無(wú)人機(jī)在攝影測(cè)量學(xué)課程教學(xué)改革中的應(yīng)用

尤號(hào)田

摘要：為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪從業(yè)人員需求，文章對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)在攝影測(cè)量學(xué)課程改革中的應(yīng)用進(jìn)行分析，試圖將無(wú)人機(jī)技術(shù)融入攝影測(cè)量學(xué)的理論教學(xué)和實(shí)驗(yàn)實(shí)習(xí)中，通過(guò)教學(xué)、實(shí)習(xí)和科研三者進(jìn)行有機(jī)結(jié)合進(jìn)而提高攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)質(zhì)量，為現(xiàn)代測(cè)繪的發(fā)展提供高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。

關(guān)鍵詞：無(wú)人機(jī);攝影測(cè)量學(xué);教學(xué)改革

中圖分類號(hào)：G642.0? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ?文章編號(hào)：1674-9324（2019）37-0137-02

攝影測(cè)量學(xué)是測(cè)繪工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，是一門理論性、科學(xué)性和實(shí)踐性很強(qiáng)的課程[1]。通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生將掌握有關(guān)攝影測(cè)量學(xué)的原理、技術(shù)與方法;了解航空攝影的基本要求、共線條件方程的內(nèi)涵與應(yīng)用;了解人造立體視覺(jué)和雙像解析的基本原理，通過(guò)對(duì)解析空中三角測(cè)量進(jìn)行分析，掌握數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量的基本知識(shí)，了解從圖像獲取到最終成圖的全過(guò)程，并準(zhǔn)確把握攝影測(cè)量的最新發(fā)展，進(jìn)而為后續(xù)課程學(xué)習(xí)、畢業(yè)后從事相關(guān)工作打下良好的理論與實(shí)踐基礎(chǔ)[2]。但是，現(xiàn)階段攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)內(nèi)容枯燥且較為抽象[3]，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，且很難將學(xué)到的理論知識(shí)與實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行緊密結(jié)合。將先進(jìn)的無(wú)人機(jī)技術(shù)運(yùn)用到攝影測(cè)量學(xué)課程的教學(xué)中，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的動(dòng)手能力，使學(xué)生更好地將理論教學(xué)內(nèi)容與將來(lái)可能要處理的實(shí)際問(wèn)題緊密聯(lián)系起來(lái)，進(jìn)而提升攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)效果[4]。

無(wú)人機(jī)（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一種沒(méi)有飛行員的飛機(jī)。無(wú)人機(jī)的飛行可以具有各種程度的自主性：由操作人員遙控或由機(jī)載計(jì)算機(jī)自主飛行[5]。無(wú)人機(jī)系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)采集靈活、操作簡(jiǎn)單且可以快速獲取數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，因而無(wú)人機(jī)技術(shù)現(xiàn)已成功應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，如：地形測(cè)繪、自然資源監(jiān)測(cè)以及海洋等[6-8]，從現(xiàn)今社會(huì)發(fā)展對(duì)測(cè)繪人才的需求角度來(lái)看，無(wú)人機(jī)技術(shù)的引入，能夠更好地將本科教學(xué)、科學(xué)研究以及社會(huì)實(shí)踐進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，在豐富課程講授內(nèi)容的基礎(chǔ)上，既激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，又提高了學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。本文對(duì)無(wú)人機(jī)技術(shù)在攝影測(cè)量學(xué)課程改革中的應(yīng)用進(jìn)行研究，以期更好地將本科教學(xué)、科學(xué)研究以及社會(huì)實(shí)踐三者有機(jī)融合，為社會(huì)培養(yǎng)掌握先進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)、動(dòng)手能力較強(qiáng)的現(xiàn)代測(cè)繪類人才。

一、攝影測(cè)量課程改革的必要性

攝影測(cè)量學(xué)是測(cè)繪工程專業(yè)本科生的一門專業(yè)必修基礎(chǔ)課程[9]。然而，由于科技進(jìn)步和社會(huì)對(duì)人才需求的變化、理論教學(xué)課時(shí)安排較少且難以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情等問(wèn)題，使得現(xiàn)階段學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度有待提高，攝影測(cè)量學(xué)課程的教學(xué)效果也有待進(jìn)一步改善，最終導(dǎo)致測(cè)繪專業(yè)本科畢業(yè)生難以適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪的發(fā)展，因而高等院校對(duì)攝影測(cè)量學(xué)課程進(jìn)行改革成為未來(lái)的必然趨勢(shì)。

