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關(guān)鍵詞 地理信息系統(tǒng);制圖綜合;方法原則
中圖分類號:p208 文獻標識碼:a 文章編號:1671—7597(2013)051-058-01
地理信息系統(tǒng)的英文全稱為geographic information system,簡稱gis,是一個用于分析地理空間信息的系統(tǒng)。它首先采集地球表層和內(nèi)部空間的相關(guān)數(shù)據(jù),然后通過計算機進行計算、分析、顯示和存儲,其中相關(guān)數(shù)據(jù)主要包括圖像數(shù)據(jù)、空間信息數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)等,利用計算機強大的運算能力分析和解決特定地理區(qū)域中的現(xiàn)象和問題。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展,其對制圖綜合的要求越來越高,制圖綜合成為評價地理信息系統(tǒng)性能優(yōu)劣的一個重要指標。接下來本文將從地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的影響因素,基本過程及未來的發(fā)展方向等方面進行詳細探討。
1 地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的影響因素
1.1 地圖的比例
地圖比例尺的大小嚴重影響著制圖綜合質(zhì)量的好壞。在一幅相同大小的地圖內(nèi),當比例尺較小時,同一塊區(qū)域的面積會減小,同時這塊區(qū)域內(nèi)能夠標記的物體數(shù)量和地圖符號也會減少。隨著地理信息系統(tǒng)的發(fā)展,比例尺逐漸被淘汰,取而代之的是數(shù)據(jù)庫,通過數(shù)據(jù)庫保存矢量化的地圖數(shù)據(jù),然而受到計算機內(nèi)存容量的限制,數(shù)據(jù)庫的容量不可能非常大,因此實際中不得不考慮地圖的比例問題。
1.2 地圖的顯示效果
好的顯示效果除了能夠讓用戶清晰明白的看懂地圖外,還應(yīng)該滿足制圖規(guī)范的規(guī)定,保證地圖內(nèi)的物體之間的位置關(guān)系準確、合理,地圖符號簡單易懂。當將一個三維的立體事物反映在地圖的平面上時,就需要考慮圖層的設(shè)置問題,只有圖層設(shè)置好了,圖中才能反映出物體之間的正確位置關(guān)系,比如:行人位于高樓之下、船舶位于橋梁之下等,如果沒有設(shè)置好圖層關(guān)系,就會出現(xiàn)不正確的情況,導(dǎo)致物體之間的位置關(guān)系顛倒,因此在地圖中出現(xiàn)物體互相覆蓋的情況時,圖層的設(shè)置問題是非常重要的。
1.3地域的特征
地域的特征是指該地域的地理特征,地球上不同區(qū)域具有不同的地理特征,比如:高原、平原、盆地、丘陵等,同時地球上不同區(qū)域還具有不同的文化、經(jīng)濟水平,因此,地理信息系統(tǒng)中的制圖綜合要選擇最能反映該區(qū)域的特征的要素,拋棄那些不能反映該區(qū)域的特征的要素。在選擇反映該區(qū)域的特征的要素時,要制定出合理的標準,使地圖反映出的地理特征簡單易懂。比如:在人口稀少的區(qū)域,比較小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是人口比較集中的地方,就應(yīng)該選取該特征作為該區(qū)域突出的地理特征,而在人口密度比較大的地方,小鄉(xiāng)鎮(zhèn)是不重要的,應(yīng)該拋棄。
2 地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的基本過程
一般情況下,地理信息系統(tǒng)中制圖綜合的基本過程大致包含四個步驟:對區(qū)域的地理特征進行分類、對采集的地理信息數(shù)據(jù)進行精簡、對突出的地理特征進行強調(diào)、對區(qū)域的地理特征進行符號標記。
2.1 對區(qū)域的地理特征進行分類
地理信息系統(tǒng)采集到地理信息數(shù)據(jù)后需要對其進行分類,分類既包含合并也包含拆分。比如:把集中在地面凹陷區(qū)域的水流合并為河流,但又把河流分為季節(jié)性河段和常流河段,前者是合并的過程,后者是拆分的過程。通常分類依靠兩種依據(jù),一種是根據(jù)地物的外形特征進行分類,比如:山川、高速公路、森林等,一種是根據(jù)地物的數(shù)量特征進行分類,比如:河流、湖泊、海洋等。
2.2 對采集的地理信息數(shù)據(jù)進行精簡
通常地理信息系統(tǒng)采集到的地理信息數(shù)據(jù)含有大量的冗余數(shù)據(jù),需要進行精化,刪除重復(fù)以及不重要的數(shù)據(jù)。根據(jù)比例尺的不同,需要對地理信息的內(nèi)容進行取舍,選擇那些能夠反映出該區(qū)域突出的地理特征的地理信息,拋棄那些與該區(qū)域的地理特征無關(guān)的某些內(nèi)容,特別是當比例尺比較小的時候,需要刪除大量的細節(jié),只選取區(qū)域的全局特征,從而使地圖清晰明了。
對地理信息的內(nèi)容進行取舍主要表現(xiàn)在于:選取主要的類別以及主要的類別中的重要地物、舍棄次要的類別以及選取的類別中的次要地物。這里需要注意的是,主要和次要隨著地域和比例尺的不同而不斷變化,是一個相對的概念。地理特征的選取一般應(yīng)該遵循以下原則:
①從大范圍到
范圍,先從大范圍入手,再從小范圍入手;②從大數(shù)量到小數(shù)量,例如高度、面積、長度等等;③從主要到次要,這需要根據(jù)地域和比例尺的不同而調(diào)整。
2.3 對突出的地理特征進行強調(diào)
在地理信息系統(tǒng)制圖綜合的整個過程中,必須對采集到的地理信息特征進行主次分類,突出最能反映該區(qū)域的特征的要素,地理信息系統(tǒng)制圖綜合不是對原始地域的重繪,而是制作出與原始地域相匹配的新地圖,使用戶能夠從地圖上獲得該區(qū)域的重要信息。
