| 标题 | 地理信息系统在工程测绘中的应用 |
| 范文 | 张祥 摘? 要：土木工程项目测绘涉及大量地理信息的管理、分析和集成，以确保工程项目的完成。这些数据包括各种信息，例如详细设计图、详细的制图、空中摄影、地质调查、人口信息、交通流量和环境模型，相关工作人员处理的数据日趋复杂，数据的性质、来源和用途完全不同。GIS是一个计算机化的数据库管理系统，可以对空间数据进行捕获、存储、检索、分析和显示。因此，将GIS引入到工程测绘中能够不断提升工程质量，促进我国建筑行业实现可持续发展。 关键词：GIS;工程测绘;实践应用;数据处理 中图分类号： P208? ? 文献标志码：A GIS搜索数据库和执行地理查询的能力彻底改变了科学和商业的许多领域。在决策过程中它是无价的。信息可以以地图和随附报告的形式简洁明了地呈现，使决策者可以专注于实际问题，而不必试图理解数据。因此，使用GIS变得越来越重要。特别是在工程测绘中，通过实践证明，将地理信息系统技术应用于工程测绘中，能够有效提升各类数据的准确性。基于此，该文重点分析了地理信息系统技术在工程测绘中的具体应用。 1 地理信息系统简述 地理信息系统（GIS）集成了硬件、软件和数据，用于捕获、管理、分析和显示所有形式的地理参考信息;GIS允许用户以多种方式查看并理解可视化数据;以地图、地球仪、报告和图表的形式揭示地理信息之间的关系。此外，GIS还以快速理解和轻松共享的方式查看数据，从而帮助用户回答问题和解决问题[1]。因此，GIS技术可以应用于任何信息系统框架中。在实践中，GIS最常与地图关联，但是地图只是在GIS中处理地理数据的一种方式，并且是GIS生成的一种产品。与使用简单的映射程序或将数据添加到在线映射工具相比，GIS可以提供更多的解决问题的能力。无论是研究还是应用，都可以通过以下3种方式查看GIS。 1.1 数据库视图 GIS是世界上一种独特的数据库-地理数据库（地理数据库）。它是“地理信息系统”。根本上，GIS是基于结构化数据库的，该结构化数据库以地理术语描述了世界。 1.2 地图视图 GIS是一组智能地图和其他视图，这些视图显示了地球表面的特征和特征关系。可以构建基础地理信息的地图，并将其用作“数据库的窗口”，以支持信息的查询，分析和编辑。 1.3 模型视图 GIS是一组信息转换工具，可从现有数据集中获取新的地理数据集。这些地理处理功能从现有数据集中获取信息，应用分析功能，并将结果写入新的派生数据集中。 在过去的几十年中，计算机科学领域的一些发展帮助实现了GIS概念。当然，最重要的一项是1940年代数字计算机的发明。1963年，软件和硬件系统的引入催生了计算机辅助设计（CAD），这对自动地图绘制系统的开发产生了很大的影响。接下来，数据库管理系统的影响出现在1970年代。近年来，在分布式处理系统等领域中的快速发展继续塑造着下一代GIS[1]。由于诸如卫星扫描系统之类的计算机技术和设备的发展以及数字形式图像的增加，这些系统中的大多数都依赖于从地图中获取的数据，并且可以根据选定的投影进行处理以获得地理或网格坐标中所需的本地信息，如Arc Info、Kern Maps 200;用于分析绘图仪的计算机辅助数据编辑以及用于地理信息系统的INFOCAM等。 2 工程测绘面临的挑战 工程测绘作业约占所有测量作业的60% ，工程测绘的基本目标是： 提供布置桩（水平和垂直方向都有），施工人员可以准确有效地利用这些桩来布置建筑物或工程项目; 在工程项目的整体范围内提供一幅地图，显示工程项目的最终位置及配置，并在工程项目设计中加入任何更改，即竣工地图。在实践中，除了正确应用基本测量原则和遵循既定目标外，没有严格的程序来规范工程测绘学[2]。因此，在采用任何特定程序进行建筑勘测前，必须考虑项目的类型、工程地点的环境、施工队伍的要求和经济实力。实际上，许多工程测绘学程序取决于个别测量师的动机和资源，以最低费用向建筑商提供足够的资料给客户。 在特定工程的设计和施工之前，必须进行广泛的测量。工程项目场地的物业界线必须为采购目的而绘制地图，而该区域的地形图则须用作能见度研究及协助工程师制定工程项目设计。为完成地产和地形工程而建立的调查网络将包括水平和垂直控制，如果有额外的补充，测量人员应注意合理地确定位置，以便最大限度地发挥作用，不仅用于初步测量，而且用于随后的建筑测量，供建筑工人有效使用[2]。在整个建造期间，测绘是工程项目管理的基础，是收集、评估和更新工程项目地理空间数据的重要工具。 在当今时代，测绘在工程项目建设的不同领域中得到了广泛的应用。工程测绘是竣工文档以及现有环境下的规划和施工的重要元素。过去，虽然一些主要的测量仪器用于整个数据收集过程，但是现在数据和传感器的集成起着至关重要的作用[3]。特别是数字数据的可用性改变了用于数据采集、生产、分配和管理测量输出的操作流程。在工程项目建设中，详细的3D数字地图极为重要，因为必须考虑建筑物和城市环境的更多方面，例如与能效相关的方面。