關(guān)于數(shù)字化測圖技術(shù)課程教學(xué)的幾點(diǎn)思考

楊 娟，許東升

宿州學(xué)院地球科學(xué)與工程和學(xué)院，安徽宿州，234000

20世紀(jì)70年代，隨著光電測距和計算機(jī)技術(shù)在測繪領(lǐng)域的應(yīng)用，產(chǎn)生了全站型電子速測儀和計算機(jī)輔助制圖系統(tǒng)，兩者的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了野外數(shù)據(jù)采集到內(nèi)業(yè)制圖的全過程數(shù)字化，這種大比例尺的地形圖測圖方法簡稱為數(shù)字化測圖[1]。

隨著數(shù)字化測圖技術(shù)的逐漸成熟及野外數(shù)字化測繪儀器和軟件價格的大幅下跌，野外直接數(shù)字化測圖方法被廣泛應(yīng)用于各測繪領(lǐng)域。數(shù)字化測圖技術(shù)以其精度高、作業(yè)效率高、經(jīng)濟(jì)效益高、勞動強(qiáng)度低、數(shù)據(jù)點(diǎn)位精度高、便于保存、更新及共享等優(yōu)勢，徹底淘汰了傳統(tǒng)的人工模擬測圖，其成果主要表現(xiàn)為原來的紙質(zhì)地形圖，能滿足數(shù)字化、信息化時代的需求，數(shù)據(jù)利用率高，極大地促進(jìn)了測繪行業(yè)的信息化進(jìn)程，因此，數(shù)字化測圖技術(shù)廣泛應(yīng)用于大比例尺地形測量工作，并且成為大比例尺地形圖測量工作的主要技術(shù)手段。以地形圖為研究對象的數(shù)字化測圖技術(shù)課程，在測繪工程專業(yè)課程中的地位較為突出，掌握數(shù)字化測圖技術(shù)是測繪工程專業(yè)學(xué)生提高專業(yè)素養(yǎng)、適應(yīng)信息化發(fā)展的前提。

1 教學(xué)分析

數(shù)字化測圖技術(shù)課程是測繪工程本科專業(yè)的一門必修課程，一般將其定位為專業(yè)知識及應(yīng)用能力中的測繪專業(yè)基礎(chǔ)素質(zhì)課，但其在生產(chǎn)應(yīng)用中的地位又十分重要[2-6]。其教學(xué)內(nèi)容包括理論教學(xué)和實(shí)踐教學(xué)兩部分，教學(xué)目的是教會學(xué)生完成地形圖的測繪。教師在教學(xué)過程中，要充分分析教學(xué)內(nèi)容，并根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，由淺入深地安排教學(xué)。

1.1 理論教學(xué)分析

數(shù)字化測圖技術(shù)課程的理論教學(xué)主要包括以下幾個方面內(nèi)容。

(1)計算機(jī)繪圖基礎(chǔ)：主要講解數(shù)字化測圖的系統(tǒng)組成、優(yōu)勢及展望，是課程學(xué)習(xí)的入門知識。

(2)全站儀控制數(shù)據(jù)采集：主要包括二維圖形繪制及裁剪、等高線繪制算法、地形、地物編碼分類，是實(shí)踐教學(xué)的理論基礎(chǔ)。

(3)地形圖掃描矢量化：主要講解內(nèi)容包括紙質(zhì)地形圖的掃描、柵格數(shù)據(jù)運(yùn)算與矢量化原理、紙質(zhì)地形圖的矢量化及精度分析、數(shù)字化測圖技術(shù)設(shè)計，是實(shí)踐教學(xué)的理論基礎(chǔ)。

(4)數(shù)字化測圖外業(yè)工作：教學(xué)內(nèi)容主要包括數(shù)字化測圖技術(shù)設(shè)計、控制測量原理簡介、全站儀野外數(shù)據(jù)采集、數(shù)字化測圖成果檢查及驗(yàn)收，是主要的專業(yè)知識。

(5)數(shù)字化測圖內(nèi)業(yè)工作：教學(xué)內(nèi)容主要包括CASS地形地籍成圖軟件的使用。這部分內(nèi)容主要為實(shí)踐教學(xué)服務(wù)，涉及課程實(shí)踐教學(xué)的核心內(nèi)容。