2.4 對區(qū)域的地理特征進行符號標記
在對地理信息特征進行以上步驟之后,需要選擇簡單易懂的符號對其進行標記,選擇的符號必須與地理信息特征相匹配。地圖的所有信息都是通過符號體現(xiàn)出來的,地圖符號能夠反映出地物的位置、特征等重要的信息,制圖綜合的過程就是對地理信息數(shù)據(jù)進行符號化的過程。通常地圖符號分為三大類:點狀符號、線狀符號還有面狀符號。
3 結(jié)束語
隨著計算機計算性能和存儲容量的不斷提高,地圖制圖技術(shù)得到飛速的發(fā)展,逐步從研究型階段轉(zhuǎn)向應(yīng)用型階段,為政府部門、商業(yè)公司和軍事部門提供服務(wù)。如今,地圖制圖技術(shù)進入了新的發(fā)展階段,不論硬件產(chǎn)品還是軟件產(chǎn)品都已很成熟。其中軟件產(chǎn)品分化為兩大類:一類是專用的繪圖系統(tǒng),針對不同領(lǐng)域的繪圖需求來開發(fā)和優(yōu)化不同的繪圖功能,并且在某些領(lǐng)域采用了智能化技術(shù),實現(xiàn)了圖形繪制的智能化;另一類是地理制圖系統(tǒng),地理制圖系統(tǒng)是地理信息系統(tǒng)的一個子系統(tǒng),利用地理信息系統(tǒng)強大的數(shù)據(jù)分析能力,使制圖系統(tǒng)更加智能化,制作出圖像更加清晰準確。
目前地理信息系統(tǒng)中的制圖綜合仍然存在著很多難題,例如:受計算機性能的限制,圖形的顯示速度還有待提高,特別是在軍事領(lǐng)域需要實時顯示的場合,另外,地圖圖像的分辨率以及高分辨率圖像的存儲都需要大容量的存儲空間,如何對其進行壓縮也有待解決。
參考文獻
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關(guān)鍵詞:測繪地理信息系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計;系統(tǒng)開發(fā)
中圖分類號:P208 文獻標識碼:A 文章編號:1674-7712 (2012) 12-0088-01
測繪是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),與我國地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的開展有著密不可分的聯(lián)系,為了能夠使我國地理信息系統(tǒng)得到更加廣泛的應(yīng)用,就要對地理信息系統(tǒng)進行充分的掌握,從而對其系統(tǒng)的設(shè)計進行不斷的創(chuàng)新工作,使其系統(tǒng)的功能能夠緊緊跟隨市場經(jīng)濟的發(fā)展需求,從而使地理信息系統(tǒng)的作用充分的發(fā)揮出來。
一、測繪地理信息系統(tǒng)的定義
地理信息系統(tǒng),簡稱GIS,同時又稱為“地學(xué)信息系統(tǒng)”或者是“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)”。是一種特定的十分重要的空間信息系統(tǒng),主要是在計算機硬、軟件系統(tǒng)的支持下,對整個或部分地球表層空間中的有關(guān)地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述等一系列工作的技術(shù)系統(tǒng)。是目前我國在分析和處理海量地理數(shù)據(jù)方面通用的一種技術(shù)。其主要特征是具有動態(tài)性和空間性,并且能夠?qū)崿F(xiàn)區(qū)域空間分析以及多種動態(tài)要素的預(yù)測。
測繪是以計算機技術(shù)、光電技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、空間科學(xué)、信息科學(xué)為基礎(chǔ),以全球定位系統(tǒng)、遙感、地理信息系統(tǒng)為技術(shù)核心,將地面已經(jīng)存在的特征點和界線通過測量手段獲得反映地面現(xiàn)狀的圖形和位置信息。測繪是地理信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),建立測繪信息管理系統(tǒng)可以有效的管理測繪數(shù)據(jù),使地理信息系統(tǒng)得到廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
二、測繪地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)
(一)測繪地理信息系統(tǒng)的功能
因為地理信息系統(tǒng)的使用范圍較廣,所以在對其系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)上,也要從地理信息系統(tǒng)所涉及的領(lǐng)域進行多方面的考慮,整個系統(tǒng)根據(jù)不同應(yīng)用領(lǐng)域可以分為以下三個基礎(chǔ)類別:
1.大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)
大地測量數(shù)據(jù)系統(tǒng)中存在的數(shù)據(jù),主要是國家大地測量的基礎(chǔ)數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)中主要包括大地水準網(wǎng)和控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)資料,在很大程度上滿足了國家對大地測量成果資料管理和對外提供數(shù)據(jù)的需要。
2.城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)
