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摘要:本文通过深入的分析,介绍了GIS数据采集与数字化测绘的相同之处和区别,供大家参考。
关键词:GIS 数据采集;数字化测绘;关系
中图分类号:P237文献标识码: A文章编号:
地理信息系统由地理数据、GIS 软件、计算机硬件和用户4部分组成,其中地理数据犹如人体中的血液和汽车中的汽油,在地理信息系统中具有非常重要的基础作用。所以,地理信息调查或 GIS 数据采集是地理信息工程中一项重要的工作,是大部分地理信息工程中工程量最大的子工程。虽然为地理信息系统采集数据和数字化测绘都采用相同的测量或定位技术,但 GIS 数据采集并不等同于数字化测绘。所以在 GIS 数据采集工作中,应从管理地理对象或地理信息的角度抽象和测量地理实体,并组织和管理其数据。总之,深入探讨二者的相同之处和不同之处,对于当前广泛开展的地理信息工程,尤其是 GIS 数据采集工作具有重要的指导作用。
为地理信息系统采集地理信息或数据的工作统称为地理信息调查,又称为 GIS 数据采集。受传统测绘业务和惯性思维的影响,很多测绘专业技术人员都把 GIS 数据采集视为数字化测绘,尤其是为各种城市地理信息系统采集数据的工作。例如城镇地籍调查和城市部件调查等都是典型的GIS 数据采集项目,却都被视为数字化测绘业务,结果出现了很多诸如数据不符合相应地理信息系统要求等不应该出现的问题。本文在总结笔者长期从事地理信息工程和测绘工程经验的基础上,深入探讨了 GIS 数据采集与数字化测绘之间的异同之处。
1 GIS 数据采集与数字化测绘的相同之处
GIS 数据采集与数字化测绘是两项性质不同的业务,但它们之间也有很多相同之处,具体说来包括以下两个方面。
1.1 对象相同
GIS 数据采集与数字化测绘的对象都是地球表面上的地理实体,虽然二者的侧重点不同( 前者侧重于某一行业或某种专题地理实体,后者则侧重于全部的地理实体) ,甚至有时对同一个客观实体的命名也不同,但二者都需要测量地理实体的空间位置和几何形状。
1.2 技术相同
GIS 数据采集与数字化测绘都使用全站仪、GPS等测绘仪器,都采用解析法等测量和定位方法,都是在某一空间参考基准或坐标系统下开展工作,可以说GIS数据采集与数字化测绘采用相同的测量或
定位技术。
例如,在城市部件调查中,需要在与调查底图同一个空间参考基准下开展城市部件空间数据的采集工作,而城市部件的空间位置与几何形状的采集既可以用全站仪采集,也可以用 GPS 接收机采集,且大都用解析法采集。同样,在城镇地籍调查中,界址点测量是城镇地籍调查采集宗地空间数据的基本工作,通常也都用全站仪和 GPS 接收机,也都采用解析法测量。
2 GIS数据采集与数字化测绘的区别
GIS数据采集与数字化测绘虽有以上相同之处,但二者在工作目的、工作内容、选取和抽象的原则、工作难点、精度要求以及数据组织与管理的方法等方面有着明显的区别。
2.1 工作目的不同
GIS 数据采集与数字化测绘都需要采集与地理实体定位和形状等几何特征有关的空间数据,但前者是为了管理地理实体,后者则是为了在地图上表达地理实体。
GIS 数据采集是为地理信息系统采集数据的工作,地理实体作为地理信息系统管理的对象具有明显的空间分布特征,其定位和形状方面的信息是重要的地理信息,因此,需要采集地理实体定位和形状方面的数据,作为地理信息系统管理的重要内容。而数字化测绘则是测量和表达地理信息的技术,它测量地理实体特征点的位置,并将这些数据可视化,绘制成地图,其目的在于反映和表达地理信息。
2.2 工作内容不同
GIS 数据采集的地理信息不仅包括空间数据,也包括属性数据。数字化测绘仅仅采集地理实体的空间数据。例如,在城市部件调查中,不仅要采集城市部件的空间数据,还需要调查其管理部门、权属部门、维护部门和状态等属性信息。在城镇地籍调查中,除了要测量界址点的坐标来确定宗地的空间位置和面积外,还需要调查宗地的权利人、权属性质、土地利用类型和四至等属性信息。
