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(fā)展，給測繪管理工作提出了新的課題。地理信息系統(tǒng)(GIS) 作為目前發(fā)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(xiàn)代化。

　　關鍵詞:地理信息系統(tǒng) 測繪工程 發(fā)展趨勢

　　GIS 是英文Geographic Information System 的縮寫,通常稱為地理信息系統(tǒng)。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(tǒng)。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(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。

　　1. GIS的特點及其功能

　　1.1 GIS的特點：測繪數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)源靜態(tài)的一面。另一方面,由于社會的不斷發(fā)展,還有大量動態(tài)數(shù)據(jù),即在生產過程中不斷更新、增加的數(shù)據(jù)和信息。這部分數(shù)據(jù)是生產和管理的最新資料,是系統(tǒng)保持現(xiàn)實性所必需的。

　　①多源性。數(shù)據(jù)涉及不同的領域、不同的來源、不同的載體。

　　②時空特性。數(shù)據(jù)具有時空四維的幾何和屬性信息,并且隨著生產的進行,數(shù)據(jù)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(huán)境數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)倉庫基礎上,充分利用現(xiàn)代空間分析、知識挖掘、虛擬現(xiàn)實、可視化、網(wǎng)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(jiān)測測繪工程環(huán)境狀況及演變。

　　②采集、管理、處理、分析一切與測繪環(huán)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(xié)同的可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與指標評估,其核心是多目標動態(tài)規(guī)劃模型庫、決策知識庫及中間關聯(lián)的邏輯解譯等子系統(tǒng)。

　　2. GIS在測繪工程中的應用

　　地理信息系統(tǒng)用于測繪工程必將引起測繪數(shù)據(jù)管理和應用的一場革命。發(fā)展測繪地理信息系統(tǒng)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(shù)據(jù),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(yōu)化設計成果。

　　2.2 編制生產計劃。依賴測繪地理信息數(shù)據(jù)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(xiàn)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(shù)據(jù)也可以及時準確地統(tǒng)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(shù)據(jù)管理方式

　　3.1 全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

　　全關系型空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是指圖形和屬性數(shù)據(jù)都用現(xiàn)有的關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理。關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的軟件不作任何擴展，由CIS軟件在此基礎上進行開發(fā)，使之不僅能管理結構化的屬性數(shù)據(jù)，也能管理非結構化的圖形數(shù)據(jù)。

　　3.2 對象——關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

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

　　3.3 面向對象空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

　　目前，面向對象數(shù)據(jù)模型是最適應于空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)允許用戶定義對象的數(shù)據(jù)結構以及它的操作。因而可以將空間對象根據(jù)GIS的需求，定義出合適的數(shù)據(jù)結構和一組操作。

　　4. GIS研究所面臨的問題及發(fā)展趨勢

　　4.1 GIS所面臨的問題

　　建立測繪地理信息系統(tǒng)是一項復雜的、工程量巨大的系統(tǒng)工程,需要從數(shù)據(jù)、功能、應用各方面對系統(tǒng)進行設計、研究與開發(fā),綜合應用信息、地理、計算機、數(shù)學、地球空間信息科學等學科的知識和技術。隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)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(tǒng)已成為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必然要求。

　　①GIS數(shù)據(jù)的采集及質量

　　數(shù)據(jù)是GIS中重要的組成部分,建立GIS的一個關鍵問題就是數(shù)據(jù)的采集輸入與數(shù)據(jù)的質量保證。數(shù)據(jù)是GIS進行規(guī)劃、管理和決策的基礎。GIS中的數(shù)據(jù)主要是指與礦產資源條件有關的描述和分析。由于各種數(shù)據(jù)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(xiàn)象本身客觀存在著多種不確定性,以及人類對自然現(xiàn)象本身認識的不完備性,所有的空間數(shù)據(jù)都是對空間現(xiàn)象的近似表達。因此,GIS中的數(shù)據(jù)存在多種不確定性。為了發(fā)揮GIS的性能,需要針對各種數(shù)據(jù)類型的特征深入研究處理數(shù)據(jù)不確定性的方法。

　　②GIS數(shù)據(jù)的表達顯示及分析

　　通過各種有效手段采集到的空間數(shù)據(jù)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(jù)所要解決的問題,連接GIS 數(shù)據(jù)庫、方法庫和知識庫,實現(xiàn)GIS 的目標、空間建模，將復雜現(xiàn)象及過程可視化顯示。

　　③GIS應用模型的開發(fā)

　　模型是將現(xiàn)實的測繪世界的數(shù)據(jù)組織為有用的且能反映真實信息的數(shù)據(jù)集,對GIS來說,數(shù)據(jù)建模就是GIS 與測繪工程與管理應用專業(yè)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(tǒng)集成的十分重要的一環(huán)。

　　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(tǒng)的建立、發(fā)展和廣泛應用,必將促使我國測繪工業(yè)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(shù)的分析和處理,可使測繪企業(yè)的各級主管人員迅速、及時并直觀地查詢有關技術數(shù)據(jù)。

　　③GIS應用技術的開發(fā),以測繪空間數(shù)據(jù)的采集、處理為突破口,實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的滾動開發(fā),從而提高GIS的應用水平。

　　④GIS的發(fā)展趨向是與遙感,全球定位系統(tǒng)以及專家系統(tǒng)相結合的,成為智能化的高度集成的測繪地理信息系統(tǒng),并向著規(guī)范化、標準化和信息共享等方面發(fā)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(guī)劃、管理、設計與決策提供了嶄新的技術手段。現(xiàn)代測繪是一個多介質的復雜系統(tǒng),隨著現(xiàn)代化測繪技術的發(fā)展,以及測繪可持續(xù)發(fā)展的要求,建立健全測繪地理信息系統(tǒng)對處理數(shù)據(jù),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。