随着时间的推移，建筑物和土地的變化也引起了人们对制图过程的极大兴趣，不仅要拥有最新的三维空间数据库，而且还要在4D数字地图中保留演变过程的记录。在某些情况下，地理数据需要通过Internet被广泛的用户访问，Internet已经开发了Web服务以允许人们与地图和地理编码数据进行交互[3]。此外，几种在线地图服务的可用性允许通过支持商业应用程序和基于位置的服务（LBS）创造附加值。众包信息可以由用户连续上传，以验证，整合和更新现有的地理数据。大型设施管理网络的发展需要对其地理参考进行精确的调查，并与土地管理采用的其他数字地图档案重叠。在此类应用中，以集成方式使用地理信息系统（GIS），实时GNSS和探地雷达系统来测量地下物体。对于土地管理中的安全问题，也采用了现代测量技术，包括土地安全评估，应急管理。 工程测绘面临新的挑战。过去，调查的结果通常是二维CAD图，其中描述了平面图、剖面和视图。相比之下，GIS依赖于基于面向对象的建模范式的数字三维建筑模型，该模型包括语义、描述性数据以及建筑元素之间的关系。这种整体建筑建模方法还影响了工程测绘和数据处理的测量工作流程。建筑物测量的基础是采用单点方法的地面测量技术（手动测量，测速）或空中测量方法（摄影测量，激光扫描）与适当的测量软件结合使用。同样，空间数据捕获（UAV、多传感器和移动制图系统）方面的新发展也依赖于这些基本方法。 3 地理信息系统在工程测绘中的具体应用 3.1 研究现状 现代工程测绘学继承了古典测量学严格而相对稳定的学科，建立在经过时间考验并得到证实的技术的坚实基础上。在过去的30年中，技术和数据采集方法的数量急剧增加[4]。一方面，传统的光学仪器得益于与计算机和电子设备的集成;另一方面，地面站、移動地面车辆和低空飞行平台（例如，直升机和无人飞行器）都可以使用新的传感器技术。全球导航卫星系统（GNSS）的精确定位和导航不仅彻底改变了测绘的方法，而且对日常生活和整个社会都产生了令人印象深刻的影响。由于集成了不同的传感和定位系统，移动制图技术提高了通信道路和城市环境的高分辨率地图的生产率。数字摄影和激光扫描传感器可用于快速采集密集点云，这些点云可用于对地形、建筑物、民用建筑和基础设施以及任何其他自然或人造物体进行建模。 3.2 实践应用 随着项目的日益复杂，经常需要多学科的相互作用，引入有效的数据管理和共享解决方案。由于最近的发展，GIS已被充分证明是一种用于复杂对象的3D数据采集和建模的强大而廉价的工具[4]。GIS为土木工程师提供了用于创建、管理、分析和可视化所有类型地理信息的工具。现在，低成本数字技术的可用性将其应用扩展到了大范围的工程测绘中，土木工程师已经在每个应用领域和各个方面都使用GIS，无论是在现场还是与他人协作。因此，在工程测绘中正确使用GIS的基础理论知识是必需的。 以北京固体废物管理为例，城市垃圾严重影响了北京这个文明城市的发展，必须以对环境安全的方式收集和处置固体废物。GIS可以将潜在的垃圾填埋场置于对居民健康无害的位置，并确保了可持续固体废物管理。处置地点是基于GIS的约束映射，以消除对环境不利的地点，并限制进一步反射的地点数量。在实践中，坡度、道路、地质、地形、排水是基础环境参数，借助GIS和模糊逻辑确定合适的垃圾场。此外，为了最大限度地减少北京的交通堵塞，对公交线路进行规划和优化，可以极大地提高公交车的吸引力，增加公交出行率，从而减少交通拥堵。基于GIS的公交车站工程设计，考虑到了交通使用者的人身安全，并处理了交通停靠站所处的较大环境的性质，对公交站点布局进行了空间搜索、最短路径选择等分析。通过GIS的优化，北京市的公交车站可以减少117个站点。 4 结论 综上所述，GIS已经成为处理空间数据的标准工具。GIS添加多媒体资料和替代搜索技术，使该系统成为了针对不同用户的有效工具。在短短几年间，从静态的平面视图逐渐演变成一个动态的、不断更新的相互关联的数据库网络，其中含有大量的地理参考信息，为工程测绘提供了有效的土地信息系统。在实践中，在工程测绘中应用GIS ，能够促进并确保大型土地信息系统的可靠性和完整性，促进测量专业人员之间的合作;能够在土地信息系统的开发和使用中合理应用测绘原理;促进土地信息系统的开发、运营和使用，确保工程测绘顺利进行。 参考文献 [1]胡耀辉，姚正明，刘爽.浅析工程测绘中测绘新技术的应用[J].测绘与空间地理信息，2018，41（6）：177-179. [2]安佰强，林琪军.GIS技术和数字化测绘技术在工程测绘中的应用研究[J].住宅与房地产，2018（15）：29. [3]张永林，任晓乾.数字化测绘技术在工程测绘中的应用探究[J].城市建设理论研究（电子版），2018（13）：89. [4]阿布都吉力力·吐尔逊.工程测绘中GIS技术和数字化测绘技术的应用[J].山东工业技术，2018（7）：127. |
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