2.3 选取和抽象的原则不同
测绘地图,尤其是测绘大比例尺地形图时,选取地物的原则: 一是地物的空间大小,二是地物的重要程度。通常情况下,比较大的和比较重要的地物都会被选取并绘制到地图上,而抽象的原则则完全是根据地物的空间大小与地图的比例尺来确定的,即空间尺寸大于比例尺精度的地物通常都会被依比例尺表达,而空间尺寸小于比例尺精度的地物通常都会被不依比例尺或半依比例尺表达为点状符号或线状符号。
采集 GIS 数据时,地理对象的选取原则完全取决于该地理对象是否是系统管理的对象,地理对象的抽象原则完全取决于系统管理的需要,而不管它的空间尺寸和重要程度。例如,在数字化城市管理
系统中,建筑工地再大也被抽象为点,而绿地再小也被抽象为面。
2.4 工作难点不同
GIS 数据采集的难点是属性调查,而数字化测绘的难点是地物和地形的抽象及表达。地理实体的属性信息不像其空间特征那么直观,需要到相关的部门查阅资料和询问相关的人员,而且要保证调查得到的信息必须完整和准确。
例如,在城市部件调查中,由于城市基础设施和公用设施建设的不规范或多样化,许多城市部件很难界定其名称,这样就更难以调查其他属性信息了。在数字化测绘工作中,地物和地形本身的形状就很复杂,从现实中抽象出其空间形状和特征点并测量其坐标就是一件困难的事情,而更困难的就是在地图上根据其特征点用地图符号将其表达出来,尤其是复杂地形的表达,以及复杂的综合地物的表达。例如,在城市大比例尺地形图测绘工作中,由于建筑和道路设计的多样化,许多建筑物和道路设施不仅难以抽象测量,更难以在图上用符号表达。
2.5 精度要求不同
GIS 数据采集和数字化测绘对地理实体定位测量的精度要求通常是不同的,与同一比例尺地形图测绘精度相比较,有些 GIS 数据采集精度要求较高,有些则很低。
在城市部件调查中,数字化城市管理系统对城市部件空间数据的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,是非常低的。在城镇地籍调查中,城镇地籍信息系统对界址点的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,则是比较高的。城镇地籍测量对界址点测量的点位中误差的要求为不大于 ±0.05m,是其调查底图1:500 地形图对地物特征点点位中误差要求的五分之一。
2.6 数据组织和管理方法不同
地图数据与 GIS 数据是两个相近的概念,地图数据强调对地理信息的描述或地理实体的表达,是以制作地图为目标的;而 GIS 数据则强调对地理信息或地理实体的管理,是以建立管理系统为目标的。虽然二者的空间数据都是几何数据,且生产方式相同,有时把地图数据与 GIS 数据都称为空间数据,但其组织方式和管理方法却不完全相同,前者通常采用面条数据或实体数据结构,而后者通常则使用拓扑数据结构,以便对地理实体的空间位置关系进行分析。
地图主要是用地图符号表达地理实体特征的,所以,地图数据主要表达地理信息的各类地图符号数据,其最大特点是只有几何数据(或只有几何数据及其属性编码),没有属性数据,是用地图符号表达地理实体属性特征的。而 GIS 则是用属性信息表达地理实体的属性特征,所以,GIS 数据由两部分组成,一部分是描述地理实体几何特征的几何数据,另一部分则是反映地理实体属性信息的属性数据。GIS 数据可以根据其属性数据将几何数据符号化后转换为地图数据,只是丰富了 GIS 数据,但它仍与地图数据有明显的差别。空间数据和属性数据因为特性不同,其管理方式也不相同,空间数据通常都是用文件方式进行管理的,而属性数据则是用數据库方式管理的。
3、结语
GIS 数据与地图数据本身是两种不同的地理空间数据,其采集方法和内容也不尽相同。深入研究 GIS 数据采集与数字化测绘在工作对象、工作目的、工作内容、工作难点、应用技术、选取和抽象的原则、精度要求以及数据组织与管理方法等方面的异同之处,这对当前广泛开展的地理信息工程,尤其是 GIS 数据采集工作具有重要的指导作用。