1.社會(huì)需求的變化。在我國(guó)社會(huì)發(fā)展的初期，國(guó)家大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)，如：大量修建路、橋以及自然資源開發(fā)，急需大量測(cè)繪從業(yè)人員，因而對(duì)從業(yè)測(cè)繪人員的要求不高，僅需掌握測(cè)繪專業(yè)技能，而不需測(cè)繪從業(yè)人員具有綜合項(xiàng)目管理技能，且對(duì)測(cè)繪新技術(shù)掌握要求不高。但隨著社會(huì)以及多學(xué)科的交叉發(fā)展，掌握單一測(cè)繪技能的測(cè)繪從業(yè)人員難以適應(yīng)現(xiàn)代測(cè)繪的工作要求。為了適應(yīng)新時(shí)代測(cè)繪的要求，本科教育培養(yǎng)的測(cè)繪專業(yè)畢業(yè)生必須在具備測(cè)繪學(xué)科的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和專業(yè)技能的基礎(chǔ)上，還擁有較扎實(shí)的數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)以及遙感等基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)具備自主學(xué)習(xí)新技術(shù)的能力，最終掌握工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)、實(shí)施、總結(jié)、評(píng)價(jià)、研究及管理等方面的能力。

2.理論學(xué)時(shí)少，課程任務(wù)重。在教學(xué)方面，因本課程內(nèi)容較多，學(xué)時(shí)安排較少，理論課時(shí)僅為32，上機(jī)學(xué)時(shí)為16學(xué)時(shí)，因而使得教師的理論課程講授時(shí)間十分緊湊，在課堂上不能給學(xué)生留出充足的時(shí)間消化吸收課堂內(nèi)容。因此，在理論課時(shí)安排有待進(jìn)一步完善，可以將理論課時(shí)增加至48學(xué)時(shí)，上機(jī)學(xué)時(shí)保持不變，仍為16學(xué)時(shí)。

3.學(xué)生學(xué)習(xí)興趣低。首先，因本課程難度系數(shù)較大，需要扎實(shí)的前期知識(shí)做鋪墊，如：高等數(shù)學(xué)和測(cè)量學(xué)等基礎(chǔ)知識(shí)，因而使得前期基礎(chǔ)較差的學(xué)生難以掌握課程內(nèi)容，會(huì)逐漸失去學(xué)習(xí)的興趣。其次，內(nèi)容講解過(guò)程中涉及的儀器現(xiàn)大多數(shù)均已淘汰，講解過(guò)程中教師僅通過(guò)圖片展示，學(xué)生難以產(chǎn)生直觀的認(rèn)識(shí)，這也使得學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣逐漸弱化，因而，亟待將無(wú)人機(jī)技術(shù)引入攝影測(cè)量學(xué)課程的講解中，使學(xué)生能夠接觸到無(wú)人機(jī)，進(jìn)而逐漸提高學(xué)習(xí)興趣。

二、無(wú)人機(jī)技術(shù)在攝影測(cè)量學(xué)課程改革與本科教學(xué)的切合點(diǎn)

1.社會(huì)需求促進(jìn)無(wú)人機(jī)技術(shù)與攝影測(cè)量學(xué)課程改革的結(jié)合。社會(huì)對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪從業(yè)人員需求的變化使得測(cè)繪本科畢業(yè)生不僅要掌握測(cè)繪、計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)等多種交叉學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，同時(shí)還應(yīng)掌握科學(xué)新技術(shù)，并將新技術(shù)應(yīng)用于現(xiàn)代測(cè)繪，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)工程項(xiàng)目的高效率運(yùn)作。教師應(yīng)從理論、實(shí)習(xí)以及科研等部分將無(wú)人機(jī)技術(shù)融入攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)過(guò)程中，使學(xué)生對(duì)測(cè)繪無(wú)人機(jī)新技術(shù)有充分的理解和思考，并能將其應(yīng)用于未來(lái)實(shí)際工作中。因此，將社會(huì)對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪人員的新需求作為社會(huì)測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程改革的切入點(diǎn)，更好地將無(wú)人機(jī)技術(shù)與測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程進(jìn)行有機(jī)結(jié)合。