城市測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)的功能主要是為城市規(guī)劃、市政建設(shè)以及其他的相關(guān)部門提供直觀、準確的相關(guān)信息。所存儲數(shù)據(jù)主要包括某個城市的大比例尺地圖、地籍圖、遙感影像圖、人口綠化等專題圖,以進行疊加、統(tǒng)計等操作,以為空間決策提供支持。
3.海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)
海洋測繪數(shù)據(jù)系統(tǒng)是為了給導(dǎo)航和變化監(jiān)測等應(yīng)用提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)支持,其中所存放的數(shù)據(jù)主要包括海洋測量的控制網(wǎng)、水深測量、海洋重力測量情況等,同時還應(yīng)該包括洋流、潮汐、海洋氣象等專題信息。
(二)測繪地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)
為了能夠使測繪地理信息系統(tǒng)所具備的功能得到充分的發(fā)揮,在系統(tǒng)的開發(fā)上就要進行嚴格的要求,在對地理信息系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)的過程中,應(yīng)該遵循實用、先進、高效、可靠的原則,在此原則的基礎(chǔ)上進行科學(xué)合理的規(guī)劃設(shè)計。
1.開發(fā)平臺和工具的選擇
開發(fā)平臺和工具的選擇與系統(tǒng)建設(shè)效率的成敗存在著直接的關(guān)系,這就要求在系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)的過程中,要根據(jù)系統(tǒng)的要求選擇合理的開發(fā)工具。隨著我國地理信息系統(tǒng)應(yīng)用的不斷發(fā)展,其開發(fā)工具軟件也得到了基本的完善,國內(nèi)的開發(fā)工具軟件主要包括MAPGIS、GeoStar、SuperMap等軟件。而對這些開發(fā)工具軟件的選擇應(yīng)該根據(jù)地理信息系統(tǒng)具體的使用領(lǐng)域以及其具體的要求來進行選擇,通常情況下,其主要的功能應(yīng)該包括輸入和管理地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的基本功能,應(yīng)該具備良好的特性,尤其是在常用的功能方面;其次,系統(tǒng)應(yīng)該具有較好的效率;并且應(yīng)該具備接收處理漢字的功能;最后,系統(tǒng)應(yīng)該具體提供較好的用戶界面和聯(lián)機幫助信息的功能,并且根據(jù)地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,系統(tǒng)還應(yīng)該具有良好的擴充性且具有進一步的升級能力。鑒于以上所提到的基礎(chǔ)功能來看,選擇MAPGIS開發(fā)工具軟件是比較科學(xué)的選擇。
對于系統(tǒng)集成應(yīng)用開發(fā)方面和系統(tǒng)硬件方面應(yīng)該采用Visual C++作為開發(fā)工具語言,硬件的配置應(yīng)該具備快速、靈活等特點,以此來保證我國不同領(lǐng)域的測繪地理信息系統(tǒng)的作用能夠得到充分的發(fā)揮。
2.數(shù)據(jù)庫設(shè)計
數(shù)據(jù)庫是構(gòu)成地理信息系統(tǒng)的核心,因此,在數(shù)據(jù)庫的設(shè)計上一定要予以重視。構(gòu)成數(shù)據(jù)庫體系的內(nèi)容主要包括圖形的拼接和附加、不同數(shù)據(jù)格式之間的相互轉(zhuǎn)換以及圖庫的建立等等方面,地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中除了屬性數(shù)據(jù)庫外,還包括空間數(shù)據(jù)庫,對于空間數(shù)據(jù)庫的管理通常采用拓撲數(shù)據(jù)模型來實現(xiàn),地理信息系統(tǒng)在兩種數(shù)據(jù)之間建立的某種聯(lián)系以實現(xiàn)圖形與屬性之間的相互之間的操作。隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,對于這兩種數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用也出現(xiàn)了一定程度的改變,許多地理信息系統(tǒng)可以提供兩種數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的混合處理能力,是兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)共同存在,相互補充。
3.配備和系統(tǒng)管理制度
在整個地理信息系統(tǒng)中,為了能夠?qū)ο到y(tǒng)進行全面的管理和維護工作,系統(tǒng)應(yīng)該具有合理的人員配備和嚴格的系統(tǒng)管理制度,其中人員配備應(yīng)該形成整套的行政管理體系,并嚴格遵照系統(tǒng)管理制度。以此來提高協(xié)作、管理的效率。
三、結(jié)束語
綜上所述,測繪地理信息系統(tǒng)的產(chǎn)生與發(fā)展,是我國地理信息系統(tǒng)技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果,測繪地理信息系統(tǒng)也為我國經(jīng)濟效果和社會效益的發(fā)展起到了重大的推動作用,正確認識測繪地理信息系統(tǒng),并且對其進行科學(xué)合理的設(shè)計與開發(fā),對我國的經(jīng)濟發(fā)展起到了重要的意義。
參考文獻:
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[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 地質(zhì)工程勘察 應(yīng)用