关键词:GIS 数据采集;数字化测绘;关系
中图分类号:P237文献标识码: A文章编号:
地理信息系统由地理数据、GIS 软件、计算机硬件和用户4部分组成,其中地理数据犹如人体中的血液和汽车中的汽油,在地理信息系统中具有非常重要的基础作用。所以,地理信息调查或 GIS 数据采集是地理信息工程中一项重要的工作,是大部分地理信息工程中工程量最大的子工程。虽然为地理信息系统采集数据和数字化测绘都采用相同的测量或定位技术,但 GIS 数据采集并不等同于数字化测绘。所以在 GIS 数据采集工作中,应从管理地理对象或地理信息的角度抽象和测量地理实体,并组织和管理其数据。总之,深入探讨二者的相同之处和不同之处,对于当前广泛开展的地理信息工程,尤其是 GIS 数据采集工作具有重要的指导作用。
为地理信息系统采集地理信息或数据的工作统称为地理信息调查,又称为 GIS 数据采集。受传统测绘业务和惯性思维的影响,很多测绘专业技术人员都把 GIS 数据采集视为数字化测绘,尤其是为各种城市地理信息系统采集数据的工作。例如城镇地籍调查和城市部件调查等都是典型的GIS 数据采集项目,却都被视为数字化测绘业务,结果出现了很多诸如数据不符合相应地理信息系统要求等不应该出现的问题。本文在总结笔者长期从事地理信息工程和测绘工程经验的基础上,深入探讨了 GIS 数据采集与数字化测绘之间的异同之处。
1 GIS 数据采集与数字化测绘的相同之处
GIS 数据采集与数字化测绘是两项性质不同的业务,但它们之间也有很多相同之处,具体说来包括以下两个方面。
1.1 对象相同
GIS 数据采集与数字化测绘的对象都是地球表面上的地理实体,虽然二者的侧重点不同( 前者侧重于某一行业或某种专题地理实体,后者则侧重于全部的地理实体) ,甚至有时对同一个客观实体的命名也不同,但二者都需要测量地理实体的空间位置和几何形状。
1.2 技术相同
GIS 数据采集与数字化测绘都使用全站仪、GPS等测绘仪器,都采用解析法等测量和定位方法,都是在某一空间参考基准或坐标系统下开展工作,可以说GIS数据采集与数字化测绘采用相同的测量或
定位技术。
例如,在城市部件调查中,需要在与调查底图同一个空间参考基准下开展城市部件空间数据的采集工作,而城市部件的空间位置与几何形状的采集既可以用全站仪采集,也可以用 GPS 接收机采集,且大都用解析法采集。同样,在城镇地籍调查中,界址点测量是城镇地籍调查采集宗地空间数据的基本工作,通常也都用全站仪和 GPS 接收机,也都采用解析法测量。
2 GIS数据采集与数字化测绘的区别
GIS数据采集与数字化测绘虽有以上相同之处,但二者在工作目的、工作内容、选取和抽象的原则、工作难点、精度要求以及数据组织与管理的方法等方面有着明显的区别。
2.1 工作目的不同
GIS 数据采集与数字化测绘都需要采集与地理实体定位和形状等几何特征有关的空间数据,但前者是为了管理地理实体,后者则是为了在地图上表达地理实体。
GIS 数据采集是为地理信息系统采集数据的工作,地理实体作为地理信息系统管理的对象具有明显的空间分布特征,其定位和形状方面的信息是重要的地理信息,因此,需要采集地理实体定位和形状方面的数据,作为地理信息系统管理的重要内容。而数字化测绘则是测量和表达地理信息的技术,它测量地理实体特征点的位置,并将这些数据可视化,绘制成地图,其目的在于反映和表达地理信息。
2.2 工作内容不同
GIS 数据采集的地理信息不仅包括空间数据,也包括属性数据。数字化测绘仅仅采集地理实体的空间数据。例如,在城市部件调查中,不仅要采集城市部件的空间数据,还需要调查其管理部门、权属部门、维护部门和状态等属性信息。在城镇地籍调查中,除了要测量界址点的坐标来确定宗地的空间位置和面积外,还需要调查宗地的权利人、权属性质、土地利用类型和四至等属性信息。