2.新技術(shù)引入攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)過(guò)程。隨著社會(huì)的發(fā)展，無(wú)人機(jī)技術(shù)在測(cè)繪領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，因而對(duì)測(cè)繪類專業(yè)學(xué)生也提出了新的要求——在培養(yǎng)學(xué)生正確的世界觀、人生觀、價(jià)值觀基礎(chǔ)上著重培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，最終將學(xué)生培養(yǎng)成為高素質(zhì)的創(chuàng)新型人才。為了實(shí)現(xiàn)上述培養(yǎng)目標(biāo)，需要建立健全課程教學(xué)體系。將無(wú)人機(jī)技術(shù)引入攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)過(guò)程中能夠極大地完善攝影測(cè)量學(xué)的課程體系，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力。比如：在攝影測(cè)量學(xué)實(shí)習(xí)講解攝影測(cè)量外業(yè)工作時(shí)，教師可以結(jié)合自己利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行外業(yè)測(cè)量的工作經(jīng)驗(yàn)，講解進(jìn)行外業(yè)工作的流程、規(guī)劃以及應(yīng)注意的事項(xiàng)，使學(xué)生熟練掌握攝影測(cè)量外業(yè)工作的技能，為后續(xù)攝影測(cè)量實(shí)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3.教學(xué)與科研的相統(tǒng)一有效指導(dǎo)攝影測(cè)量學(xué)課程改革。理論教學(xué)是攝影測(cè)量學(xué)課程改革的基礎(chǔ)，而教師的科研工作卻是教師進(jìn)行教學(xué)的基礎(chǔ)，教學(xué)能夠?qū)⒔處煹目蒲谐晒M(jìn)行有效傳播，而實(shí)踐是檢驗(yàn)教師教學(xué)與科研的重要手段。無(wú)人機(jī)作為一種新型的數(shù)據(jù)獲取手段，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于測(cè)繪領(lǐng)域，因而使得教師與學(xué)生有關(guān)無(wú)人機(jī)技術(shù)的培訓(xùn)與教學(xué)尤為重要。高校教師如何將自己的科研工作融入平時(shí)的教學(xué)工作中，如：教師可以將自己利用無(wú)人機(jī)進(jìn)行地形測(cè)繪、電路巡線等科研工作引入課堂，使教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際生活更加貼合，最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，便于學(xué)生更容易掌握教學(xué)內(nèi)容。

三、結(jié)語(yǔ)

無(wú)人機(jī)作為一種新技術(shù)，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于多種測(cè)繪領(lǐng)域，不僅能夠提高測(cè)繪成果的質(zhì)量，而且能提高工作的效率。為了適應(yīng)社會(huì)對(duì)現(xiàn)代測(cè)繪從業(yè)人員的要求，急需將無(wú)人機(jī)技術(shù)引入測(cè)繪工程課程體系中，從教學(xué)、實(shí)習(xí)和科研三方面入手，將無(wú)人機(jī)技術(shù)融入社會(huì)測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)課程改革中，極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為培養(yǎng)合格的測(cè)繪工程畢業(yè)生提供有效的支撐。

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Application of Unmanned Aerial Vehicle in the Teaching Reform of Photogrammetry Course

YOU Hao-tian

（College of Geomatics and Geoinformation，Guilin University of Technology，Guilin，Guangxi 541006，China）

Abstract：In order to meet the needs of modern surveying and mapping practitioners，the application of unmanned aerial vehicle （UAV） technology in the reform of photogrammetry course is analyzed.In the paper，the UAV technology is integrated into the theoretical teaching and experimental practice of photogrammetry course.And the teaching，practice and scientific research are organically integrated to improve the teaching quality of photogrammetry course and provide innovative talents with high quality for the development of modern surveying and mapping.

Key words：unmanned aerial vehicle;photogrammetry course;teaching reform