一、地理信息系統(tǒng)的概念
地理信息系統(tǒng)(GIS)在計算機硬件和軟件系統(tǒng)的支持下,可以對整個或者部分地球表層中的地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示以及描述。地理信息系統(tǒng)可以分成人員、數(shù)據(jù)、硬件、軟件、過程這五個部分,人員是地理信息系統(tǒng)中最重要的部分,首先開發(fā)人員要定義地理信息系統(tǒng)中需要執(zhí)行的每個任務(wù),然后進行處理程序的開發(fā),開發(fā)人員要具備熟練的操作水平,才能克服地理信息系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題。精確的數(shù)據(jù)會影響到查詢和分析的準確度。硬件的性能可以影響到軟件處理數(shù)據(jù)的速度。軟件除了地理信息系統(tǒng),還包含繪圖、數(shù)據(jù)庫、影像處理、統(tǒng)計等其他程序。
二、地理信息系統(tǒng)的功能特征
地理信息系統(tǒng)亦稱之為GIS,是基于地理空間數(shù)據(jù)庫,并借助計算機軟硬件,對具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)進行科學(xué)分析和綜合管理,在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用,可提供地質(zhì)管理、決策等重要信息。其系統(tǒng)功能特征表現(xiàn)為以下幾點:(1)數(shù)據(jù)輸入。地理信息系統(tǒng)在收集相應(yīng)地質(zhì)信息資料之后,以圖形數(shù)據(jù)、圖像數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的形式,將數(shù)據(jù)輸入到系統(tǒng)當中,為地質(zhì)災(zāi)害防范、環(huán)境地質(zhì)研究、地質(zhì)剖面繪圖等,提供科學(xué)合理的數(shù)據(jù)。(2)檢索查詢。地理信息系統(tǒng)提供交互式查詢檢索、影像庫查詢檢索、圖形庫查詢檢索、屬性庫查詢檢索等檢索查詢功能,可供系統(tǒng)應(yīng)用時快速找到所需的數(shù)據(jù)資料。(3)統(tǒng)計分析。針對地質(zhì)學(xué)中的空間分析、模型分析預(yù)測、專業(yè)統(tǒng)計分析、常規(guī)統(tǒng)計分析等統(tǒng)計分析需求,在經(jīng)過一系列信息篩選后,分析輸出地質(zhì)災(zāi)害、環(huán)境地質(zhì)研究等所需的信息。
三、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用現(xiàn)狀
在當前我國社會經(jīng)濟發(fā)展的過程中,其國土資源的利用有著十分重要的意義,它是人們?nèi)粘I?、社會生產(chǎn)的基礎(chǔ)內(nèi)容之一。因此為了提升國土資源的利用率,我們就將地理信息系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用到其中,從而對相關(guān)的空問數(shù)據(jù)信息進程采集,進而滿足現(xiàn)代化地質(zhì)信息化建設(shè)的相關(guān)要求。近年來,在我國地質(zhì)勘測工作中,人們?yōu)榱耸沟觅Y源可以得到充分的利用,人們在制定了相關(guān)的規(guī)范制度和文獻規(guī)則,來對其進行相應(yīng)的優(yōu)化管理,促進我國國民經(jīng)濟建設(shè)。
地質(zhì)工程勘察的場區(qū)地下空間由很多地層組成。經(jīng)過抽象歸納,對其特征進行分析,主要表現(xiàn)為以下幾方面內(nèi)容:其一,地層具備一定的地質(zhì)成因、巖土性能、地質(zhì)年代等特征,在空間中連續(xù)分布,并且相同的地層具備共同的特征;其二,不同的地層依照一定順序呈縱向疊加規(guī)律,橫向分布的地質(zhì)結(jié)構(gòu)同外部作用有著密切的關(guān)聯(lián)。
當前,地質(zhì)勘察的數(shù)據(jù)信息其處理方法主要是進行人工管理,借用Microsoft Office表格、Auto CAD繪圖軟件及土木巖石專業(yè)的工程計算軟件進行輔助,制作勘察報告及圖表。因此,經(jīng)常出現(xiàn)數(shù)據(jù)輸入錯誤、重復(fù)、信息凌亂,管理能力差等問題,對資料的準確性及處理效率都造成影響。以地理信息系統(tǒng)為基礎(chǔ),對地質(zhì)勘察信息進行處理,可以更好的保證工作效率,處理上述問題。
四、地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)勘察中的應(yīng)用
1、創(chuàng)建模型
勘察對象的地形較為復(fù)雜,其包含了各種各樣的自然地質(zhì)及人工設(shè)施。因此,應(yīng)依據(jù)地質(zhì)情況的不同建立三維模型。依照的原則為:結(jié)構(gòu)描述清晰、關(guān)系明確、具備一定的空間精度,從而為后續(xù)的信息分析及處理提供方便。
2、可視化管理的數(shù)據(jù)庫
數(shù)據(jù)庫的管理工作是進行地質(zhì)勘察的基礎(chǔ)。盡管應(yīng)用以往的數(shù)據(jù)庫能夠?qū)τ涗涍M行管理,但是其工作效率相對較低。應(yīng)用可視化的管理數(shù)據(jù)能夠?qū)θS空間進行各項操作。地理信息的主要功能就在于其可視化,同時也是對空間數(shù)據(jù)庫進行觀測的基本方法。伴隨著三維技術(shù)及可視化的不斷發(fā)展,3D、Direct3D被廣泛應(yīng)用到地質(zhì)的可視化技術(shù)中,并發(fā)揮著極為關(guān)鍵的功效。同時,在Windows操作系統(tǒng)中,應(yīng)用3D函數(shù),不僅可以創(chuàng)造良好的立體效果,同時還可以減小軟件研制的繁復(fù)性,進而對可視化軟件同三S數(shù)據(jù)模型接口間的問題進行處理。
