地理信息系统与遥感技术融合于测绘数据处理的应用分析

引言

地理信息系统是对地理空间数据进行加工、处理、管理、分析、显示的一套数据采集、数据存储、管理、显示于一体的空间信息系统；遥感技术是以非接触的方式，通过传感器来获取地球表面的数据，是一种信息获取的技术，获取范围广、周期短，能够周期性的获取数据。在测绘领域的应用中，该技术不仅显著提高了测绘精度，更展现了出色的综合性能。它能迅速测量大范围工程项目，且测量数据的准确性完全符合要求，因而成为当前广泛应用的测绘技术之一。而结合地理信息技术，可以利用遥感技术获取大范围的地理数据，通过卫星图像和航空摄影图像等，快速准确地获取地理信息。此外 , 地理信息技术可以将采集到的数据进行数字化处理，实现高效的数据整合和处理。通过地理信息系统（GIS）软件和其他地理信息技术工具，可以对数据进行快速分析、比较和展示，大大提高了测绘工作的效率。将两者有机的融合应用到测绘数据处理中，能够充分发挥两者的优势，取长补短，极大的提高测绘数据的处理质量与效率，为各行各业提供更好的地理空间服务，因此对于地理信息系统与遥感技术进行融合应用到测绘数据处理中的研究具有十分重要的价值。

一、地理信息系统与遥感技术的概念及特点

1. 地理信息系统（GIS）

GIS 是具有以下特点：地理信息系统是指利用计算机的软硬件系统，对整个地球表层 ( 包括大气层在内) 空间中分布的地物所进行的采集、储存、管理、运算、分析、显示、描述的系统。

数据管理能力强：支持海量地理空间数据的组织、存储、管理和方便查询、提取、更新等。空间分析强大：通过对地理空间数据缓冲分析、叠加分析、网络分析等各种分析，分析出数据中隐含的空间信息。

可视化呈现结果：将地理空间数据以可视化的方式进行呈现，例如地图、图表等，使其更易于理解和分析。​

2. 遥感技术（RS）

遥感技术是利用遥远距离对目标反射或自身发射的电磁波、可见光、红外线探测、鉴别地物目标的一种技术。其具有如下特点：

大面积同步观测：短时间实现对大面积地表同步观测获得大面积地理信息数据，避免了传统方法测绘效率低、范围小的局限。

时效性强：地理信息数据实现实时更新，对地物信息如城市建设、土地利用变化、自然灾害等有即时反映。

数据获取手段丰富：能够使用不同的遥感平台（如卫星、飞机、无人机等）、传感器获取不同种类的遥感数据（光学影像/ 雷达影像、热红外影像等），满足不同应用需求。

二、地理信息系统与遥感技术融合的必要性

1. 弥补各自的不足

地理信息系统空间分析功能及数据处理能力很强，但所提供的数据主要来源于外界输入的，不能直接提供地理信息，遥感技术可以在短时间内提供大范围的地理信息获取数据，但数据处理分析能力较弱，无法对复杂的地理问题进行分析处理，两者结合，可以达到取长补短、优势互补的效果。

2. 提高测绘数据处理的效率和精度

遥感技术能够对遥感数据进行快速获取，地理信息系统能够对遥感数据进行快速运算和分析管理，二者结合，能够实现对数据的自动化处理和数据分析，减少人工的干预，提高对测绘数据的处理分析速度，能够利用地理信息系统的空间分析功能对遥感数据进行纠正和验证，提高测绘数据的精度。

3. 满足复杂应用的需求

随着社会经济的发展，对地理信息的要求也越来越复杂，如城市三维建模、环境检测和评价、灾害应急响应等要求，涉及地理信息的方方面面，需要各种数据和技术手段，单纯的地理信息系统或遥感技术无法满足。二者的融合将各种数据和技术融为一体，为复杂应用提供支持和保障。

三、地理信息系统与遥感技术融合在测绘数据处理中的应用

地理信息系统（GIS）与遥感技术（RS）的融合为测绘数据处理带来了翻天覆地的变化。这种数据融合不仅实现了数据源的多样性和高度精确性，而且通过 GIS 的强大数据处理、分析和可视化能力，与RS 的高效信息获取优势形成了互补。从数据的收集到特定行业的应用，都展现出了其显著的价值。地理信息系统（GIS）在诸如地形测绘、土地管理、城市规划和灾害应对等多个方面都具有广泛的实用性，为各种类型的测绘任务提供了科学而有效的技术支持。

1. 数据采集与预处理

在测绘数据源方面，遥感数据是主要的遥感数据之一，遥感卫星、飞机等获取的遥感影像数据可以用于测绘数据处理，以获取更多的原始数据，而地理信息系统可以处理遥感影像，去除遥感影像中的偏差和干扰，优化遥感影像，同时地理信息系统可以将遥感影像与现有的地理信息数据进行叠加处理。例如，在西藏自治区山南市的基础测绘项目中，技术团队利用高分七号卫星获取的 0.5 米分辨率立体影像，结合 GIS 系统的空间校正功能，将影像坐标误差控制在 3 米以内，同时通过 GIS 的拓扑检查工具剔除了 15% 的冗余数据，为后续测绘工作奠定了高质量的数据基础。

