无人机在摄影测量学课程教学改革中的应用

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　　摘要：为了适应社会对现代测绘从业人员需求，文章对无人机技术在摄影测量学课程改革中的应用进行分析，试图将无人机技术融入摄影测量学的理论教学和实验实习中，通过教学、实习和科研三者进行有机结合进而提高摄影测量学的教学质量，为现代测绘的发展提供高素质的创新型人才。
　　关键词：无人机;摄影测量学;教学改革
　　中图分类号：G642.0     文献标志码：A     文章编号：1674-9324（2019）37-0137-02
　　 摄影测量学是测绘工程专业本科生的一门专业必修基础课程，是一门理论性、科学性和实践性很强的课程[1]。通过本课程的学习，学生将掌握有关摄影测量学的原理、技术与方法;了解航空摄影的基本要求、共线条件方程的内涵与应用;了解人造立体视觉和双像解析的基本原理，通过对解析空中三角测量进行分析，掌握数字摄影测量的基本知识，了解从图像获取到最终成图的全过程，并准确把握摄影测量的最新发展，进而为后续课程学习、毕业后从事相关工作打下良好的理论与实践基础[2]。但是，现阶段摄影测量学的教学内容枯燥且较为抽象[3]，难以激发学生的学习热情，且很难将学到的理论知识与实际应用进行紧密结合。将先进的无人机技术运用到摄影测量学课程的教学中，有助于激发学生的学习兴趣，提高学生的动手能力，使学生更好地将理论教学内容与将来可能要处理的实际问题紧密联系起来，进而提升摄影测量学的教学效果[4]。
　　无人机（Unmanned Aerial Vehicle，UAV）是一种没有飞行员的飞机。无人机的飞行可以具有各种程度的自主性：由操作人员遥控或由机载计算机自主飞行[5]。无人机系统具有数据采集灵活、操作简单且可以快速获取数据的特点，因而无人机技术现已成功应用于多个领域，如：地形测绘、自然资源监测以及海洋等[6-8]，从现今社会发展对测绘人才的需求角度来看，无人机技术的引入，能够更好地将本科教学、科学研究以及社会实践进行有机结合，在丰富课程讲授内容的基础上，既激发了学生的学习积极性，又提高了学生的实际动手能力。本文对无人机技术在摄影测量学课程改革中的应用进行研究，以期更好地将本科教学、科学研究以及社会实践三者有机融合，为社会培养掌握先进无人机技术、动手能力较强的现代测绘类人才。
　　一、摄影测量课程改革的必要性
　　摄影测量学是测绘工程专业本科生的一门专业必修基础课程[9]。然而，由于科技进步和社会对人才需求的变化、理论教学课时安排较少且难以激发学生学习热情等问题，使得现阶段学生对知识的掌握程度有待提高，摄影测量学课程的教学效果也有待进一步改善，最终导致测绘专业本科毕业生难以适应现代测绘的发展，因而高等院校对摄影测量学课程进行改革成为未来的必然趋势。
　　1.社会需求的变化。在我国社会发展的初期，国家大力发展基础建设，如：大量修建路、桥以及自然资源开发，急需大量测绘从业人员，因而对从业测绘人员的要求不高，仅需掌握测绘专业技能，而不需测绘从业人员具有综合项目管理技能，且对测绘新技术掌握要求不高。但随着社会以及多学科的交叉发展，掌握单一测绘技能的测绘从业人员难以适应现代测绘的工作要求。为了适应新时代测绘的要求，本科教育培养的测绘专业毕业生必须在具备测绘学科的基础理论、专业知识和专业技能的基础上，还拥有较扎实的数学、英语、计算机、地理信息系统以及遥感等基础知识，同时还应具备自主学习新技术的能力，最终掌握工程项目的设计、实施、总结、评价、研究及管理等方面的能力。
　　2.理论学时少，课程任务重。在教学方面，因本课程内容较多，学时安排较少，理论课时仅为32，上机学时为16学时，因而使得教师的理论课程讲授时间十分紧凑，在课堂上不能给学生留出充足的时间消化吸收课堂内容。因此，在理论课时安排有待进一步完善，可以将理论课时增加至48学时，上机学时保持不变，仍为16学时。
　　3.学生学习兴趣低。首先，因本课程难度系数较大，需要扎实的前期知识做铺垫，如：高等数学和测量学等基础知识，因而使得前期基础较差的学生难以掌握课程内容，会逐渐失去学习的兴趣。其次，内容讲解过程中涉及的仪器现大多数均已淘汰，讲解过程中教师仅通过图片展示，学生难以产生直观的认识，这也使得学生的学习兴趣逐渐弱化，因而，亟待将无人机技术引入摄影测量学课程的讲解中，使学生能够接触到无人机，进而逐渐提高学习兴趣。
