大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

張海寧,孫久運(yùn),劉　超,龐有智

(1.內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院,四川 內(nèi)江 641199;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院,

江蘇 徐州 221100;3.安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院,安徽 淮南 232001)

大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革研究

張海寧1,孫久運(yùn)2,劉超3,龐有智1

(1.內(nèi)江師范學(xué)院地理與資源科學(xué)學(xué)院,四川 內(nèi)江 641199;2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測(cè)繪學(xué)院,

江蘇 徐州 221100;3.安徽理工大學(xué)測(cè)繪學(xué)院,安徽 淮南 232001)

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大比例尺數(shù)字測(cè)圖所采用的儀器設(shè)備和成圖方式都發(fā)生了很大變化。在闡述傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)的基礎(chǔ)上,論述了改革大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)驗(yàn)教學(xué)的必要性和可行性,并提出了改革的一些觀點(diǎn)和想法。

關(guān)鍵詞：大比例尺數(shù)字測(cè)圖;實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革;產(chǎn)學(xué)研;信息共享

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.03.025

中圖分類號(hào)：P231.5

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：碼： A

文章編號(hào)：號(hào)： 1008-9268(2015)03-0098-03

收稿日期：2015-01-05

作者簡(jiǎn)介

Abstract:With the development of information technology, the equipment and mapping methods of large scale topographic mapping have changed a lot. This article proposed the necessity and feasibility of reforming the teaching and experiment of large scale topographic mapping based on explaining the traditional large scale topographic mapping, and also proposed some thoughts and idea for reforming.

0引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是測(cè)繪類專業(yè)培養(yǎng)過(guò)程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié),實(shí)驗(yàn)教學(xué)不僅有利于培養(yǎng)學(xué)生掌握測(cè)繪基本技能,還有利于培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)發(fā)展,對(duì)于培養(yǎng)創(chuàng)新人才起著重要的作用。因此,實(shí)驗(yàn)教學(xué)在達(dá)到教學(xué)所需的同時(shí),還應(yīng)該使學(xué)生與社會(huì)接軌,達(dá)到知識(shí)與技能共同發(fā)展。

隨著儀器設(shè)備和成圖方式的改變,大比例尺數(shù)字測(cè)圖在實(shí)驗(yàn)教學(xué)上也要不斷適應(yīng)教學(xué)所需和社會(huì)所求,亟待需要改革,以便學(xué)生更好地學(xué)習(xí),與時(shí)俱進(jìn)。

1傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測(cè)圖特點(diǎn)

20世紀(jì)80年代以前,我國(guó)主要以傳統(tǒng)的白紙測(cè)圖為主,白紙測(cè)圖方法效率低,作業(yè)時(shí)間長(zhǎng),精度不高,更新難。隨著計(jì)算機(jī)、全站儀儀器設(shè)備等的發(fā)展,大比例尺數(shù)字測(cè)圖成為主流,但是,隨著信息技術(shù)的逐步發(fā)展和成圖方式的提高,數(shù)字化測(cè)圖改革也成為了一種可能[1-3]。

大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)是測(cè)量專業(yè)實(shí)習(xí)及教學(xué)的重要內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的大比例尺數(shù)字測(cè)圖主要集中在利用全站儀或者其他測(cè)量?jī)x器進(jìn)行野外數(shù)字化測(cè)圖,即地面數(shù)字測(cè)圖;或者是利用手扶數(shù)字化儀或者掃描數(shù)字化儀實(shí)現(xiàn)對(duì)紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化;或者是采用航攝或遙感影像進(jìn)行數(shù)字化測(cè)圖等方法上。

通過(guò)上述技術(shù)或者方法將采集到的地面數(shù)據(jù)信息輸入到計(jì)算機(jī),采用數(shù)字成圖軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯處理,生成所需要的數(shù)字地形圖,并用數(shù)字繪圖儀或者打印機(jī)將地形圖或者相關(guān)數(shù)據(jù)輸出的一種過(guò)程,實(shí)現(xiàn)了大比例尺數(shù)字測(cè)圖的自動(dòng)化[4]。

2傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)的局限性

在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)上,大多數(shù)院校開(kāi)設(shè)實(shí)習(xí)基本都是以常規(guī)儀器測(cè)量為主,且大多都是在本校區(qū)或者基地進(jìn)行測(cè)量和繪圖,對(duì)于非測(cè)量專業(yè)的學(xué)生來(lái)講,這樣的方法既可以學(xué)習(xí)儀器操作還可以掌握大比例尺數(shù)字測(cè)圖的方法和要求。但是對(duì)于測(cè)量專業(yè)或者測(cè)繪工程專業(yè)來(lái)講,畢業(yè)以后接觸更多的還是工程或者房產(chǎn)等方面的測(cè)圖,這不僅要求學(xué)生對(duì)實(shí)習(xí)儀器設(shè)備的準(zhǔn)確掌握,更要求測(cè)圖水平的多元化掌握[5]。

3大比例尺數(shù)字測(cè)圖實(shí)習(xí)改革思路

論文結(jié)合工程測(cè)量技術(shù)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn),針對(duì)學(xué)生能力和社會(huì)需求,結(jié)合學(xué)校自身?xiàng)l件,提出了幾點(diǎn)意見(jiàn)[6]。

資助項(xiàng)目： 國(guó)家自然科學(xué)基金(批準(zhǔn)號(hào):41104005,41171343);安徽省自然科學(xué)基金(編號(hào):1308085QD71);內(nèi)江師范學(xué)院校級(jí)科研項(xiàng)目(編號(hào):13ZB09)

聯(lián)系人： 張海寧 E-mail:zhnyyfzz@163.com

3.1　產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的實(shí)驗(yàn)教學(xué)機(jī)制

目前大多高等院校開(kāi)設(shè)大比例尺數(shù)字測(cè)圖課程,并且大多院校的實(shí)習(xí)場(chǎng)地均設(shè)在學(xué)校校區(qū)內(nèi),這樣極大的限制了學(xué)生的發(fā)揮能力,有些學(xué)生可能偷工減料,借用以往的數(shù)字成果或者更改自己不太標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息等,極大的減弱了學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握知識(shí)技能的水平。面對(duì)日益廣泛應(yīng)用的測(cè)繪技術(shù)、大型工程項(xiàng)目的開(kāi)設(shè)以及產(chǎn)學(xué)研結(jié)合的開(kāi)展,大比例尺數(shù)字測(cè)圖的作用也顯得更為突出。為此,學(xué)?？稍谝酝鶎?shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,與當(dāng)?shù)赜嘘P(guān)測(cè)繪工程項(xiàng)目及研究機(jī)構(gòu)相結(jié)合,可以將學(xué)生課程綜合安排在大一大二,大三或者大四期間去實(shí)地部門(mén)或者研究所鍛煉學(xué)習(xí),不僅可以擴(kuò)寬學(xué)生視野,鍛煉學(xué)以致用的能力,更可以促使學(xué)生如何的將課堂上學(xué)到的知識(shí)較快的轉(zhuǎn)化為實(shí)踐應(yīng)用。

3.2　3S技術(shù)輔助大比例尺數(shù)字測(cè)圖的趨勢(shì)[7-11]

3.2.1常規(guī)測(cè)量?jī)x器與GPS-RTK相結(jié)合輔助測(cè)圖

隨著經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)和大型工程項(xiàng)目的需要,大范圍、快速、精度高作業(yè)成為一種需要和趨勢(shì),對(duì)于課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué),學(xué)生在掌握基本儀器設(shè)備操作和技能的同時(shí),也需要結(jié)合各種儀器的特點(diǎn),靈活的更好更快的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。

實(shí)驗(yàn)室中常用的常規(guī)測(cè)量?jī)x器有全站儀、測(cè)距儀、經(jīng)緯儀等設(shè)備,這些設(shè)備具有準(zhǔn)確、應(yīng)用廣等的特點(diǎn);隨著實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分法GPS-RTK的發(fā)展,這種常用的新的GPS測(cè)量方法,以其定位精度高、不需要點(diǎn)與點(diǎn)之間通視、快速作業(yè)等的特點(diǎn),得到了廣泛的應(yīng)用。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生在較為開(kāi)闊的地區(qū)作業(yè)時(shí),很方便使用RTK作業(yè)進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集,而對(duì)于隱蔽或者被遮擋的地區(qū),則可利用RTK進(jìn)行圖根控制,結(jié)合全站儀等傳統(tǒng)測(cè)量設(shè)備進(jìn)行碎部點(diǎn)采集。兩者的結(jié)合不但減少了作業(yè)的時(shí)間,還可以有效的控制誤差的積累,提高了作業(yè)精度,最后借助計(jì)算機(jī)和相關(guān)軟件完成大比例尺地形圖或者地籍圖的輸出。

