基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革探究

◇北部灣大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院 張亞麗 田義超 黃遠(yuǎn)林 李素霞 楊蕓珍

攝影測(cè)量學(xué)是一門(mén)快速發(fā)展的學(xué)科，也是目前地圖更新的主要方式。本文分析了目前高校攝影測(cè)量教學(xué)存在的問(wèn)題，并結(jié)合作者自身的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革思路。對(duì)項(xiàng)目教學(xué)進(jìn)行了探究，在理論知識(shí)教學(xué)方面采取基于攝影測(cè)量工藝流程進(jìn)行教學(xué)方式改革、在實(shí)踐課程教學(xué)方面采取將前期數(shù)據(jù)采集和后期數(shù)據(jù)圖像處理并重。通過(guò)項(xiàng)目將生產(chǎn)與教學(xué)融合，使得所學(xué)知識(shí)與行業(yè)高度接軌，保持教學(xué)知識(shí)的先進(jìn)性。

攝影測(cè)量學(xué)是一門(mén)快速發(fā)展的學(xué)科，經(jīng)歷了模擬攝影測(cè)量、解析攝影測(cè)量、數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量階段，從手工操著進(jìn)入了自動(dòng)化處理。當(dāng)今GPS技術(shù)，圖像處理技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺(jué)和人工自能各項(xiàng)技術(shù)的快速發(fā)展，作為一種重要的快速獲取地理基礎(chǔ)信息的方法，攝影測(cè)量學(xué)在眾多行業(yè)得到廣泛應(yīng)用，在“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”的建設(shè)中具有重要地位[1]。為了將攝影測(cè)量知識(shí)更好的服務(wù)于社會(huì)生產(chǎn)，解決生測(cè)繪生產(chǎn)與教學(xué)內(nèi)容脫節(jié)，是攝影測(cè)量教學(xué)改革必須要考慮的問(wèn)題[2]。

國(guó)內(nèi)很多高校的教師對(duì)攝影測(cè)量學(xué)進(jìn)行了教學(xué)改革，如楊化超等[3]測(cè)繪工程專業(yè)攝影測(cè)量學(xué)課程教育的實(shí)踐與思考論文中，提倡將攝影測(cè)量學(xué)有應(yīng)用型向研究方向發(fā)展，在教學(xué)模式改革方面提出了加大課件制作和開(kāi)展研究型實(shí)踐教學(xué)。成曉倩等[4]攝影測(cè)量學(xué)的教學(xué)改革探討與實(shí)踐文中將“編碼-發(fā)送-接收-解碼為主線的形式，對(duì)攝影測(cè)量學(xué)進(jìn)行教學(xué)改革。葉勤等[5]測(cè)繪工程專業(yè)攝影測(cè)量學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革探索，提出對(duì)同濟(jì)大學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革。胡倩偉等[6]創(chuàng)新型攝影測(cè)量教學(xué)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)文中，開(kāi)發(fā)了攝影測(cè)量實(shí)踐系統(tǒng)，對(duì)實(shí)踐課程進(jìn)行改革。從攝影測(cè)量教學(xué)改革的成效來(lái)看，也都取得了相應(yīng)的成果，但是仍然存在著教學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)脫節(jié)。無(wú)人機(jī)技術(shù)、GPS技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，極大的降低了航攝數(shù)據(jù)采集成本，應(yīng)用型本科院校承擔(dān)攝影測(cè)量項(xiàng)目提供了良好的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)的高校對(duì)于攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)的模式，暫且沒(méi)有采取項(xiàng)目教學(xué)的模式。鑒于此，筆者從分析目前攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)存在的問(wèn)題，結(jié)合基于項(xiàng)目教學(xué)的方式進(jìn)行攝影測(cè)量教學(xué)改革。

1 目前攝影測(cè)量教學(xué)存在的問(wèn)題

（1）理論知識(shí)豐富，對(duì)數(shù)學(xué)教學(xué)知識(shí)要求較高。攝影測(cè)量是一門(mén)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)科，理論知識(shí)豐富包括中心投影透視變化作圖，共線方程，共面方程，坐標(biāo)轉(zhuǎn)化等，而這些知識(shí)涉及大量的公式，方程式解算，而這些知識(shí)內(nèi)容均以線性代數(shù)、高數(shù)、概率論、高數(shù)等眾多數(shù)學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)。由于對(duì)數(shù)學(xué)知識(shí)的高要求對(duì)學(xué)生的攝影測(cè)量這門(mén)專業(yè)課程，造成了一定的困難。