　　二、无人机技术在摄影测量学课程改革与本科教学的切合点
　　1.社会需求促进无人机技术与摄影测量学课程改革的结合。社会对现代测绘从业人员需求的变化使得测绘本科毕业生不仅要掌握测绘、计算机、地理信息系统等多种交叉学科的基础知识，同时还应掌握科学新技术，并将新技术应用于现代测绘，进而实现工程项目的高效率运作。教师应从理论、实习以及科研等部分将无人机技术融入摄影测量学的教学过程中，使学生对测绘无人机新技术有充分的理解和思考，并能将其应用于未来实际工作中。因此，将社会对现代测绘人员的新需求作为社会测量学基础课程改革的切入点，更好地将无人机技术与测量学基础课程进行有机结合。
　　2.新技术引入摄影测量学的教学过程。随着社会的发展，无人机技术在测绘领域的应用越来越广泛，因而对测绘类专业学生也提出了新的要求——在培养学生正确的世界观、人生观、价值观基础上着重培养学生的创新能力，最终将学生培养成为高素质的创新型人才。为了实现上述培养目标，需要建立健全课程教学体系。将无人机技术引入摄影测量学的教学过程中能够极大地完善摄影测量学的课程体系，激发学生的学习积极性，提高学生的实际动手能力。比如：在摄影测量学实习讲解摄影测量外业工作时，教师可以结合自己利用无人机进行外业测量的工作经验，讲解进行外业工作的流程、规划以及应注意的事项，使学生熟练掌握摄影測量外业工作的技能，为后续摄影测量实习打下良好的基础。 　　3.教学与科研的相统一有效指导摄影测量学课程改革。理论教学是摄影测量学课程改革的基础，而教师的科研工作却是教师进行教学的基础，教学能够将教师的科研成果进行有效传播，而实践是检验教师教学与科研的重要手段。无人机作为一种新型的数据获取手段，现已广泛应用于测绘领域，因而使得教师与学生有关无人机技术的培训与教学尤为重要。高校教师如何将自己的科研工作融入平时的教学工作中，如：教师可以将自己利用无人机进行地形测绘、电路巡线等科研工作引入课堂，使教学内容与实际生活更加贴合，最大限度地激发学生的学习兴趣，便于学生更容易掌握教学内容。
　　三、结语
　　无人机作为一种新技术，现已广泛应用于多种测绘领域，不仅能够提高测绘成果的质量，而且能提高工作的效率。为了适应社会对现代测绘从业人员的要求，急需将无人机技术引入测绘工程课程体系中，从教学、实习和科研三方面入手，将无人机技术融入社会测量学基础课程改革中，极大地激发学生的学习兴趣，提高学生的自主学习能力，为培养合格的测绘工程毕业生提供有效的支撑。
　　参考文献：
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　　[2]戴晓琴.中等测绘职业教育摄影测量专业建设浅谈[J].黑龙江科技信息，2010，（06）：167.
　　[3]邓兴升，华赛男.《摄影测量学》教学中的问题与对策[J].地理空间信息，2017，15（12）：11，111-112.
　　[4]柏春嵐.基于小型无人机的摄影测量实践教学探讨[J].北京测绘，2018，32（09）：1112-1116.
　　[5]赵婷婷.无人机地面站与航迹规划的研究[D].天津大学，2012.
　　[6]谭睿，张忠显.无人机遥感技术在测绘工程测量中的应用分析[J].科技风，2018，（33）：86.
　　[7]苟晓萍.无人机航空摄影测量在地形图测绘中的应用[J/OL].世界有色金属，2018，（17）：219-220.
　　[8]杨宙翔.无人机航空摄影测量技术在地形测量中的应用[J].资源信息与工程，2018，33（05）：127-128.
　　[9]成晓倩，韩瑞梅，王双亭.摄影测量学的教学改革探讨与实践[J].测绘科学，2015，40（01）：116，126-128.
　　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
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