3、地理信息系統(tǒng)在勘察安全中的應(yīng)用
伴隨著水資源的不斷開發(fā),環(huán)境情況逐漸惡劣,勘察工作的安全問題也日益突顯,事故頻發(fā),災(zāi)害經(jīng)常出現(xiàn),不僅影響了經(jīng)濟發(fā)展的速率,同時還對人們的生命財產(chǎn)安全造成危害。所以,地質(zhì)勘察信息系統(tǒng)在災(zāi)害預(yù)防方面有著極為重要的作用。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)可以為災(zāi)害預(yù)防提供強有力的數(shù)據(jù)保障。災(zāi)害的分析工作是一項極為繁復(fù)的工作,需要大量的數(shù)據(jù),耗時較長,并且很容易出現(xiàn)問題,應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)建立數(shù)據(jù)庫,對災(zāi)情可以更直觀地進行反映,讓決策人員猶如身在現(xiàn)場,對各種救災(zāi)工作更快速地調(diào)動,減少決策的錯誤出現(xiàn)幾率,同現(xiàn)實問題相吻合。
4、地質(zhì)勘察中其他工程的應(yīng)用
在勘察中,有很多項目工程,其都同勘察的信息之間存在密切的關(guān)聯(lián)。應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù),同模型相結(jié)合,可以對項目進行仔細規(guī)劃,具備鮮明的優(yōu)越性。同時,對信息的分析、對比等操作能夠?qū)ξ磥淼捻椖口厔葸M行預(yù)測,為決策人員提供參考。
關(guān)鍵詞:測繪高新技術(shù);地理信息;數(shù)字城市;地理國情監(jiān)測
一、引言。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,測繪科技也在加速創(chuàng)新。傳統(tǒng)的測繪方式已逐步被測繪高新技術(shù)“3S”技術(shù)和“4D”產(chǎn)品所取代。傳統(tǒng)的測繪方法:如三角測量、大平板儀測圖、普通航攝儀測圖等已經(jīng)徹底淘汰,而水準測量、光電測距、部分解析法測圖、三角高程測量將作為測繪高新技術(shù)的輔助手段繼續(xù)存在。傳統(tǒng)測繪技術(shù)形成的成果圖件稱為手測圖,后經(jīng)計算機掃描及矢量化完成的成果不能稱之為數(shù)字化成果,只能稱為半數(shù)字化,其精度不高,更新慢。而用3S技術(shù)通過特殊軟件及設(shè)備加工處理生產(chǎn)出的4D產(chǎn)品則為真正意義上的數(shù)字化成果。完成這一產(chǎn)品的過程只有現(xiàn)代地理信息技術(shù)才能實現(xiàn)。地理信息產(chǎn)業(yè)、國情地理監(jiān)測涵蓋了整個測繪領(lǐng)域和過程。然而,隨著測繪內(nèi)容的越來越豐富,測繪名詞成因需要進一步規(guī)范
二、傳統(tǒng)測繪產(chǎn)業(yè)和測繪高新技術(shù)的提法。
有人認為:現(xiàn)在從事的小范圍測繪項目和非數(shù)字城市項目都屬于傳統(tǒng)測繪產(chǎn)業(yè),這個提法不確切,現(xiàn)在不管大小項目,為客戶提供各種測繪服務(wù)都是采用高科技技術(shù)手段完成的,不存在傳統(tǒng)不傳統(tǒng)的問題,比如小區(qū)域測圖,控制部分都是由GPS來完成,測圖部分大部分用航片外業(yè)調(diào)繪(航片用遙感技術(shù)獲得),內(nèi)業(yè)用配套軟件計算機處理完成,而更小一點范圍測圖使用全站儀外業(yè)采集數(shù)據(jù),內(nèi)業(yè)編輯成圖精度更加可靠。因此就測繪產(chǎn)業(yè)本身來講不存在傳統(tǒng)的,而是測繪方法及手段存在傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)說法。
三、地理信息、地理信息系統(tǒng)、地理信息產(chǎn)業(yè)
1、地理信息(Geographic Information)是指與空間地理分布有關(guān)的信息,它表示地表物體和環(huán)境固有的數(shù)量、質(zhì)量、分布特征,聯(lián)系和規(guī)律的數(shù)字、文字、圖形、圖象等的總稱。地理信息代表三維空間信息。具備區(qū)域性、多維性和動態(tài)性。其動態(tài)性主要用于測繪生產(chǎn)實踐,它表示地理信息的動態(tài)變化特征,即時序特征。可以按照時間尺度將地球信息劃分為超短期的(如臺風(fēng)、地震)、短期的(如江河洪水、季節(jié)溫度)、中期的(如土地利用、作物估產(chǎn))、長期的(如數(shù)字城市、水土流失)、超長期的(如地殼變動、氣候變化)等。地理信息常以時間尺度劃分成不同時間段信息,這就要求及時采集和更新地理信息,并根據(jù)多時相區(qū)域性指定特定的區(qū)域得到的數(shù)據(jù)和信息來尋找時間分布規(guī)律,進而對未來作出預(yù)測和預(yù)報。