3.2.2攝影測(cè)量與遙感輔助測(cè)圖

攝影測(cè)量與遙感具有大面積同步、快速、不與地面物體相接觸,直接對(duì)獲取的信息進(jìn)行分析、提取等的特點(diǎn)。隨著攝影測(cè)量與遙感數(shù)字處理技術(shù)如影像匹配、特征提取以及影像分辨率等的提高,將攝影測(cè)量與遙感應(yīng)用到大比例尺數(shù)字測(cè)圖中也成為一種趨勢(shì)。

課堂教學(xué)過(guò)程中,學(xué)?？筛鶕?jù)自身實(shí)驗(yàn)室經(jīng)濟(jì)條件,有選擇性地選擇本區(qū)域的影像資料,便于學(xué)生利用計(jì)算機(jī)完成本區(qū)域內(nèi)地形圖的繪制。

將攝影測(cè)量與遙感影像轉(zhuǎn)化為所需要的地形圖,即應(yīng)用相關(guān)軟件完成影像圖的數(shù)字化,當(dāng)然,數(shù)字化的精度不僅取決于作業(yè)的精度,還取決于作業(yè)員的熟練程度和細(xì)心程度,所以在課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,要強(qiáng)調(diào)學(xué)生保證精度。

3.2.3GIS輔助采集數(shù)據(jù)趨勢(shì)

隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,GIS空間分析功能的不斷完善和強(qiáng)大,依賴GIS的大比例尺數(shù)字測(cè)圖技術(shù),對(duì)GIS提出了更高的要求,地形圖不僅僅是簡(jiǎn)單的矢量數(shù)據(jù)的組合與疊加,而是空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的集合,且數(shù)據(jù)量龐大。在進(jìn)行野外數(shù)據(jù)采集時(shí),不僅需要采集空間數(shù)據(jù),還應(yīng)該采集相應(yīng)的屬性信息。

目前,大多數(shù)成圖軟件將逐步更新,規(guī)范、統(tǒng)一的作業(yè)將更加一體化、便捷化。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,加大學(xué)生學(xué)習(xí)GIS軟件的力度,培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的能力。

3.3　創(chuàng)作網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)信息共享平臺(tái)

隨著信息化的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源共享已經(jīng)慢慢成熟,學(xué)生可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取更多的課件及實(shí)驗(yàn)資源去互相學(xué)習(xí),包括其他大學(xué)的實(shí)驗(yàn)手冊(cè)、儀器操作手冊(cè)和使用方法、實(shí)驗(yàn)大綱、教學(xué)及實(shí)驗(yàn)視頻以及其他參考文獻(xiàn)等,建立遠(yuǎn)程在線資源共享。在課堂外學(xué)習(xí)時(shí),學(xué)生可以從網(wǎng)絡(luò)上解決遇到的問(wèn)題,及時(shí)方便地便于學(xué)生學(xué)習(xí)和選擇;同時(shí),通過(guò)網(wǎng)絡(luò)共享,學(xué)生可以及時(shí)了解專業(yè)及同行的發(fā)展動(dòng)態(tài),擴(kuò)寬視野,為學(xué)習(xí)提供了豐富的資源和途徑。

3.4　提高教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平和改革考核制度

作為測(cè)量專業(yè)老師,除了要求具備扎實(shí)的基礎(chǔ)理論知識(shí)和較好的教學(xué)水平外,還必須具有較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)技能和豐富的測(cè)量繪圖經(jīng)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室或者課堂上應(yīng)經(jīng)常性地開(kāi)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)交流,聘請(qǐng)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的專家進(jìn)行兼職授課,多與其他院?；蛘邔I(yè)單位進(jìn)行互派學(xué)習(xí)等活動(dòng)。

同時(shí),對(duì)于大比例尺數(shù)字測(cè)圖課程的學(xué)習(xí),學(xué)生所要掌握的不僅僅是基本知識(shí),更是技能的熟練程度與應(yīng)用。面對(duì)越來(lái)越多的測(cè)繪需求,對(duì)學(xué)生掌握儀器及軟件等知識(shí)要求也越高?？荚嚥粌H是簡(jiǎn)單的卷面考核,還應(yīng)加大實(shí)驗(yàn)比例,考核學(xué)生的動(dòng)手繪圖和創(chuàng)新能力,同時(shí)學(xué)校也可適當(dāng)?shù)呐e行測(cè)繪儀器動(dòng)手技能比賽等,作為獎(jiǎng)勵(lì)和考核內(nèi)容之一[12-15]。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著空間信息技術(shù)的發(fā)展,無(wú)論是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析還是數(shù)據(jù)成圖等方法,都會(huì)不斷的更新與完善,大比例尺數(shù)字測(cè)圖作為大學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基本內(nèi)容之一,更需要及時(shí)地更新實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法,與時(shí)俱進(jìn),通過(guò)多途徑、多技能、多方法的測(cè)繪技能知識(shí)的學(xué)習(xí),為學(xué)生步入社會(huì)提供更大的基礎(chǔ)和平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)

