仿真攝影測量系統(tǒng)在攝影測量教學中的應用

田方

摘 要：針對攝影測量專業(yè)職業(yè)院校知識結(jié)構(gòu)特點和學生綜合素質(zhì)，建立仿真攝影測量系統(tǒng)、將攝影測量技術(shù)搬進職業(yè)院校課堂顯得尤為重要。該文介紹了仿真攝影測量系統(tǒng)的建設方案以及仿真攝影測量系統(tǒng)在職業(yè)教育中的深遠意義。模擬真實的生產(chǎn)流程，建立仿真攝影測量系統(tǒng)，可以更好地配合新的教學模式。同時，通過多媒體教程與課件，學生能在相對縮短的在校學習期間，學到更多專業(yè)知識并掌握更多的實際操作技能，更好地適應行業(yè)生產(chǎn)，最大程度地擴大就業(yè)面，增強學生的就業(yè)競爭力。

關(guān)鍵詞：仿真攝影測量系統(tǒng) 攝影測量 信息技術(shù) 職業(yè)教育

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）10（b）-0130-02

1 攝影測量專業(yè)介紹

1.1 專業(yè)簡介

攝影測量學的主要任務是利用各種影像信息測制各種比例尺的地形圖并建立地形數(shù)據(jù)庫，為各種地理信息系統(tǒng)（GIS）和土地信息系統(tǒng)（LIS）提供基礎數(shù)據(jù)，提取客觀世界中各種目標對象的幾何與物理特征信息，以便應用計算機進行國土整治、環(huán)境保護與檢測、災害預報與防治、城市規(guī)劃與市政管理等工作，從而為人們認識自然和改造自然提供科學的技術(shù)和方法，為國家和部門的重大決策和社會可持續(xù)發(fā)展提供科學依據(jù)和決策保障。

1.2 專業(yè)特色

攝影測量專業(yè)基于理論與實踐教學相結(jié)合的原則，培養(yǎng)具有扎實的成像幾何與影像信息的基本理論基礎，具備航空和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理、分析和解譯能力的專業(yè)人才，以滿足諸多領域（包括土木工程勘察、國土資源調(diào)查、自然災害與環(huán)境監(jiān)測及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等）對攝影測量與遙感技術(shù)日益增長的需求。

2 職業(yè)院校攝影測量專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

攝影測量學專業(yè)性很強，其中用到的飛機和航攝儀等昂貴儀器，學生畢業(yè)時都無法接觸，以至于學生在學習中理論與實踐無法結(jié)合。這也與現(xiàn)在提倡的培養(yǎng)技能型人才的教學目標相沖突，加之目前職業(yè)院校的學生在學習中存在許多問題，對實際操作的記憶優(yōu)于對教材的記憶、機械記憶優(yōu)于邏輯思維記憶。要想加強教學的針對性，提高教學的實效性，讓學生在學校就能全面地接觸攝影測量技術(shù)過程就顯得尤為重要。針對職業(yè)院校攝影測量專業(yè)的教學現(xiàn)狀，建立一個仿真攝影測量系統(tǒng)，即在室內(nèi)完全模擬攝影測量技術(shù)的全部作業(yè)過程，應用現(xiàn)代化信息技術(shù)，全面提高現(xiàn)代化信息技術(shù)在教育管理和教學實踐中的應用水平。

3 仿真攝影測量系統(tǒng)簡介

仿真攝影測量系統(tǒng)是一套可以從數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)字攝影測量室內(nèi)作業(yè)的所有軟、硬件構(gòu)成的系統(tǒng)。（1）硬件組成。仿真攝影測量系統(tǒng)的硬件主要由數(shù)字攝影測量工作站的硬件、沙盤模型及相機等組成。其中數(shù)字攝影測量工作站包含計算機及其外部設備。①模擬測繪航空攝影沙盤模型；②模擬測繪航空攝影軌道及配件；③測繪相機及配件；④計算機：工作站計算機配備雙顯示器；⑤立體觀測裝置：配備閃閉式液晶眼鏡和振光眼鏡；⑥操作控制設備：手輪、腳盤和鼠標等。（2）軟件組成及主要功能。仿真攝影測量系統(tǒng)的軟件由四維航空影像預處理軟件、四維數(shù)字空中三角測量系統(tǒng)軟件、JX4G數(shù)字攝影測量工作站軟件以及超真自然真三維地理信息系統(tǒng)軟件組成。①四維航空影像預處理軟件主要包括航線設計、畸變差校正、質(zhì)量檢查、勻光勻色；②四維數(shù)字空中三角測量系統(tǒng)軟件主要包括影像處理、內(nèi)定向、選點、構(gòu)建自由網(wǎng)、平差及檢測；③JX4G數(shù)字攝影測量工作站軟件包括航空影像、單模行、矢量測圖、DEM制作、正射影像；④超真自然真三維地理信息系統(tǒng)軟件包括三維全景圖、三維側(cè)視圖。