2、地理信息系統(tǒng)是在計算機軟硬件支持下,把各種地理信息按照空間分布及屬性,以一定的格式輸入、存儲、檢索、更新、顯示、制圖、綜合分析和應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)(簡稱GIS)。GIS是一種計算機系統(tǒng),它具備一般計算機系統(tǒng)所具有的功能,如采集、管理、分析和表達數(shù)據(jù)等功能。其次,GIS處理的數(shù)據(jù)都和地理信息有著直接間接的關(guān)系。地理信息是有關(guān)地理實體的性質(zhì)、特征、運動狀態(tài)的表征和一切有用的知識,而地理數(shù)據(jù)則是各種地理特征和現(xiàn)象間關(guān)系的符號化表示,包括空間位置、屬性特征(簡稱屬性)及時域特征三部分??臻g位置數(shù)據(jù)描述地物或現(xiàn)象所在位置;屬性數(shù)據(jù)有時又稱作非空間數(shù)據(jù),是屬于一定地物或現(xiàn)象、描述其特征的定性或定量指標;時域特征是指地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時刻或時段。由此,可以簡單地定義地理信息系統(tǒng)為用于采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數(shù)據(jù)的計算機信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)是有關(guān)空間數(shù)據(jù)管理和空間信息分析的計算機系統(tǒng)。依照其應(yīng)用領(lǐng)域,地理信息系統(tǒng)可分為土地信息系統(tǒng)、資源管理信息系統(tǒng)、地學(xué)信息系統(tǒng)等。
3、地理信息產(chǎn)業(yè),是以現(xiàn)代測繪技術(shù)和信息技術(shù)為基礎(chǔ)發(fā)展起來的綜合性產(chǎn)業(yè)。既包括 GIS(地理信息系統(tǒng))產(chǎn)業(yè)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)、航空航天遙感產(chǎn)業(yè),也包括測繪業(yè)和地理信息技術(shù)的專業(yè)應(yīng)用,還包括LBS(基于位置服務(wù))、地理信息服務(wù)和各類新興技術(shù)及其應(yīng)用。
開發(fā)地理信息系統(tǒng)都是為完成地理信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)的,近些年,各行各業(yè)都在開發(fā)地理信息系統(tǒng),無論哪個行業(yè)開發(fā)都離不開測繪科技,地理信息系統(tǒng)必須有基礎(chǔ)信息平臺,這就是所屬區(qū)域的基礎(chǔ)測繪資料,所以,測繪技術(shù)的日新月異,使實現(xiàn)社會信息化變?yōu)榭赡堋?/p>
四、數(shù)字城市。
數(shù)字城市是城市基礎(chǔ)地理空間框架,是數(shù)字化城市管理系統(tǒng)簡稱,是數(shù)字省和國家的重要組成部分,數(shù)字城市以計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)和大規(guī)模存儲技術(shù)為基礎(chǔ),以寬帶網(wǎng)絡(luò)為紐帶,運用遙感、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙測、仿真-虛擬等技術(shù),對城市進行多分辨率、多尺度、多時空和多種類的三維描述,即利用信息技術(shù)手段把城市的過去、現(xiàn)狀和未來的全部內(nèi)容在網(wǎng)絡(luò)上進行數(shù)字化虛擬實現(xiàn)。數(shù)字城市建設(shè)成果是用強大的地理信息系統(tǒng)來完成的,是科學(xué)技術(shù)的綜合體現(xiàn),數(shù)字城市系統(tǒng)開發(fā)建設(shè)為城市管理提供方便快捷服務(wù)。
五、地理國情監(jiān)測。
地理國情監(jiān)測是綜合利用全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)(GNSS)、航空航天遙感技術(shù)(RS)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)(GIS)等現(xiàn)代測繪技術(shù),綜合各時期已有測繪成果檔案,對地形、水系、交通、地表覆蓋等要素進行動態(tài)和定量化、空間化的監(jiān)測,并統(tǒng)計分析其變化量、變化頻率、分布特征、地域差異、變化趨勢等,形成反映各類資源、環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟要素的空間分布及其發(fā)展變化規(guī)律的監(jiān)測數(shù)據(jù)、地圖圖形和研究報告。地理國情監(jiān)測通過對地理國情進行動態(tài)測繪、統(tǒng)計,從地理的角度來綜合分析和研究國情,為政府、企業(yè)和社會各方面提供真實可靠和準確權(quán)威的地理國情信息。推進地理國情監(jiān)測工作,必須建立在豐富翔實的地理信息資源積累基礎(chǔ)之上,不僅需要掌握各時期的歷史檔案數(shù)據(jù),還要加快地理信息動態(tài)監(jiān)測,及時更新地理信息。做為測繪工作者要肩負起測繪發(fā)展的歷史使命,測繪隊伍要制定人才發(fā)展戰(zhàn)略,加快裝備的現(xiàn)代化。為我國測繪事業(yè)發(fā)展多做貢獻。
[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng) 地質(zhì) 礦產(chǎn) 勘查
[中圖分類號] P624 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2015)-3-124-1
1前言
地理信息系統(tǒng),簡稱GIS,是用于處理地理信息的系統(tǒng)。它綜合地理學(xué)、計算機科學(xué)、數(shù)學(xué)、信息學(xué)、測繪學(xué)等學(xué)科,以地理和測繪為基礎(chǔ),依靠計算機技術(shù)作為技術(shù)支撐,廣泛應(yīng)用于與空間信息有關(guān)的領(lǐng)域。
地理信息系統(tǒng)有三個基本特征。首先,地理信息系統(tǒng)是以計算機軟件為基礎(chǔ)的應(yīng)用系統(tǒng),其使用職能為通過計算機接收外部信息進行空間數(shù)據(jù)整理。其次,地理信息系統(tǒng)以多媒體數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為媒介,它的功能和使用范圍將隨著多媒體技術(shù)和數(shù)據(jù)庫的技術(shù)發(fā)展而發(fā)展。第三,地理信息系統(tǒng)經(jīng)由內(nèi)部處理器完善生成的數(shù)據(jù)具有兩大特點,分別是統(tǒng)計性和空間地理性。