[1] 方勇,常本義,胡海燕,等.星載SAR圖像數(shù)字測(cè)圖技術(shù)研究[J].測(cè)繪通報(bào),2006(8):6-8.

[2] 許才軍.測(cè)繪工程專業(yè)課程創(chuàng)新體系初探[J].測(cè)繪通報(bào),2007(11):74-77.

[3] 汪志明.測(cè)繪測(cè)繪工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)初探[J].測(cè)繪信息與工程,2010(4):51-52.

[4] 李曉莉,彭景晶.”數(shù)字測(cè)圖”實(shí)驗(yàn)教學(xué)的探索與實(shí)現(xiàn)[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2007,26(6):92-94.

[5] 花向紅,鄒進(jìn)貴,向東.多元化實(shí)踐教學(xué)模式的理論研究與實(shí)踐探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2008,27(7):114-116.

[6] 王洪亮.高職院校工程測(cè)量課程實(shí)踐教學(xué)改革探析[J].職業(yè)技術(shù),2011:76-76.

[7] 文銜寧.大比例尺數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2008(10):49.

[8] 歐金標(biāo).大比例尺數(shù)字測(cè)圖的發(fā)展趨勢(shì)[J].山西建筑,2007,33(7):358.

[9] 王 興.大比例尺數(shù)字化測(cè)圖探討[J].地質(zhì)探究,2010(9):125-127.

[10]馬俊海,呂長(zhǎng)廣.全野外數(shù)字測(cè)圖技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)[J].測(cè)繪與空間地理信息,2006,29(5):15-17.

[11]龍中強(qiáng),張志樂(lè).利用全數(shù)字化測(cè)圖技術(shù)獲取基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的應(yīng)用與思考[J].地理空間信息,2003,1(4):38-39,42.

[12]宋利杰,張永彬,田桂娥. 高等院?！稊?shù)字測(cè)圖原理與方法》教學(xué)改革探討[J].礦山測(cè)量,2009(4):94-96.

[13]程鋼,葛小三,于海洋,等.數(shù)字測(cè)圖原理與方法實(shí)踐教學(xué)[J].地理空間信息,2011,9(1):150-152.

[14]汪志明,許才軍,花向紅.加強(qiáng)測(cè)繪工程實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心建設(shè)的探索[J].實(shí)驗(yàn)室研究與探索,2009,28(2):95-97.

[15]汪志明,郭際明,花向紅.優(yōu)化課程體系培養(yǎng)測(cè)繪工程專業(yè)創(chuàng)新人才[J].測(cè)繪通報(bào),2009(6):74-77.

張海寧(1986-),女,河南安陽(yáng)人,講師,研究方向?yàn)榻皵z影測(cè)量、數(shù)字測(cè)圖、疫情監(jiān)測(cè)等。

孫久運(yùn)(1974-),男,山東梁山人,博士,副教授,主要研究方向?yàn)榻皵z影測(cè)量、GIS理論及應(yīng)用等。

劉超(1985-),男,陜西蒲城人,博士,講師,主要研究方面為變形監(jiān)測(cè)的理論及應(yīng)用、GPS動(dòng)態(tài)精密定位等。

Research on Teaching and Experiment Reform of Large

Scale Digital Topographic Mapping

ZHANG Haining1,SUN Jiuyun2,LIU Chao3,PANG Youzhi1

(1.SchoolofGeography&ResourceScience,NeijiangNormal

University,Neijiang641199,China;

2.SchoolofEnvironmentScienceandSpatialInformation,ChinaUniversityof

MiningandTechnology,Xuzhou221100,China;

3.SchoolofGeodesyandGeomatics,AnhuiUniversityofScienceand

Technology,Huainan232001,China)

Key words: Large scale topographic mapping; experiment and teaching reforming; industry-academia-research; information sharing