2. 地形测绘​

地形测绘同样是测绘数据处理的重要内容，地理信息系统和遥感技术在测绘地形方面也有大量运用。运用遥感技术获得的三维遥感影像，通过摄影测量方法形成 DEM，地理信息系统可进一步对 DEM 进行处理分析，如制作等高线、坡度图、坡向图等，为地形分析和设计提供基础数据。同时，运用地理信息系统的 3D 可视化功能，将 DEM 与遥感影像进行叠加得到三维地形模型，直观呈现地形的起伏变化。以山南市雅鲁藏布江沿岸地形测绘为例，该区域山高谷深、地质复杂，传统测量难以全覆盖。技术团队采用无人机遥感获取的 1:5000立体影像，结合 GIS 的 TIN（不规则三角网）建模技术，构建了精度达 1 米的 DEM，清晰呈现了河谷阶地、滑坡体等地形特征。

3. 土地利用与覆盖变化监测

土地利用与覆盖变化监测是国土资源管理、环境保护等方面的重要工作。地理信息技术与遥感技术可以实现土地利用、覆盖变化的实时、准确监测，通过不同时期的遥感影像图进行土地利用和覆盖变化信息提取，地理信息系统可以实现对变化信息的储存、管理、分析，输出土地利用图与土地利用变化统计等数据，运用地理信息的空间分析功能，分析土地利用变化的原因、方向、影响，为土地资源利用和管理工作提供科学的依据。在对山南市土地使用状况进行监测的过程中，技术团队对2015 年和2025 年的遥感图像数据进行了对比和分析。

利用 GIS 的空间重叠特性发现，在过去 10 年的时间里，泽当街道周边的建筑用地面积增加了 1200 公顷；实行退耕还林的政策后，林地的总面积扩大了 800 公顷。利用 GIS 生成的变化转移矩阵还揭示了如“耕地→建设用地”和“草地→林地”等土地转换，这为地区性的土地规划提供了宝贵的数据支持。

4. 城市规划与管理

在城市建设和管理中地理信息系统和遥感技术应用于城市规划方面，例如遥感技术能够短时间了解城市现状，包括建筑用地、公路路网、绿地等现状信息。而地理信息系统则能够通过这些信息数据综合处理，建立城市地理信息数据库。通过地理信息系统的地理分析及可视化功能来实现城市规划方案的设计与规划功能，包括城市用地规划、城市交通规划、城市基础设施规划等，通过遥感技术在城市规划中的应用，实时监控城市发展信息，为城市规划设计提供实时数据信息等。GIS 可以与城市实景三维模型进行融合，将城市的各种属性数据，如: 产权数据、人口数据、交通流量等与三维模型进行关联。通过GIS 的查询和空间分析功能，可以为制定城市规划提供便利的工具，或通过与地下管线等市政管网的融合，方便市政管网的管理。山南市三维规划与管理运用倾斜摄影测量技术获取山南市城区实景三维模型，并导入到 GIS 中，山南市规划师可以利用实景三维模型，方便的查看现状建筑的高度、层高、布局等，对新建项目选址、容积率等进行分析，避免出现方案与现状不符的现象；山南市 GIS可以方便的将城市的地下管网与实景三维模型进行融合，通过对管网与三维模型的关联，可以方便管网的查询和定位，方便管网的维护和检修；同时可以通过 GIS 和遥感技术可以实时监控城市的违章建筑、违法用地等情况。

5. 灾害监测与应急响应

在灾害监测及响应中，地理信息系统和遥感的结合能够及时准确地获取灾害信息资料，有效支持灾害防治和救援工作。遥感技术获取灾情影像，在灾害发生后第一时间获取灾区的遥感影像，掌握灾害发生范围、规模和程度。地理信息系统对影像进行加工处理，分析和编制成地震震害图、洪水淹没图等灾害专题图，地理信息系统结合已有的地理信息( 人口分布、交通线路、医疗卫生设施等 ) 进行灾害损失评价、救灾资源分配，提高应急反应的科学化、效率化。例如，2023 年山南市隆子县发生滑坡灾害时，技术团队在灾后 12 小时内获取了无人机遥感影像，通过 GIS 与 RS 的协同分析，精准识别出 2.5 平方千米的受灾区，并划定了 3个紧急疏散通道，为救援队伍提供了实时数据支持。

结语

地理信息系统与遥感技术应用于测绘数据处理中的理论基础和实践意义重大。两者相互融合，能够弥补各自技术的缺陷，提高测绘数据处理的效率和准确性，满足复杂的应用需求。地理信息系统和遥感技术将朝着智能化、实时化、一体化、大众化方向融合发展，是测绘地理信息发展的新挑战和新机遇。因此要不断发展二者融合技术，不断提高测绘数据处理水平，为推动社会经济发展提供更好的地理信息保障服务。

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