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基于测绘的城市地理信息系统应用

学术期刊发表网 位置:理工论文 时间:2021-12-29 08:55 ()
摘要:摘 要:地理信息系统(GIS)广泛应用于城市测绘信息系统建设中,它具有数据采集与编辑、地图浏览、空间数据管理与分析、制图、可视化管理等功能。在城市测绘中,空间数据管理与分析、城

  摘 要:地理信息系统(GIS)广泛应用于城市测绘信息系统建设中,它具有数据采集与编辑、地图浏览、空间数据管理与分析、制图、可视化管理等功能。在城市测绘中,空间数据管理与分析、城市空间模拟测绘、可视化管理等功能的应用较多。基于测绘的城市地理信息系统的精准性和便利性都很高,能够节约人力资源和时间,为城市发展提供了有效的科学技术支撑。

  关键词:地理信息系统;GIS;城市测绘

  1 地理信息系统概述

  我国的地理信息系统建设起源于 20 世纪 70 年代。 1976 年,我国召开了第一次关于遥感技术规划的会议;20 世纪 80 年代,地理信息系统成为“中华人民共和国国民经 济和社会发展第七个五年计划”的攻关性课题,并取得了 实质性进展;20 世纪 90 年代,随着微机技术的日趋成熟, 我国的地理信息系统得到了全面发展;21 世纪以来,我国 逐渐进入大数据时代,地理信息系统已经成为我国城乡一 体化经济发展过程中不可或缺的重要技术支撑,我国的地 理信息系统建设已经处于世界先进水平。 地理信息系统,简称 GIS,又称“地学信息系统”, 是一种专门应用于采集、存储以及管理、分析与表达空间 数据的一种信息系统。数据作为地理信息系统的核心,由 空间数据和非空间数据组成。空间数据通常是指地物地理 空间中的物质成分,地物的地理位置与多个地物之间位置 形成的相互关系,而非空间数据则划分为属性数据以及时 态数据 [1]。其中,地理采集数据或地理现象发生的时刻或时 段数据,被称为时态数据。同一地物的多时段数据,可以 动态地表现该地物的发展变化。因此,地理信息系统作为 一种专业工具,既能表达和模拟真实世界空间,也能处理 和分析空间数据。 地理信息系统按照功能可以分为专题地理信息系统、 区域地理信息系统以及地理信息系统工具,按照内容可以 分为城市信息系统、自然资源查询信息系统、规划与评估 信息系统和土地管理信息系统以及 GIS 中使用的技术等。

  城市信息系统主要是指在城市测绘中应用的地理信息系统, 又被称为城市地理信息系统,是地理信息系统的细化。城 市信息系统主要用于处理城市中各个实体单元之间的关系, 同时满足城市建设、工业生产、居民生活等方面的需求, 为城市管理精准化和城市系统运行科学化提供了十分便利 的技术手段。

  2 地理信息系统的主要功能

  地理信息系统功能强大,如数据采集与编辑、空间数 据管理、空间分析、地图绘制等,而最主要的功能则是空 间数据管理与分析。从图 1 中可以看出,在四项基本功能中, 空间功能占 50%,而空间分析功能又细分为叠加分析功能、 网络分析功能、栅格分析功能、缓冲区分析功能。空间分 析是根据空间物体之间的关系,采取点、线、面的方式对 各个物体的空间位置、周边环境、边界关系和逻辑关系进 行描述。针对不同的物体,工作人员还应该有针对性地采 用叠加分析、网络分析、栅格分析以及缓冲区分析等方法。

信息

  3 地理信息系统在城市测绘中的实际应用

  在城市测绘中,地理信息系统在采集城市空间数据、 对采集的数据进行优化以及模拟测绘等方面应用较多。下 面,笔者将对地理信息系统在城市测绘中的应用进行必要 的阐述。

  3.1 城市空间数据管理与分析

  地理信息系统通常按照层级关系对空间数据进行管理, 排列顺序为工作空间→数据源→数据集,而数据管理则主要包括两个部分,即新建工作空间和保存工作空间。这种数 据管理实际上是一种具有专业形式的信息系统空间的数据 管理,而空间数据分析则是地理信息系统最主要的功能。