4 仿真攝影測量系統(tǒng)在航測教學過程中的應用

4.1 仿真攝影測量系統(tǒng)在航空攝影教學中的應用

仿真攝影測量系統(tǒng)模擬真實的航空攝影。我國的航空攝影單位常用的是中國的運-5運輸機和德國的徠卡ADS80相機，成本極高，學生在校期間不可能接觸真實的生產(chǎn)過程，導致學生工作時沒有任何實操經(jīng)驗，無法勝任具體工作。針對這種現(xiàn)象，在設計中我將實驗室的地面設置成具有多地形要素的沙盤；在天花板上安裝交錯的滑道，模擬真實航空攝影的航線；將單反相機佳能5DⅡ的曝光系統(tǒng)改裝為自動曝光系統(tǒng)并安裝在模型飛機上，模擬真實的飛機和航攝儀；將模型飛機掛在天花板的滑道上模擬真實的航空攝影。這套設備的成本和真實航空攝影相比低很多，但是完全模擬了真實的航空攝影流程，學生在實驗室中不僅可以全面地了解航空攝影，還可以直觀地感受到畢業(yè)后的工作環(huán)境。

4.2 仿真攝影測量系統(tǒng)在攝影測量外業(yè)教學中的應用

航空攝影測量外業(yè)主要包括像片控制測量和像片調(diào)繪兩大項內(nèi)容。它是為了保證航空攝影測量內(nèi)業(yè)加密或測圖的需要，在野外實地進行的攝影測量工作。航空攝影模塊獲取航空影像之后，就要進行航空攝影測量外業(yè)工作，因為職業(yè)院校學生人數(shù)多，年齡小，在校外進行航測外業(yè)實習存在很大的安全隱患，所以在設計中，地面沙盤完全仿造中國的地物地貌，在實驗室中可以模擬進行野外控制測量選點，并進行數(shù)據(jù)采集。在像片調(diào)繪方面，沙盤上的地物可以進行隨意的安裝和拆卸。

4.3 仿真攝影測量系統(tǒng)在“4D”產(chǎn)品獲取教學中的應用

航空攝影測量技術(shù)可以根據(jù)用圖的需要，生產(chǎn)出各種測繪產(chǎn)品，如我們常見的“4D”產(chǎn)品，即：DEM（數(shù)字高程模型）、DOM（數(shù)字正射影像圖）、DLG（數(shù)字線劃圖）、DRG（數(shù)字柵格地圖）。另外還有立體景觀圖、立體透視圖、各種工程設計所需的三維信息以及各種信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫所需的空間信息等測繪產(chǎn)品。

在航空攝影測量內(nèi)業(yè)模塊設計中，仿真攝影測量系統(tǒng)擁有全套的解析攝影測量軟件和數(shù)字攝影測量軟件，如自動空中三角測量系統(tǒng)TG_AT、像片糾正軟件ERDAS以及立體測圖軟件JX-4G全數(shù)字攝影測量工作站，最終生成4D產(chǎn)品，數(shù)字攝影測量系統(tǒng)可以進行正射影像糾正和鑲嵌、影像修補、任意影像的無縫鑲嵌，此外將數(shù)字正射影像圖與數(shù)字高程模型疊加，可生成沙盤的三維景觀。

5 信息技術(shù)趨勢下仿真攝影測量系統(tǒng)的重要性

在項目引領、任務驅(qū)動的教學模式轉(zhuǎn)變之際，我們模擬真實的生產(chǎn)流程，建立仿真攝影測量系統(tǒng)，以更好地配合新的教學模式。同時，通過多媒體教程與課件，學生能在相對縮短的在校學習期間學到更多專業(yè)知識并掌握更多的實際操作技能，能更好地適應行業(yè)生產(chǎn)，能最大程度擴大就業(yè)面，增強學生就業(yè)競爭力。

在調(diào)研、收集資料和授課經(jīng)驗基礎上，計劃通過已有的儀器設備，設計制作仿真攝影測量系統(tǒng)，力求使課程目標明確，針對性強，操作簡單，并且對于實習中可能出現(xiàn)的問題進行有針對性的講解，傳授解決方法，最終使學生對航空攝影測量技術(shù)的生產(chǎn)流程熟悉精通。

6 結(jié)語

“國務院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定”中指出：進一步深化教育教學改革。根據(jù)市場和社會需要，不斷更新教學內(nèi)容，改進教學方法；加強職業(yè)院校學生實踐能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)。高度重視實踐和實訓環(huán)節(jié)的教學。職業(yè)院校繼續(xù)堅持靠人才辦校、靠特色強校、靠能力興校的辦學思想，進一步完善院校的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、學科建設和隊伍建設規(guī)劃、校園和基礎能力建設規(guī)劃，切實把科學發(fā)展觀的要求轉(zhuǎn)化為正確的辦學方向、辦學理念、發(fā)展思路和改革舉措，提高辦學質(zhì)量，建設和諧校園，促進科學發(fā)展。

攝影測量與遙感學專家李德仁院士曾經(jīng)說過，要想讓學生做出成績，必須帶領學生到科技的前沿去鉆研。建立仿真攝影測量系統(tǒng)，將攝影測量技術(shù)搬進中等職業(yè)教育的課堂，對特色職業(yè)教育的發(fā)展具有深遠的意義。

參考文獻

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[3] 郭學林.航空攝影測量外業(yè)[M].鄭州：黃河水利出版社，2011：218.