（2）涉及眾多坐標(biāo)系，要求學(xué)生有比較強(qiáng)的空間立體感。攝影測(cè)量課程中涉及大量坐標(biāo)系且坐標(biāo)系統(tǒng)的相互轉(zhuǎn)換要求學(xué)生有比較強(qiáng)的空間立體感。

（3）重視后期數(shù)據(jù)處理，忽略跳過(guò)前期數(shù)據(jù)采集。在傳統(tǒng)攝影測(cè)量教學(xué)過(guò)程中，大部分的高校比較重視攝影測(cè)量后期數(shù)據(jù)處理，而對(duì)于數(shù)據(jù)采集方面，由于成本較高，學(xué)生參與度較低。

（4）攝影測(cè)量相關(guān)知識(shí)與社會(huì)生產(chǎn)脫節(jié)。傳統(tǒng)的教學(xué)模式采取，理論課程采取課堂講授模式，而實(shí)踐課程主要是實(shí)驗(yàn)，采用virtuozo等數(shù)據(jù)采集，沒(méi)有真正的將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于測(cè)量生產(chǎn)項(xiàng)目，造成所學(xué)知識(shí)與社會(huì)脫節(jié)。不能實(shí)驗(yàn)學(xué)以致用，這也是導(dǎo)致學(xué)生缺乏對(duì)攝影測(cè)量學(xué)習(xí)的興趣之一。

2 基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革探究

筆者針對(duì)攝影測(cè)量學(xué)目前教學(xué)處在的問(wèn)題，通過(guò)測(cè)繪企業(yè)事業(yè)單位以及往屆畢業(yè)生的調(diào)研，從激化學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，將課程教學(xué)與社會(huì)生產(chǎn)密切結(jié)合，提出了基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革的思路，攝影測(cè)量學(xué)項(xiàng)目教學(xué)的思路如下圖1所示。項(xiàng)目教學(xué)法融“教學(xué)、實(shí)踐、項(xiàng)目”為一體，首先由任課教師基于航攝項(xiàng)目的工藝流程進(jìn)行攝影測(cè)量知識(shí)框架梳理，將理論知識(shí)和實(shí)踐知識(shí)的講授都按照這條主線進(jìn)行，第二步進(jìn)行項(xiàng)目與教學(xué)融合，進(jìn)行測(cè)繪項(xiàng)目生產(chǎn)。

2.1 攝影測(cè)量理論知識(shí)和攝影測(cè)量工藝流程進(jìn)行教學(xué)知識(shí)點(diǎn)梳理

按照航空攝影測(cè)量工藝流程梳理課程主干體系（圖1項(xiàng)目與教學(xué)融合階段），進(jìn)行分塊梳理知識(shí)點(diǎn)：航空攝影測(cè)量規(guī)劃設(shè)計(jì)、空中三角測(cè)量、創(chuàng)建立體模型、影像匹配特征點(diǎn)采集、生產(chǎn)DEM、生成DOM數(shù)據(jù)成果?；陧?xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量學(xué)教學(xué)改革的思路（圖1），采取體系化教學(xué)，圍繞主框架補(bǔ)充講解攝影測(cè)量基本概念等零碎知識(shí)點(diǎn)。將理論知識(shí)和測(cè)繪數(shù)字化產(chǎn)品生產(chǎn)高度結(jié)合，采取課堂教學(xué)知識(shí)和社會(huì)生產(chǎn)需求的無(wú)縫結(jié)合。

2.2 項(xiàng)目與教學(xué)融合

攝影測(cè)量課程對(duì)于實(shí)踐部分要求較高，有很強(qiáng)的實(shí)用性和應(yīng)用型的特性，而目前很大一部分的高校相對(duì)側(cè)重對(duì)攝影測(cè)量采集編輯后期數(shù)據(jù)的處理，而對(duì)前期攝影測(cè)量數(shù)據(jù)是如何獲取的內(nèi)容涉及較少，而基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量實(shí)踐教學(xué)改革，與理論知識(shí)高度契合，將實(shí)踐內(nèi)容分為攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集、傾斜攝影測(cè)量三維建模和攝影測(cè)量4D產(chǎn)品生產(chǎn)兩部分。

