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探究测绘地理信息系统的重要性

石梁
【摘 要】测绘地理信息系统的产生与发展，也是我国地理信息系统技术发展的必然结果，测绘地理信息系统也为我国经济效果和社会效益的发展起到了重大的推动作用，所以正确认识测绘地理信息系统，并且对其进行科学合理的设计与开发，对我国的经济发展起到了重要的意义。
【关键词】测绘；地理信息系统
一、GPS控制测绘技术
如何运用GPS控制测绘技术对传统的控制测量方法进行改造以期建立一个现代化的控制测量模式即使一项现实而重要的课题，同时也是一个亟待解决的问题。
传统的控制测量确定平面高程和坐标的途径主要是运用高程和平面分离的方法。其具体方法是用测距仪进行距离测量、经纬仪进行角度测量，以分期、分级布网的形式设置导线网、三边网、三角网和边角混合网对点位的平面坐标进行定位，以水准仪进行高差测量，同样水准网的布设形式也是通过分期和分级形式进行，以对点位高程进行定位。
而GPS控制测绘技术则是以现代的空间定位技术为手段，对空间点位对应的三维坐标进行高精度和高效快速的确定。无论是从形式上、精度上还是方法上上述测量方法将彻底颠覆原有的控制测最方式，这些不同首先表现在效率上，GPS控制测量将以准实时、事后和实时等各种方式满足用户对信息的不同需要；其次表现在测量方式上，不同于传统测量模式依靠测距仪测距、经纬仪测角恶化水准仪测高差的单纯测量方式，GPS控制测量模式采用的是将GPS空间定位为测量的核心技术，并辅以传统测绘方式，以两种形式的融合来进行空间位置的最终定位。再次表现在成果形式上，不同于传统测量模式中对高程和平面分离的方法，在对平面坐标进行定位的同时也将其点位的高程进行定位。最后表现在精度上，GPS控制测量精度远高于传统控制测量。
二、GPS控制测绘技术在地理信息系统中的问题
近年来随着GPS技术的不断进步和成熟，其在地形控制测量得以广泛的运用，这样不仅可以有效的解决了由于机械设备和传统人工所引起的制图不精确的问题，而且还能够与各种信息相结合，极大的方便了用户的使用。但是GPS控制测绘技术在地理信息系统中仍旧存在问题，主要是在GPS测量依旧采用了碎步测量。GPS在进行地形控制测量时，主要是借助于载波相位在卫星系统间的变换，因此为了使得测量效果的更加的精确，GPS测量点应当定位在远离卫星通信和电磁干扰的地点。由于GPS的测量具有随意性，相关测量人员在挑选控制点时，应当将障碍物作为影响因素考虑进去，应首选地势较高和较空旷的地方作为观测点，以保证最低限度的降低流动信号中出现的散射率。
三、系统建设的目标和内容
1.系统建设的内容
整个管理系统可针对不同情况分成三个基础类别：大地测量数据系统、城市测绘数据系统、海洋测绘数据系统。各分系统之间又可相互支持、互相调用。
（1）大地测量数据系统主要存放国家大地测量的基础数据，首先应包括国家大地水准网和控制网的数据，满足大地测量成果资料管理和对外提供数据的需要。
（2）城市测绘数据系统功能是为城市规划、市政建设及其他相关部门提供直观、准确的相关信息。所存储数据应包括该城市的大比例尺地图、地籍图、遥感影像图、人口绿化等专题图，以进行叠加、统计等操作，以为空间决策提供支持。
（3）海洋测绘数据系统应包含海洋测量的控制网、水深测量、海洋重力测量情况等，同时要包括洋流、潮汐、海洋气象等专题信息。这些信息经过分析处理可以为导航、变化监测等应用提供数据支持。
2.系统功能
系统应具备的基本功能包括以下儿个方面：
（1）数据输入和编辑：GIS中的数据包括图形数据和属性数据，其数据源主要是专题地图。图形数据的输人方式主要是数字化。人工跟踪图上的线段，形成由一串坐标连接的矢量，就成为一种直观的图形特征的数字描述。属性数据可在数字化过程中同时输入或单独建立。对输入的数据，一般系统独具有较完善的交互编辑、检查错误、修饰图幅和检验结果的功能，并在图形输人后自动建立拓扑关系。
（2）数据库的建立和管理：GIS中的数据库构成GIS的核心。数据库的建立和管理包括图形的拼接和附加；不同数据格式的相互转换；图形和注记的拷贝；建立图库，系统组织管理所有地图；以及数据库工作的空间和作业进程管理等。
（3）数据检索：包括对指定任意地区、任意属性的数据进行查询，以及数据库有关数据项的逻辑运算检索等。
（4）数据分析与处理：GIS的主要注意力集中在空间实体的关系上。对地图的点、线、面特征间的拓扑关系分析，是GIS的重要内容。此外，GIS的分析和操作还包括建立特征缓冲区；图形叠加的各种逻辑操作，并对结果作类型归并，冗余消除，使其保持逻辑上的一致；地图投影变换；计算面积、距离，最近邻选择；建立数学地形模型；以及属性数据的操作和统计，标号和注记操作，根据属性提取图形特征等。
（5）数据输出：分析或查询结果的输出是GIS的一个重要功能。GIS的输出可以是屏幕显示，绘图、制表纸，拷贝等。大多GIS提供图形图像编辑，符号生成，矢量汉字标记等功能，可输出二维或三维彩色图形，以满足不同图件的制图要求
四、GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用革新
要想革新GPS控制测绘技术在地理信息系统中的应用，避免GPS控制测绘技术在地理信息系统中问题的产生需要建立三维测量分布更加均匀的控制网，且要加强其精度度。针对于GPS基准站的运行模式需一定的周期将GPS观测数据传至数据中心进行处理，以此对控制点的三维坐标进行定位，可避免测量控制点的大量布设。同时还可以通过广播方式向用户纠正GPS相位差分的错误信息，在通讯传播良好的条件下，其传播范围达30千米，在高楼区为了影响效果要对其设置中继站进行信号传递。而且还可以通过广播方式向用户纠正GPS伪距差分的错误信息，利用这项技术，用户可实时对待测点的三维坐标进行确定，其测定可达到5米的精度，可满足车载GPS控制和导航的要求。
五、系统设计与开发
为实现测绘GIS的上述功能，在系统平台与开发工具的选择、数据库设计及功能设计中应以实用、先进、高效、可靠为原则，进行规划设计
1.开发平台和工具的选择
开发平台和工具的选择，关系到系统建设的效率与成败。随着计算机技术的发展与革新，商业化GIS开发工具软件在国内外已经相当成熟。据统计国内外已有400多种GIS软件产.品。
2.数据库设计
数据库设计和建立关系到整个系统的运行效率，应本着最小数據冗余度和最小单元化的原则，以满足测绘产品的生产为基本出发点，将整个系统的大地测量数据、海洋数据和城市测绘数据根据其属性分别存储到空间数据库和属性数据库之中。数据存储时根据不同的子系统和数据的要求，生成不同的表。 通过各种措施如数据细化等，加强空间数据库和属性数据库的结合，提高系统的运行效率。
综上所述，整个测绘GIS系统的开发是一项复杂的工程，不可能一步到位，应遵循循序渐进、先易后难的原则，以大地测量数据为基础，先进行重点区域的建设。整个过程中，各部门的协调和支持也是十分重要的。
参考文献：
[1]李德仁.论新地理信息时代[J]. 中国科学， 2009， 39（ 6）
[2]史磊.依托计算机技术的地理信息系统（CIS）发展趋势[J].科技咨询报，2007（29）

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