2地理信息系統(tǒng)的發(fā)展背景
地理信息系統(tǒng)的發(fā)展只有50多年的歷史[1],了解地理信息系統(tǒng)出現(xiàn)的背景對于更好的認識地理信息系統(tǒng)有重要的意義。
首先,地理信息系統(tǒng)以地理學(xué)為認識基礎(chǔ)。從概念上看,地理信息系統(tǒng)就是處理和地理有關(guān)的信息。在經(jīng)歷了傳統(tǒng)地理學(xué)、計量地理學(xué)之后,地理學(xué)如今走向了信息化的道路。通過計算機技術(shù)的引用,將過去紙面上、手頭上的數(shù)據(jù)進行信息處理與加工,進而系統(tǒng)化、統(tǒng)一化、定量化、動態(tài)化。地理信息系統(tǒng)作為一種新思想、新技術(shù)豐富了解決地理問題的手段,是地理學(xué)科走向多元化發(fā)展的道路。
其次,地理信息系統(tǒng)以地圖學(xué)為方法基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的地圖表達方式具有更新慢、效率低等缺陷,如今計算機技術(shù)的引入使得地圖學(xué)以信息的形式存在于系統(tǒng)中,計算機通過外部輸入獲得信息,通過內(nèi)部程序進行加工處理,從而獲得精確可靠的地理信息。而且由于計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,其更新快、實時性強、精度高的特點更為突出。不過,傳統(tǒng)的地圖學(xué)提供的地理信息系統(tǒng)以地圖學(xué)色彩設(shè)計與表示方法、地圖制圖綜合、地圖量算與分析、專題數(shù)據(jù)處理與
表示方法等都在地理信息系統(tǒng)得到了延續(xù)。
第三,地理信息系統(tǒng)以空間對地觀測獲得新的信息源。如何獲得可靠、豐富且實時的信息源一直以來是地理信息系統(tǒng)發(fā)展過程中的重要問題。傳統(tǒng)的信息來源是在地圖學(xué)發(fā)展的基礎(chǔ)上出現(xiàn)的,如實地測繪、航空攝影、探險考察等。如今計算機網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫的發(fā)展很好的解決了困難。衛(wèi)星、航天飛機、無人機等實時化、全球化通信網(wǎng)絡(luò)成為了地理信息系統(tǒng)獲取新信息的重要工具,對地理信息系統(tǒng)來說,這是其發(fā)展過程中極其重要的一環(huán)。
3地理信息系統(tǒng)的發(fā)展
地理信息系統(tǒng)從上世紀60年代誕生到現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展了50多年,世界各國已經(jīng)開始應(yīng)用地理信息系統(tǒng)來進行空間數(shù)據(jù)的儲存、獲取、傳輸和處理等,給管理人員和決策人員提供巨大的信息保障。在了解了地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生的背景之后,我們更要知道地理信息系統(tǒng)50多年的發(fā)展歷史,更好的認識地理信息系統(tǒng)以便在今后的使用中得心應(yīng)手。
地理信息系統(tǒng)的最初構(gòu)想由加拿大的Roger F.Tomlinson 和美國的 Duane F.Marbel 在二十世紀六十年代初分別提出。之后加拿大人Tomlinson 于1962年提出使用計算機技術(shù)的方法建立加拿大地理信息系統(tǒng),簡稱CGIS,其功能主要是進行地圖的疊加和量算。這是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的第一階段,屬于開拓期。這一時期內(nèi),研究人員利用計算機技術(shù)開發(fā)了一些簡單的軟件,后人稱之為地理信息系統(tǒng)軟件包。然后利用這些軟件包進行空間數(shù)據(jù)的地學(xué)處理。1972年CGIS在簡單完善后投入使用,美、英也開始進行相關(guān)研究的工作。二十世紀七十年代是地理信息系統(tǒng)的平穩(wěn)發(fā)展階段,注重管理是這一階段的主要內(nèi)容。進入八十年代,地理信息系統(tǒng)實現(xiàn)了技術(shù)上的重大突破,空間決策支持分析的出現(xiàn)使得地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣,各國政府也從中獲得了利益,因此,相關(guān)的研究機構(gòu)被設(shè)立,地理信息系統(tǒng)進入快速發(fā)展的階段。1992年,Goodchild提出地理信息科學(xué)概念,旨在研究應(yīng)用計算機技術(shù)處理、儲存、管理、分析地理信息過程中的一系列基本問題。地理信息科學(xué)的提出使得地理信息系統(tǒng)理論化,這是地理信息系統(tǒng)發(fā)展的必然結(jié)果。二十世紀九十年代地理信息系統(tǒng)已經(jīng)服務(wù)于多種行業(yè),特別是地理信息科學(xué)的提出使得它將有更加廣闊的未來。時間進入二十一世紀,近十年來,遙感、全球定位系統(tǒng)、國際互聯(lián)網(wǎng)等現(xiàn)代信息技術(shù)與地理信息系統(tǒng)相互聯(lián)系、相互滲透,它們之間已經(jīng)發(fā)展形成了以地理信息系統(tǒng)為核心的集成化技術(shù)系統(tǒng)。新時代、新技術(shù)的蓬勃發(fā)展給地理信息系統(tǒng)注入了新的活力,而地理信息系統(tǒng)廣闊的應(yīng)用前景必將使得它在今后擁有更好的未來。
4地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查中的應(yīng)用