(6)數(shù)字化測圖工程：主要包括軟件的二次開發(fā)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換及管理。這部分內(nèi)容主要是深化專業(yè)知識，以拓寬學(xué)生的專業(yè)視野。

1.2 實(shí)踐教學(xué)分析

數(shù)字化測圖技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容包括兩部分：野外數(shù)據(jù)采集和室內(nèi)成圖軟件CASS的使用。CASSX.0的入門，主要講授軟件的安裝、軟件的使用、二維圖形的繪制以及編輯工具的使用，內(nèi)容較為簡單。平面圖繪制部分涉及地物繪制符號的練習(xí)，若想繪制一幅大方美觀且正確的地形圖，地物符號的正確應(yīng)用是必不可少的。等高線的繪制涉及數(shù)字地面模型(DTM)的建立、DTM的修改、等高線的繪制；對于數(shù)字地形圖的應(yīng)用則是相對較難的內(nèi)容，涉及土方量的計算、斷面的繪制等。對于上機(jī)實(shí)踐的內(nèi)容，大部分學(xué)生很容易掌握方法，也能夠按要求繪制出簡單的地形圖(表1)。

表1 實(shí)踐教學(xué)項(xiàng)目與課時安排

2 教學(xué)中存在的問題

2.1 理論教學(xué)中存在的問題

數(shù)字化測圖技術(shù)課程理論教學(xué)內(nèi)容主要包括數(shù)字化測圖系統(tǒng)的組成、計算機(jī)繪圖基礎(chǔ)、地形圖掃描矢量化和數(shù)字化測圖內(nèi)外業(yè)工作的部分內(nèi)容。其中，計算機(jī)繪圖基礎(chǔ)和地形圖掃描矢量化章節(jié)中難點(diǎn)較多，尤其是涉及到算法的。在實(shí)際教學(xué)過程中，目前數(shù)字化測圖技術(shù)的講授大都采用側(cè)重于理論講述、野外數(shù)據(jù)采集到室內(nèi)數(shù)據(jù)處理的教學(xué)模式。然而，數(shù)字化測圖技術(shù)與測量學(xué)、工程測量、控制測量學(xué)、GPS測量原理等課程在理論內(nèi)容上有所重復(fù)。大部分學(xué)生對數(shù)字化測圖技術(shù)理論重視不夠，認(rèn)為只要會操作儀器、使用軟件就可以了。

同時，教學(xué)計劃制約了數(shù)字化測圖技術(shù)的教學(xué)。數(shù)字化測圖技術(shù)涉及的知識不但與測量學(xué)的基本知識如利用全站儀進(jìn)行碎步測量有關(guān),還與計算機(jī)繪圖技術(shù)有著密切的聯(lián)系。若課程安排得不合理，進(jìn)行數(shù)字化測圖教學(xué)時效果會很不理想：涉及到繪圖算法的學(xué)生沒有基礎(chǔ)，無法深入；涉及到測量學(xué)的又顯得過于簡單，講起來過于枯燥。因此，合理設(shè)置相應(yīng)的課程非常重要。

2.2 實(shí)踐教學(xué)中存在的問題

地形地貌方面的知識較為抽象，學(xué)生理解有難度。CASSX.0入門很容易，大部分學(xué)生對于地形圖的繪制流程很清楚，但是對于地形圖的編輯技巧往往掌握得不好，即繪圖容易，修圖難。同時，無論是野外數(shù)據(jù)采集還是內(nèi)業(yè)編輯成圖，需要根據(jù)實(shí)際情況綜合運(yùn)用多種方法，以追求更高的作業(yè)效率，而教學(xué)中發(fā)現(xiàn)大部分學(xué)生不能夠靈活應(yīng)用軟件的命令來提高繪圖的效率，只是簡單地運(yùn)用菜單和某些工具的功能而忽略了命令的使用。地物符號的種類繁多，繪制過程中考慮問題不夠全面，經(jīng)常出現(xiàn)所繪圖形與實(shí)際不符的現(xiàn)象。完成一幅地形圖后，對于成果的自檢能力不高，圖層文件分層不符合規(guī)定，重要內(nèi)容有遺漏，屬性表示有誤，地形、地物表示不合理，圖形與實(shí)際不符，等高線不能反映實(shí)際情況等。

3 教學(xué)建議

針對數(shù)字化測圖技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，提出幾點(diǎn)建議。

3.1 重視理論，夯實(shí)基礎(chǔ)