  在通常情况下,开展城市测绘工作,工作人员需要计 算大量的数据,例如地图测量编制、城市地形图绘制、市 政管网施工放线等数据。这些测绘工作的数据庞大且复杂, 而地理信息系统的主要功能就是数据分析,利用地理信息 系统对这些数据进行分类优化,从而有效地提高测量的准 确性和效率。同时,地理信息系统在不同的时间周期内收 集了大量的城市测绘数据。因为它具有连续采集和持续储 存的功能,所以在城市测绘中,工作人员能够将新数据与 旧数据进行对比,反映同一区域内数据的变化趋势,从而 对新数据与旧数据进行优化分析。因此,优化数据分析是 地理信息系统在城市测绘中的重要作用。 空间数据分析的工作原理是,基于空间各类物体的空 间位置和联系,对空间事物进行研究,并且对空间各类事 物进行定量的数据描述。实际上,地理信息系统是一个强 大的数据库。在城市测绘中,工作人员根据地图上反映的 数据,然后应用扫描手段将系统中的数据转化为具有实际 应用价值的地理信息数据,也就是成品数据 [2]。在城市测绘 中,工作人员的主要工作是测绘土地。由于城市面积大, 受建筑物影响较多,空间维度大,因此工作人员需要应用 地理信息系统来采集和分析空间数据,以此来实现城市测绘 目标。

  3.2 城市制图

  地理信息系统是一种数字化的制图系统,它不仅能够 实现图数转化,还能够结合城市地理空间的各个数据结构, 将城市地理数据绘制成图。其工作程序为:在采集数据后, 地理信息系统将这些数据根据不同要求转化为城市矢量地 图、城市栅格地图以及各类专题地图,如城市公交线路地图、 城市道路网状图、城市土地规划图(见图 2)等。矢量地图 通常采用扫描矢量化的方法,栅格地图通常采用数字化测 量的方法。因此,在城市测绘中,城市制图是一项最常见 的应用。例如,山东省青岛市建立的“青岛之窗电子地图 信息系统”是应用地理信息系统技术,采集和分析青岛市 的城市空间、交通网络、旅游出行、城市治安、物流通信 等各项数据,应用城市制图功能,将所有的数据制作成电 子地图,再将空间数据信息与城市空间相结合,从而建立 数字化的电子信息地图,为人们的生产生活服务。

地理测绘

  3.3 模拟测绘与可视化运用

  模拟测绘是城市测绘工作中经常采用的技术,它主要 的工作方式是,应用地理信息系统建立城市空间模型;它 的优点是,在特定的测绘范围内,地理信息系统可以筛选 出需要测绘的主要元素和构成单元,在模型中可以不显示 测绘范围内的附属设施。因此,城市高楼等影响测绘工作 的建筑单元可以忽略不计。另外,在地理交通不便的城市 边缘或者较为偏远的郊区,工作人员可以利用地理信息系 统对这些区域进行完整扫描,从而采用城市模块的方式对 这些区域进行测量。这种功能就是基于测绘的城市地理信 息系统中的可视化应用功能(见图 3)。在城市规划中,工 作人员可以以数字地形模型为基础,将新规划的内容添加 到扫描后的城市模块中,并且实现多角度浏览,从而进行 科学的城市规划推演,以得出更加科学的城市规划方案。

测绘

  4 结语

  综上所述,本文分析了地理信息系统的功能,结合“青 岛市电子地图信息系统”案例,阐述了地理信息系统在城 市测绘中的广泛应用,分析了地理信息系统的城市空间数 据管理与分析功能、城市制图功能、模拟测绘与可视化应 用功能。在当前的科学技术条件下,这些功能有力地促进 了城市的现代化发展,同时满足了数字化城市的发展方向 和要求。随着社会经济的发展,城乡一体化进程的不断加 快,城市与农村的结合越来越紧密,如何处理好城市规划 与农村规划的关系,已经成为重要的城市发展问题。在这 个过程中,城市测绘的复杂性和精确性将越来越受到人们 的重视,地理信息系统在城市测绘中的应用也将越来越广 泛。因此,地理信息系统在今后的城市测绘中,将扮演越 来越重要的角色。总之,工作人员充分利用基于测绘的城 市地理信息系统中的城市空间数据管理与分析、城市制图、 模拟测绘与可视化应用等功能,能够有效提高城市规划建 设的合理性和科学性。

  参考文献:

  [1] 樊蕊娣.基于GIS的数据采集管理系统[D].西安:西安电子 科技大学,2014.

  [2] 韦秋庆.地理信息系统GIS在城市测绘中的应用[J].技术 与市场,2020,27(5).

  作者:余炎培

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