地理信息系統(tǒng)在現(xiàn)今高新技術(shù)層出不窮的背景下飛速發(fā)展,加之信息化技術(shù)和信息化產(chǎn)業(yè)的不斷完善,地理信息系統(tǒng)已經(jīng)在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域取得了重大發(fā)展。
地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展主要表現(xiàn)在地質(zhì)制圖、地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測、石油勘探資料管理和礦產(chǎn)資源預(yù)測等方面。我們著重介紹其在地質(zhì)礦產(chǎn)勘察方面的發(fā)展。
首先是地理信息系統(tǒng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探制圖。長久以來,礦產(chǎn)、石油勘探都需要通過地質(zhì)、物探等得到相關(guān)資料做成地圖,以完成相關(guān)信息的綜合。不過傳統(tǒng)的地質(zhì)制圖方法存在效率低下、利用率低、管理繁雜等不足,已經(jīng)不適應(yīng)如今迅速發(fā)展的油氣勘探、礦產(chǎn)開發(fā)等領(lǐng)域。地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)很好的解決了這一問題,它可以實現(xiàn)各種專題圖的可視化、數(shù)字化,并通過數(shù)據(jù)庫對其進行管理,存貯方便且查詢?nèi)菀住?/p>
其次是地理信息系統(tǒng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)勘探數(shù)據(jù)管理。在地質(zhì)礦產(chǎn)勘探過程中,如何對龐大的數(shù)據(jù)資料進行管理是很重要的問題。如今,地理信息系統(tǒng)通過將各種文本資料錄入,圖形資料數(shù)字化,從而完成由文本、圖形到數(shù)據(jù)的移植。這種方式便于保存,且通過識別碼連接實現(xiàn)對空間信息、屬性資料的一體化管理,繼而做到對礦產(chǎn)地質(zhì)信息的全方位管理與應(yīng)用。
第三是地理信息系統(tǒng)用于礦產(chǎn)資源預(yù)測。勘查人員在研究地質(zhì)礦產(chǎn)資源的過程中會遇到很多棘手的問題。惡劣的地質(zhì)環(huán)境,簡陋的分析設(shè)備以及不可預(yù)知的自然環(huán)境都使得研究人員頭痛欲裂。不過,地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)有效的降低了這一問題的難度?,F(xiàn)今,大量的地源信息、地質(zhì)資料已被獲得,研究人員要做的就是將它們錄入地理信息系統(tǒng)中,然后通過計算機技術(shù)進行處理就能獲得有價值的信息。
地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展中發(fā)揮了巨大作用,取得了很多成果。美國、加拿大、澳大利亞等過早在1985~1989年就將其應(yīng)用于地質(zhì)礦產(chǎn)調(diào)查和填圖[2]。2002年,澳大利亞得研究人員攜帶筆記本電腦于野外采集地質(zhì)數(shù)據(jù),并建立相關(guān)數(shù)據(jù)庫。Zhou[3]以其建成的中國金礦大型數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ),使用地理信息系統(tǒng)進行成礦地理分析,預(yù)測區(qū)域成礦靶區(qū)。中國地質(zhì)科學(xué)院方一平等建成1:500萬中國礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫,中國地質(zhì)礦產(chǎn)信息研究院吳仲煌將GIS應(yīng)用于礦產(chǎn)資源區(qū)域評價。此外,我國1:50萬數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫[4]已經(jīng)建立完成??偠灾?,通過地理信息系統(tǒng)輔助,研究人員可以基于大量的信息進行空間采樣,從而對地質(zhì)礦產(chǎn)勘查進行預(yù)測和指導(dǎo)。
5地理信息系統(tǒng)的未來展望
地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)量龐大、信息多元化、定量化分析等特點正是傳統(tǒng)地質(zhì)研究中所缺乏的。不過地理信息系統(tǒng)也存在著如分析對設(shè)備要求較高、硬件花費較大、收集資料耗時耗力等不足。隨著地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用被越來越廣泛的開發(fā),地理信息系統(tǒng)在地質(zhì)礦產(chǎn)勘查領(lǐng)域的發(fā)展將會朝以下幾個趨勢發(fā)展:高維化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化和智能化。我們相信地理信息系統(tǒng)的研究將使其更加完善,并更好的服務(wù)于各行各業(yè)。
參考文獻
[1] 王家耀,成毅,吳明光,孫慶輝. 地理信息系統(tǒng)的演進與發(fā)展. 測繪科學(xué)技術(shù)學(xué)報. 2008, 8 (5), No.4.
[2] 鄭貴洲.地理信息系統(tǒng)(GIS)在地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用[J]. 地球科學(xué), 1998, 23(4): 420~423.
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