數(shù)字化測圖技術(shù)與測繪工程專業(yè)其他相關(guān)課程在理論內(nèi)容上有所重復(fù)。教學(xué)中，應(yīng)以講授涉及算法的計算機(jī)繪圖基礎(chǔ)、全野外數(shù)據(jù)采集、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理作為其主要內(nèi)容。在數(shù)字化測圖技術(shù)理論教學(xué)中，讓學(xué)生熟練掌握地形、地物符號的自動繪制、計算機(jī)生成等高線的算法、等高線內(nèi)插算法、地圖數(shù)字化、數(shù)字化測繪外業(yè)工作、CASS地形地籍成圖軟件的使用及應(yīng)用等知識。在講授過程中，要特別注意如何把握好教學(xué)的廣度和深度，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、綜合分析并解決問題的能力，要充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和熱情，啟發(fā)學(xué)生主動運(yùn)用專業(yè)課程的知識，綜合考慮并解決問題[7-10]。同時，合理設(shè)置相應(yīng)課程，針對課程及其特點(diǎn)，在理論內(nèi)容上要在廣度和深度上進(jìn)行挖掘。

3.2 加強(qiáng)實(shí)踐動手能力的訓(xùn)練，注重軟件操作能力的培養(yǎng)

數(shù)字化測圖技術(shù)課程實(shí)踐教學(xué)中，要注重實(shí)用性教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)踐動手操作能力，讓每位學(xué)生熟練掌握數(shù)字化測圖技術(shù)實(shí)踐操作的基本理論、野外數(shù)據(jù)采集作業(yè)方法、儀器及軟件操作方法，順利完成一幅標(biāo)準(zhǔn)地形圖的測繪，培養(yǎng)學(xué)生熟練運(yùn)用繪圖軟件編輯處理數(shù)據(jù)的能力。只有這樣，才能為社會和測繪行業(yè)輸送更多動手操作能力強(qiáng)的應(yīng)用型測繪人才。

在實(shí)踐教學(xué)過程中，應(yīng)讓學(xué)生用地形圖來表達(dá)周圍的地形地貌，逐步地讓學(xué)生掌握地形數(shù)據(jù)的獲取與地形圖表達(dá)的能力。同時，讓學(xué)生利用草圖法、編碼法進(jìn)行野外數(shù)據(jù)的采集，而后把已經(jīng)獲取的數(shù)據(jù)導(dǎo)出，在CASS軟件中完成地形圖的繪制，并在教學(xué)過程中強(qiáng)調(diào)命令的靈活運(yùn)用。教學(xué)中，可以以測繪校園圖為例進(jìn)行實(shí)踐操作，熟悉地形地貌，便于學(xué)生理解與繪制，也便于學(xué)生養(yǎng)成良好的自檢習(xí)慣。

3.3 理論聯(lián)系實(shí)際，適當(dāng)擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容

伴隨著多時空性、多尺度性、多源性等特征的海量空間數(shù)據(jù)的產(chǎn)生[11]，數(shù)字產(chǎn)品應(yīng)用范圍的逐步擴(kuò)大，數(shù)字化測圖技術(shù)教學(xué)應(yīng)向多平臺、多尺度、多維方向發(fā)展。教學(xué)內(nèi)容應(yīng)理論聯(lián)系實(shí)際，適當(dāng)擴(kuò)充教學(xué)內(nèi)容，加入海量數(shù)據(jù)的集成處理與管理、作業(yè)技術(shù)設(shè)計與技術(shù)總結(jié)、成圖質(zhì)量檢查與控制和簡單二次開發(fā)的內(nèi)容，對于儀器與設(shè)備的使用，不能局限于全站儀，要強(qiáng)調(diào)多種儀器設(shè)備的協(xié)同作業(yè)。

4 結(jié)束語

數(shù)字化測圖技術(shù)課程是一門實(shí)踐性與專業(yè)性較強(qiáng)的課程，教師在教學(xué)中要合理安排理論和實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容，因人、因?qū)I(yè)、因地制宜地選擇合理的教學(xué)方法。筆者根據(jù)多年的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)分析了數(shù)字化測圖技術(shù)課程教學(xué)中存在的問題，提出了課程建設(shè)與教學(xué)改革的合理化建議，旨在促進(jìn)課程發(fā)展，為其他高校同課程教學(xué)提供參考和借鑒。

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