摘要:測繪工作是為國民經濟建設服務的一項基礎性、前期性和公益性的工作。測繪技術的發展，給測繪管理工作提出了新的課題。地理信息系統(GIS) 作為目前發展最迅速的高新技術之一,將其應用在測繪工作,可以大大地推動測繪管理的現代化。

　　關鍵詞:地理信息系統 測繪工程 發展趨勢

　　GIS 是英文Geographic Information System 的縮寫,通常稱為地理信息系統。GIS 是介于信息科學、空間科學和地球科學之間的交叉學科,是一種特定而又十分重要的空間信息系統。它是采集、存儲、管理、分析和描述整個或部分地球表面(包括大氣層在內)與空間和地理分布有關數據的空間信息系統。

　　1. GIS的特點及其功能

　　1.1 GIS的特點：測繪數據源包括地形圖、測量資料、土地利用圖、地質圖及文字報告、采掘工程圖、建筑資料等。其儲存形式主要有圖像、圖形、文字、表格等。這些為數據源靜態的一面。另一方面,由于社會的不斷發展,還有大量動態數據,即在生產過程中不斷更新、增加的數據和信息。這部分數據是生產和管理的最新資料,是系統保持現實性所必需的。

　　①多源性。數據涉及不同的領域、不同的來源、不同的載體。

　　②時空特性。數據具有時空四維的幾何和屬性信息,并且隨著生產的進行,數據處在不斷的更新、增刪之中。

　　③多時相性。測繪信息涵蓋測繪生產和建設的各個階段。

　　④不確定性。各種空間、資源和環境數據具有不確定性或模糊性。

　　1.2 GIS的基本功能：GIS是在測繪信息數據倉庫基礎上,充分利用現代空間分析、知識挖掘、虛擬現實、可視化、網絡、多媒體和科學計算技術,為測繪資源評估、開拓設計、生產安全和決策管理進行模擬、仿真和過程分析提供新的技術平臺和強大工具。

　　①監測測繪工程環境狀況及演變。

　　②采集、管理、處理、分析一切與測繪環境、社會、經濟和資源相關的時空信息。

　　③輔助測繪工程開拓設計、生產管理,支持測繪防災、減災與救災指揮。

　　④進行人機協同的可持續發展規劃與指標評估,其核心是多目標動態規劃模型庫、決策知識庫及中間關聯的邏輯解譯等子系統。

　　2. GIS在測繪工程中的應用

　　地理信息系統用于測繪工程必將引起測繪數據管理和應用的一場革命。發展測繪地理信息系統已成為一種必然趨勢。

　　2.1 地質勘探及測繪設計。建立的GIS存儲有大量的測繪地理信息數據,利用GIS 的強大功能進行勘探設計、地質施工、報告編制及測繪設計,可以極大地提高工作效率,減少設計失誤,優化設計成果。

　　2.2 編制生產計劃。依賴測繪地理信息數據也可以制定生產計劃,通過對其空間關系的實時分析,可以使生產計劃的制定建立在客觀、合理、有效的基礎之上,通過模擬,還可以進一步檢驗生產計劃的科學合理性和可操作性。

　　2.3 日常工作管理。測繪工作過程中會遇到各種各樣的問題,會揭露出許多新的地質現象,這些新的資料要及時地輸入到GIS中,通過其強大的分析功能,科學及時有效地調制生產計劃,提高生產計劃實施效率。同時,各種生產數據也可以及時準確地統計計算出來,供領導實施決策時參考。

　　2.4 測繪工程安全。測繪工程中有許多因素會影響生產安全,如斷層裂隙帶;地下水;粉塵及有害氣體等等。這些因素是測繪工程安全所要考慮的首要問題。GIS所具有的空間分析功能和空間模擬功能,能使這種關系可視化,能提高管理者的判斷能力,從而保證測繪工程的安全率。