2.3 选取和抽象的原则不同
测绘地图,尤其是测绘大比例尺地形图时,选取地物的原则: 一是地物的空间大小,二是地物的重要程度。通常情况下,比较大的和比较重要的地物都会被选取并绘制到地图上,而抽象的原则则完全是根据地物的空间大小与地图的比例尺来确定的,即空间尺寸大于比例尺精度的地物通常都会被依比例尺表达,而空间尺寸小于比例尺精度的地物通常都会被不依比例尺或半依比例尺表达为点状符号或线状符号。
采集 GIS 数据时,地理对象的选取原则完全取决于该地理对象是否是系统管理的对象,地理对象的抽象原则完全取决于系统管理的需要,而不管它的空间尺寸和重要程度。例如,在数字化城市管理
系统中,建筑工地再大也被抽象为点,而绿地再小也被抽象为面。
2.4 工作难点不同
GIS 数据采集的难点是属性调查,而数字化测绘的难点是地物和地形的抽象及表达。地理实体的属性信息不像其空间特征那么直观,需要到相关的部门查阅资料和询问相关的人员,而且要保证调查得到的信息必须完整和准确。
例如,在城市部件调查中,由于城市基础设施和公用设施建设的不规范或多样化,许多城市部件很难界定其名称,这样就更难以调查其他属性信息了。在数字化测绘工作中,地物和地形本身的形状就很复杂,从现实中抽象出其空间形状和特征点并测量其坐标就是一件困难的事情,而更困难的就是在地图上根据其特征点用地图符号将其表达出来,尤其是复杂地形的表达,以及复杂的综合地物的表达。例如,在城市大比例尺地形图测绘工作中,由于建筑和道路设计的多样化,许多建筑物和道路设施不仅难以抽象测量,更难以在图上用符号表达。
2.5 精度要求不同
GIS 数据采集和数字化测绘对地理实体定位测量的精度要求通常是不同的,与同一比例尺地形图测绘精度相比较,有些 GIS 数据采集精度要求较高,有些则很低。
在城市部件调查中,数字化城市管理系统对城市部件空间数据的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,是非常低的。在城镇地籍调查中,城镇地籍信息系统对界址点的定位精度与其调查底图的测绘精度相比,则是比较高的。城镇地籍测量对界址点测量的点位中误差的要求为不大于 ±0.05m,是其调查底图1:500 地形图对地物特征点点位中误差要求的五分之一。
2.6 数据组织和管理方法不同
地图数据与 GIS 数据是两个相近的概念,地图数据强调对地理信息的描述或地理实体的表达,是以制作地图为目标的;而 GIS 数据则强调对地理信息或地理实体的管理,是以建立管理系统为目标的。虽然二者的空间数据都是几何数据,且生产方式相同,有时把地图数据与 GIS 数据都称为空间数据,但其组织方式和管理方法却不完全相同,前者通常采用面条数据或实体数据结构,而后者通常则使用拓扑数据结构,以便对地理实体的空间位置关系进行分析。
地图主要是用地图符号表达地理实体特征的,所以,地图数据主要表达地理信息的各类地图符号数据,其最大特点是只有几何数据(或只有几何数据及其属性编码),没有属性数据,是用地图符号表达地理实体属性特征的。而 GIS 则是用属性信息表达地理实体的属性特征,所以,GIS 数据由两部分组成,一部分是描述地理实体几何特征的几何数据,另一部分则是反映地理实体属性信息的属性数据。GIS 数据可以根据其属性数据将几何数据符号化后转换为地图数据,只是丰富了 GIS 数据,但它仍与地图数据有明显的差别。空间数据和属性数据因为特性不同,其管理方式也不相同,空间数据通常都是用文件方式进行管理的,而属性数据则是用數据库方式管理的。
3、结语
GIS 数据与地图数据本身是两种不同的地理空间数据,其采集方法和内容也不尽相同。深入研究 GIS 数据采集与数字化测绘在工作对象、工作目的、工作内容、工作难点、应用技术、选取和抽象的原则、精度要求以及数据组织与管理方法等方面的异同之处,这对当前广泛开展的地理信息工程,尤其是 GIS 数据采集工作具有重要的指导作用。