在编辑工作完结后,与原有的数据进行综合处理。

2.5测绘应急数据快速处理的融合路径

在进行测绘相关数据的获取后,对其还需要进行必要的加工处理步骤。对具体的测绘数据进行转化,将数据进一步加工成更加容易识别并投入应用的图件,并利用后续的遥感影像一体化测图与应急快速制图两个系统,结合测绘相关的专业软件。其中的遥感影像一体化测图系统,主要是利用摄影测量相关技术,在影像中进行相关实物的位置与大小等方面的信息进行重现,推进后续的全景图与三维模型等方面的数据处理工作,具体参与到图像拼接与影像融合等方面的过程。而后者的应急快速制图系统,则是利用现有的数据成果,并与测绘应急工作中的相关数据进行结合分析工作。促进后续对于关键实体进行数据采集工作后,相关数据的提取效率。并进行相关的数据融合处理,进一步形成应急图件。对于这些种类、来源与格式都十分丰富的应急数据进行必要的数据融合工作,获得最终的应急测绘数据的集合。

3测绘新技术的应用前景展望

首先,测绘新技术的技术内容,随着多媒体视频、无线通信信息技术、计算机5G网络迅速发展的过程中,GIS将更多被使用,进而对工程建设所需的海量测量信息实施高效处理,提供更多有利的支撑给测绘工程测量工作。针对复杂的工程,测绘现场情况复杂多变,依靠人力作业无法实现快速且准确提高测量速度及测量的真实、准确性。

其次,我国正处于社会转型的关键阶段,在测绘新技术未来的发展中,人们接触的信息全是数字化后的形成的信息,同时在信息技术的影响下,同时满足各个区域实际的测绘工程测量的操作需求。基于此,测绘新技术将为科研工作带来更多机遇,也将为工程施工奠定坚实的基础。

最后,在具体应用测绘新技术的过程中,为了提高其适用性,未来该技术的发展将更多的精力投入到理论研究和实践分析运用中,对于测绘新技术应用的积极作用我们要给予更多的重视,加强对该方面人才的培养,建立高素质测绘人才队伍,能够充分掌握测绘新技术,能够在工作中发挥主观能动性。总之,在测绘工程测量中,应该更加注重测绘新技术,以保持测量工作水平具有良好性。

结束语:

随着国家经济的持续发展,工程测绘技术与GIS也必将持续发展,在测绘工程中融合GIS,不但有效满足工程建设发展的要求,提升测绘数据信息的精准性,还可以扩大测绘作业区域,在人员分配上更加合理,从而促使测绘工程实现自动化、一体化以及信息化,同时能够为各项工程建设工作带来巨大的经济效益。相信在未来的国家建设中,测绘技术与GIS的融合将会得到进一步的发展和突破。

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论文作者:肖斌

论文发表刊物:《城镇建设》2020年2月4期

论文发表时间:2020/4/23

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