　　3. GIS的數據管理方式

　　3.1 全關系型空間數據庫管理系統

　　全關系型空間數據庫管理系統是指圖形和屬性數據都用現有的關系數據庫管理系統管理。關系數據庫管理系統的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發，使之不僅能管理結構化的屬性數據，也能管理非結構化的圖形數據。

　　3.2 對象——關系數據庫管理系統

　　由于直接采用通用的關系數據庫管理系統的效率不高，而非結構化空間數據對GIS來說又十分重要，所以人們在關系數據庫管理系統中進行擴展，通過定義操縱各種空間對象的API函數，使之能直接存儲和管理非結構化的空間數據。

　　3.3 面向對象空間數據庫管理系統

　　目前，面向對象數據模型是最適應于空間數據的表達和管理，因為它不僅支持變長記錄，而且支持對象嵌套、信息的繼承與聚集。面向對象的空間數據庫管理系統允許用戶定義對象的數據結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據GIS的需求，定義出合適的數據結構和一組操作。

　　4. GIS研究所面臨的問題及發展趨勢

　　4.1 GIS所面臨的問題

　　建立測繪地理信息系統是一項復雜的、工程量巨大的系統工程,需要從數據、功能、應用各方面對系統進行設計、研究與開發,綜合應用信息、地理、計算機、數學、地球空間信息科學等學科的知識和技術。隨著現代科學技術的發展,建立能對測繪工程多源信息進行管理和處理的計算機技術系統已成為實現可持續發展的必然要求。

　　①GIS數據的采集及質量

　　數據是GIS中重要的組成部分,建立GIS的一個關鍵問題就是數據的采集輸入與數據的質量保證。數據是GIS進行規劃、管理和決策的基礎。GIS中的數據主要是指與礦產資源條件有關的描述和分析。由于各種數據獲取的方法、采用的設備不盡相同,其可靠度、精度也不一致。此外,由于自然界各種空間現象本身客觀存在著多種不確定性,以及人類對自然現象本身認識的不完備性,所有的空間數據都是對空間現象的近似表達。因此,GIS中的數據存在多種不確定性。為了發揮GIS的性能,需要針對各種數據類型的特征深入研究處理數據不確定性的方法。

　　②GIS數據的表達顯示及分析

　　通過各種有效手段采集到的空間數據及其導出信息,如何利用可視化技術和符號化表示方式來形象、直觀、生動地表達和顯示。如何根據所要解決的問題,連接GIS 數據庫、方法庫和知識庫,實現GIS 的目標、空間建模，將復雜現象及過程可視化顯示。

　　③GIS應用模型的開發

　　模型是將現實的測繪世界的數據組織為有用的且能反映真實信息的數據集,對GIS來說,數據建模就是GIS 與測繪工程與管理應用專業模型的結合,建立起測繪工作過程實踐的各種應用模型庫。建立GIS的應用模型庫是GIS系統集成的十分重要的一環。

　　4. 2 GIS的廣泛應用對測繪工程重要意義

　　①測繪地理信息系統的建立、發展和廣泛應用,必將促使我國測繪工業的生產管理向信息化、科學化的方向邁進。

　　②通過對各種地質、測繪測量、經濟、技術參數的分析和處理,可使測繪企業的各級主管人員迅速、及時并直觀地查詢有關技術數據。

　　③GIS應用技術的開發,以測繪空間數據的采集、處理為突破口,實現數據信息的滾動開發,從而提高GIS的應用水平。

　　④GIS的發展趨向是與遙感,全球定位系統以及專家系統相結合的,成為智能化的高度集成的測繪地理信息系統,并向著規范化、標準化和信息共享等方面發展。

　　5. 結語

　　GIS 技術的日趨成熟和廣泛應用,為測繪工程中的規劃、管理、設計與決策提供了嶄新的技術手段。現代測繪是一個多介質的復雜系統,隨著現代化測繪技術的發展,以及測繪可持續發展的要求,建立健全測繪地理信息系統對處理數據,可視化管理意義重大,將會給測繪帶來巨大的經濟效益和社會效益。