基于航空攝影測量的數字化測圖實驗教學改革探討

摘 要:對基于航空攝影測量的數字化測圖實驗教學內容進行改革探討。重點討論了控制測量方案布置與內業數字化測圖注意事項。教學實踐結果證明，這樣的實驗教學改革能獲得更好的實踐教學效果，進一步提高學生的綜合實踐能力與社會競爭能力。

關鍵詞:航空攝影測量數字化測圖教學改革

中圖分類號:P231文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)08(b)-0172-01

航空攝影測量數字化測圖，就是使用數字航空影像，采用數字攝影測量相關技術，通過解析計算生成數字立體模型，最終生成數字高程模型、等高線、正射影像圖等產品。航空攝影測量數字化測圖這種方式為地圖的快速更新提供了現勢性強的數據，為經濟建設整體規劃提供高精度地圖，為信息化建設提供強大的基礎平臺。考慮到目前在城市大面積地形圖測繪中已普遍采用基于航測的數字化測圖方法[1]，因此有必要對相關專業的航測數字化測圖實驗教學內容進行改革，通過層層推進、由簡入深、工程化程度高的實驗訓練，使得教師不再是機械地教學生使用相關專業軟件，而是訓練和加強學生在分析和綜合層次上的學習技巧和能力，最終將學生培養成為社會需要的綜合知識與專業技能人才。

1 實驗教學內容的改革

為了幫助學生掌握航測數字化測圖的全過程，對實驗教學內容進行修改，此外，為了提高實驗質量，實行以小組為單位的形式完成實驗任務，每個小組由3～4名學生組成，外業工作通過小組合作方式完成，內業工作則由個人完成。實驗影像則選擇包括校區在內的附近區域的DMC影像。實驗任務是最終得到1∶1000的地形圖。

整個實驗綜合程度高、勞動強度大，完全以工程化的要求訓練學生。在基礎控制測量與像片控制測量階段，學生在野外使用GPS完成控制點的測量;在內業數字化測圖階段，學生使用適普公司的VirtuoZo軟件及其Microstation測圖模塊完成地物與地貌的數字化采集。最終通過質量檢查，將數字化測圖成果打印出圖，由教師對其實驗成果進行評估，最終得到學生的實驗成績。

2 控制測量方案

(1)在每個小組的測區范圍內選擇基礎控制點，其平面坐標采用靜態GPS方式求得。考慮到GPS的高程精度不高，采用全站儀或者水準儀測出基礎控制點的高程坐標。將基礎控制點的GPS坐標與地方獨立坐標一一對應，建立起兩套坐標系之間的轉換模型。

(2)根據大比例尺航測數字化成圖的要求，像控點布設多采用全野外或區域網布點形式。選刺像控點時要盡量兼顧GPS測量對附近環境條件的要求。以RTK方式施測像控點的平面坐標和高程坐標，施測時基站應選設在區域中心附近的高處，比如樓頂，從而有利于RTK測量時信號的接收和傳播。

(3)直接使用第一步得到的坐標轉換模型，將測出的像控點坐標全部轉換成當地的獨立坐標系，為后面的立體建模提供控制點信息。

3 內業數字化測圖注意事項

使用全數字攝影測量工作站VirtuoZo3.6，利用像片控制點聯測成果和數字空三加密成果，對立體模型進行相對定向和絕對定向，生成DEM與正射影像圖等產品。在此基礎上，將影像疊加在DEM上并借助紅綠立體眼鏡，學生即可進行內業的數字化測圖。由于VirtuoZo內置的測圖功能較弱，學生采用Microstation接口完成測圖，另外還可以對Microstation的功能進行二次開發，簡化測圖的工序，進一步提高數字化測圖的工作效率。以下為內業數字化測圖的注意事項。

3.1 地物采集的分類分塊模式

首先采集道路、管線、地類界等線狀地物，然后再采集居民地和獨立的地物。這樣，可以把容易丟漏的獨立地物以面狀、線狀圍成的小塊為單位進行采集，從而大大減小漏采的可能性。同時在采集過程中，既要保持獨立地物的方向及位置的正確性，又要保持房屋間的位置關系的真實性和相互分布特征。

3.2 地物位置的正確采集

對于單點采集的電桿、煙囪、燈塔等點狀地物，要嚴格按定位點采集。高大地物可以先在其旁定好高程，然后把測標移到地物中心點采集。橋梁水閘等多點采集的點狀地物，應采用四點采集以保證其方向與位置準確。

地面上管道、各類城墻、圍墻和各種電力線和通訊線等線狀地物，在地形圖上多為半依比例尺的地物。在采集折線線狀地物時，測標要切在目標的中心線上，記錄的點位不應過疏。在曲線線狀地物采集時，特別要注意高差較大的地區，避免造成地物位移。

面狀地物采集時，應準確表示其真實范圍。比如水面等面狀地物常隨季節變化而變化，不同季節攝影影像有所不同。植被的采集則要充分反映地面植被分布的性質和特征，準確地表示植被分布的具體范圍。

3.3 地貌的采集

地貌表示的是自然地貌(非人工地貌)，地貌采集是由高程注記點和等高線描繪配合地貌符號組成的。VirtuoZo可自動生成DEM與等高線，但仍需要進一步編輯。比如將山地的DEM統一減去樹的平均高度，才能得到相對準確的DEM與對應等高線。

4 建議與措施

為了進一步完善提高航測數字化測圖實驗教學效果，根據野外與內業教學實驗反映出的具體問題，提出以下建議和措施:

為了達到較好的實習效果，計算機、專業軟件與儀器的臺套數必須與實習人數相匹配。目前，我院的硬件條件齊備，軟件則需要增加許可數。

在課堂教學中，要注重采用模擬法測圖原理、方法與數字化測圖技術對照講授。同時要加深學生對地形圖內容及圖式符號的認識，切實保證學生能夠掌握和應用。

在實踐過程中，教師要指導學生正確理解、執行、應用測量規范，對特殊地物及地貌則要學會正確、靈活、合理的取舍。

應進一步簽訂校企共建合作協議，為學生提前接觸工程與實際生產提供了一個良好的工程能力和創新能力培養的實踐平臺，進而縮短學生與企業需求之間的距離，拓寬了學生的就業渠道，從而實現校企之間教學科研的良性互動[3]。

5 結語

航測數字化測圖的實驗教學部分對于培養學生扎實的攝影測量技術處理能力、貫通理論學習到實踐應用的過程有著非常重要的意義。本文結合我院學生培養的實際情況與當代攝影測量學發展的趨勢，對航測數字化測圖實驗教學進行改革探討。使教學更能適應創新教育的要求，激發學生自主學習的熱情和求知欲望，在鍛煉學生實際動手能力的同時，也為培養適應社會主義現代化建設需要的創新型人才探索了一套行之有效的教學方法。

參考文獻

[1] 蘇豪將，李德明，張進民.大比例尺航測數字化測圖內轉外作業中的精度控制[J].現代測繪，2005.

[2] 徐格寧.構建地方高校實驗教學大平臺的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2010.