（1）攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集。對(duì)于攝影測(cè)量重要組成部分?jǐn)?shù)據(jù)采集實(shí)踐部分，通過(guò)無(wú)人機(jī)飛行模擬器進(jìn)行練習(xí)模擬無(wú)人機(jī)飛行技術(shù)，然后再由有無(wú)人機(jī)駕照的教師教學(xué)生進(jìn)行實(shí)地飛行，和學(xué)生一起做攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集工作，包括無(wú)人機(jī)航線規(guī)劃和行高計(jì)算、重疊度設(shè)計(jì)、無(wú)差分GPS像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量、帶差分GPS像控點(diǎn)的布設(shè)與測(cè)量

（2）傾斜攝影測(cè)量三維建模和制作4D產(chǎn)品。開(kāi)展攝影測(cè)量理論教學(xué)和實(shí)踐課程后，要求學(xué)生全程參與測(cè)繪單位的一個(gè)攝影測(cè)量生產(chǎn)項(xiàng)目或者是學(xué)校所承接的攝影測(cè)量項(xiàng)目，讓學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐知識(shí)用到生產(chǎn)項(xiàng)目上。要求學(xué)生全程參與測(cè)繪產(chǎn)品生產(chǎn)流程的每一個(gè)環(huán)節(jié)，并且按照測(cè)繪成果質(zhì)量進(jìn)行驗(yàn)收檢查。學(xué)生完成項(xiàng)目后要進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)梳理，要將所用到的知識(shí)、出現(xiàn)的問(wèn)題整理成文檔的格式上交，也作為攝影測(cè)量考核的一部分，以便學(xué)生更好的理解攝影測(cè)量相關(guān)的理論知識(shí)。

2.3 結(jié)合項(xiàng)目教學(xué)考核方式進(jìn)行改革

基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量教學(xué)改革高度保持了所學(xué)知識(shí)與行業(yè)企業(yè)一線工作內(nèi)容相符性，保持了學(xué)習(xí)與生產(chǎn)的高度一致性，完全解決了學(xué)習(xí)與生產(chǎn)脫節(jié)的問(wèn)題。在校內(nèi)完全參照企業(yè)工作崗位的生產(chǎn)流程來(lái)確定學(xué)生的教學(xué)培養(yǎng)項(xiàng)目，因此，學(xué)校對(duì)學(xué)生的考核方式也需要隨著教學(xué)方法的改進(jìn)而改革，項(xiàng)目教學(xué)模式向的考核分為三部分理論基礎(chǔ)知識(shí)考試+生產(chǎn)項(xiàng)目成果考核+實(shí)踐考核。

3 結(jié)束語(yǔ)

基于項(xiàng)目教學(xué)的攝影測(cè)量教學(xué)改革探究，對(duì)于理論知識(shí)按照攝影測(cè)量產(chǎn)品生產(chǎn)流程進(jìn)行梳理知識(shí)系統(tǒng)，從而攝影測(cè)量知識(shí)的系統(tǒng)性和連貫性。對(duì)于融入了無(wú)人機(jī)飛行數(shù)據(jù)采集，補(bǔ)充了目前攝影測(cè)量數(shù)據(jù)采集的漏缺。在進(jìn)行像控測(cè)量過(guò)程中，加強(qiáng)了與GPS課程的聯(lián)系。同時(shí)采取項(xiàng)目服務(wù)于測(cè)繪生產(chǎn)項(xiàng)目，使得所學(xué)知識(shí)與行業(yè)高度接軌，保持教學(xué)知識(shí)的先進(jìn)性，由于參與了項(xiàng)目教學(xué)的學(xué)生是嚴(yán)格按照生產(chǎn)規(guī)范進(jìn)行數(shù)字產(chǎn)品生產(chǎn)，培養(yǎng)了學(xué)生從事測(cè)繪生產(chǎn)項(xiàng)目嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。從目前筆者所上攝影測(cè)量課程的效果來(lái)看，項(xiàng)目教學(xué)的模式在內(nèi)容上降低了課程中理論知識(shí)的比重。通過(guò)生產(chǎn)項(xiàng)目生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行理論探索試教學(xué)，讓學(xué)生先了解所學(xué)知識(shí)的目的性和應(yīng)用范圍，學(xué)生站在更宏觀的高度進(jìn)行思考。項(xiàng)目教學(xué)在教學(xué)形式上“以學(xué)生、項(xiàng)目”為中心，取代了“以教師、理論”為中心的傳統(tǒng)教學(xué)方法。使學(xué)生更加容易理解復(fù)雜的理論知識(shí)，以項(xiàng)目促教學(xué)極大的激起了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。并且，從目前畢業(yè)生以及在校生的情況來(lái)看去得了很好的效果。