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发布日期:2020-03-30  浏览次数:471
  摘要:测绘工作是为国民经济建设服务的一项基础性、前期性和公益性的工作。测绘技术的发展,给测绘管理工作提出了新的课题。地理信息系统(GIS) 作为目前发展最迅速的高新技术之一,将其应用在测绘工作,可以大大地推动测绘管理的现代化。

  关键词:地理信息系统 测绘工程 发展趋势

  GIS 是英文Geographic Information System 的缩写,通常称为地理信息系统。GIS 是介于信息科学、空间科学和地球科学之间的交叉学科,是一种特定而又十分重要的空间信息系统。它是采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面(包括大气层在内)与空间和地理分布有关数据的空间信息系统。

  1. GIS的特点及其功能

  1.1 GIS的特点:测绘数据源包括地形图、测量资料、土地利用图、地质图及文字报告、采掘工程图、建筑资料等。其储存形式主要有图像、图形、文字、表格等。这些为数据源静态的一面。另一方面,由于社会的不断发展,还有大量动态数据,即在生产过程中不断更新、增加的数据和信息。这部分数据是生产和管理的最新资料,是系统保持现实性所必需的。

  ①多源性。数据涉及不同的领域、不同的来源、不同的载体。

  ②时空特性。数据具有时空四维的几何和属性信息,并且随着生产的进行,数据处在不断的更新、增删之中。

  ③多时相性。测绘信息涵盖测绘生产和建设的各个阶段。

  ④不确定性。各种空间、资源和环境数据具有不确定性或模糊性。

  1.2 GIS的基本功能:GIS是在测绘信息数据仓库基础上,充分利用现代空间分析、知识挖掘、虚拟现实、可视化、网络、多媒体和科学计算技术,为测绘资源评估、开拓设计、生产安全和决策管理进行模拟、仿真和过程分析提供新的技术平台和强大工具。

  ①监测测绘工程环境状况及演变。

  ②采集、管理、处理、分析一切与测绘环境、社会、经济和资源相关的时空信息。

  ③辅助测绘工程开拓设计、生产管理,支持测绘防灾、减灾与救灾指挥。

  ④进行人机协同的可持续发展规划与指标评估,其核心是多目标动态规划模型库、决策知识库及中间关联的逻辑解译等子系统。

  2. GIS在测绘工程中的应用

  地理信息系统用于测绘工程必将引起测绘数据管理和应用的一场革命。发展测绘地理信息系统已成为一种必然趋势。

  2.1 地质勘探及测绘设计。建立的GIS存储有大量的测绘地理信息数据,利用GIS 的强大功能进行勘探设计、地质施工、报告编制及测绘设计,可以极大地提高工作效率,减少设计失误,优化设计成果。

  2.2 编制生产计划。依赖测绘地理信息数据也可以制定生产计划,通过对其空间关系的实时分析,可以使生产计划的制定建立在客观、合理、有效的基础之上,通过模拟,还可以进一步检验生产计划的科学合理性和可操作性。

  2.3 日常工作管理。测绘工作过程中会遇到各种各样的问题,会揭露出许多新的地质现象,这些新的资料要及时地输入到GIS中,通过其强大的分析功能,科学及时有效地调制生产计划,提高生产计划实施效率。同时,各种生产数据也可以及时准确地计算出来,供领导实施决策时参考。

  2.4 测绘工程安全。测绘工程中有许多因素会影响生产安全,如断层裂隙带;地下水;粉尘及有害气体等等。这些因素是测绘工程安全所要考虑的首要问题。GIS所具有的空间分析功能和空间模拟功能,能使这种关系可视化,能提高管理者的判断能力,从而保证测绘工程的安全率。

  3. GIS的数据管理方式

  3.1 全关系型空间数据库管理系统

  全关系型空间数据库管理系统是指图形和属性数据都用现有的关系数据库管理系统管理。关系数据库管理系统的软件不作任何扩展,由CIS软件在此基础上进行开发,使之不仅能管理结构化的属性数据,也能管理非结构化的图形数据。

  3.2 对象——关系数据库管理系统

  由于直接采用通用的关系数据库管理系统的效率不高,而非结构化空间数据对GIS来说又十分重要,所以人们在关系数据库管理系统中进行扩展,通过定义操纵各种空间对象的API函数,使之能直接存储和管理非结构化的空间数据。

  3.3 面向对象空间数据库管理系统

  目前,面向对象数据模型是最适应于空间数据的表达和管理,因为它不仅支持变长记录,而且支持对象嵌套、信息的继承与聚集。面向对象的空间数据库管理系统允许用户定义对象的数据结构以及它的操作。因而可以将空间对象根据GIS的需求,定义出合适的数据结构和一组操作。

  4. GIS研究所面临的问题及发展趋势

  4.1 GIS所面临的问题

  建立测绘地理信息系统是一项复杂的、工程量巨大的系统工程,需要从数据、功能、应用各方面对系统进行设计、研究与开发,综合应用信息、地理、计算机、数学、地球空间信息科学等学科的知识和技术。随着现代科学技术的发展,建立能对测绘工程多源信息进行管理和处理的计算机技术系统已成为实现可持续发展的必然要求。

  ①GIS数据的采集及质量

  数据是GIS中重要的组成部分,建立GIS的一个关键问题就是数据的采集输入与数据的质量保证。数据是GIS进行规划、管理和决策的基础。GIS中的数据主要是指与矿产资源条件有关的描述和分析。由于各种数据获取的方法、采用的设备不尽相同,其可靠度、精度也不一致。此外,由于自然界各种空间现象本身客观存在着多种不确定性,以及人类对自然现象本身认识的不完备性,所有的空间数据都是对空间现象的近似表达。因此,GIS中的数据存在多种不确定性。为了发挥GIS的性能,需要针对各种数据类型的特征深入研究处理数据不确定性的方法。

  ②GIS数据的表达显示及分析

  通过各种有效手段采集到的空间数据及其导出信息,如何利用可视化技术和符号化表示方式来形象、直观、生动地表达和显示。如何根据所要解决的问题,连接GIS 数据库、方法库和知识库,实现GIS 的目标、空间建模,将复杂现象及过程可视化显示。

  ③GIS应用模型的开发

  模型是将现实的测绘世界的数据组织为有用的且能反映真实信息的数据集,对GIS来说,数据建模就是GIS 与测绘工程与管理应用专业模型的结合,建立起测绘工作过程实践的各种应用模型库。建立GIS的应用模型库是GIS系统集成的十分重要的一环。

  4. 2 GIS的广泛应用对测绘工程重要意义

  ①测绘地理信息系统的建立、发展和广泛应用,必将促使我国测绘工业的生产管理向信息化、科学化的方向迈进。

  ②通过对各种地质、测绘测量、经济、技术参数的分析和处理,可使测绘企业的各级主管人员迅速、及时并直观地查询有关技术数据。

  ③GIS应用技术的开发,以测绘空间数据的采集、处理为突破口,实现数据信息的滚动开发,从而提高GIS的应用水平。

  ④GIS的发展趋向是与遥感,全球定位系统以及专家系统相结合的,成为智能化的高度集成的测绘地理信息系统,并向着规范化、标准化和信息共享等方面发展。

  5. 结语

  GIS 技术的日趋成熟和广泛应用,为测绘工程中的规划、管理、设计与决策提供了崭新的技术手段。现代测绘是一个多介质的复杂系统,随着现代化测绘技术的发展,以及测绘可持续发展的要求,建立健全测绘地理信息系统对处理数据,可视化管理意义重大,将会给测绘带来巨大的经济效益和社会效益。

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