應用型本科院校攝影測量學課程實踐教學的改革與實踐

李愛霞　趙紅

摘 要：從滿足社會需要出發，根據攝影測量學課程的特點，提出了攝影測量實踐教學的主要內容，主要包括基礎實踐、開發實踐和綜合實踐三個部分。其中基礎實踐與理論學習相結合，學習VirtuoZo軟件的數據處理流程；開發實踐則是要求學生編程實現部分數據處理功能加深學生對基本原理的理解；綜合實踐則是讓學生自主設計和實現從外業到內業的完整作業流程。最后采用“知識+技能+態度”的考核方式，改變了以往重理論輕實踐的考核模式，突出了對攝影測量技能掌握的重要性，能夠充分調動學生進行實踐的積極性和主動性。

關鍵詞：攝影測量學；實踐教學；教學改革；應用型本科

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7394（2016）04-0107-04

攝影測量學以非接觸傳感器獲得的影像等數據為處理對象獲得研究目標的幾何和屬性信息的一門學科。攝影測量學是測繪工程專業本科教學中的專業必修課程，通過該課程學習，使學生系統地學習攝影測量的基本理論與方法，具備影像信息獲取及幾何信息處理、表達和應用的能力。[1]然而，學生在學習過程中，普遍反映課程學習困難，課程的基本概念、基本原理等太過抽象無法深入學習和理解。 [2-4]另外，隨著無人機技術、現代電子技術、通信技術等飛速發展，攝影測量學的研究對象和應用范圍不斷擴大，在數字地球、應急救災、古文物保護等眾多行業中都得到廣泛應用，因此，社會對相關專業人才的需求也日益增長。[5-6]浙江水利水電學院作為新升格的應用型本科院校，課程教學要緊跟社會需要，以“應用”為主旨構建課程教學體系。在課程教學過程中將理論教學與實踐教學相結合，通過實踐教學幫助學生深入理解理論知識，培養學生對知識的應用能力。

根據課程內容，攝影測量學包含了許多實踐環節，如航空攝影、內定向、立體像對的相對定向和絕對定向、影像匹配、DEM生產、DOM生產和數字線劃圖的繪制，等等。這些實踐環節可以幫助學生更深入的理解和學習攝影測量學，是課堂理論學習一個很好的補充。然而，一些院校受實習條件所限，實踐教學的內容多集中于數字攝影測量系統的操作上。為了讓學生能夠系統的學習攝影測量的處理流程，我們依托中央財政建設資金的支持，在校內建設了航空攝影模擬場、數碼相機檢校場以及航測內業數據處理實驗室等。本文基于現有實踐條件，結合目前攝影測量技術的發展和應用現狀，總結以往攝影測量學實踐教學的改革經驗，并提出今后發展的目標。

1 實踐教學內容

攝影測量學課程理論極為抽象、基本概念多、知識面廣、前后銜接緊密。課程的核心內容可以分為兩個部分：攝影測量的外業工作與攝影測量的內業工作。其中外業工作主要包括：航空攝影、像片控制點的布設，野外控制點的聯測、像片調繪等；而內業工作主要包括：像片內定向、立體像對的相對定向和絕對定向、解析空中三角測量、4D產品的生產等內容。通過外業工作內容，學生可以了解影像獲取、影像解算預備工作的一系列流程；通過內業工作內容，學生可以掌握從影像到4D產品的處理流程。

隨著攝影測量技術越來越廣泛地應用于城市建設，生產單位對攝影測量技術能力的需求也越來越高，主要包括兩個層次：（1） 工程實踐能力，包括像片調繪、利用全數字攝影測量系統生產4D產品的能力等；（2）軟件開發能力，包括模型定向、影像匹配等功能的研發能力。[7]為了滿足社會需求，根據實踐條件，確定了攝影測量學課程實踐教學的目的是：在鞏固加深學生對攝影測量學的基本理論、基本原理和基本方法理解的基礎上，熟練掌握攝影測量4D產品的作業流程、基本技能和數據處理方法，進一步提高學生理論聯系實際的能力，分析問題和解決問題的能力，培養創新能力。

圍繞攝影測量學課程的教學內容和實踐教學目標，實踐教學內容分為三個部分：（1）基礎實踐。系統的培養學生的基本技能和對基本理論的理解能力。主要包括利用數字攝影測量系統進行影像內定向、相對定向、絕對定向、影像匹配、生成核線影像以及4D產品的制作。（2）開發實踐。從攝影測量數據處理的內容中，抽離出一部分功能，如航空影像的內定向、單像空間后方交會、特征點的自動提取、影像匹配等功能，由學生通過編程實現。通過開發實踐教學可以加深學生對攝影測量原理和方法的理解，還可以提高學生編程能力，激發學生學習的興趣。（3）綜合實踐。以4D產品的生產為主線，讓學生了解攝影測量的整個作業過程和內容，提高學生綜合實踐技能和分析、解決問題的能力，培養學生的創新能力。

2 實踐教學的實施

實踐教學不僅是理論學習的一個很好的補充，而且能夠培養學生的綜合應用能力 [8]。根據攝影測量實踐教學的內容體系與特點，實踐教學的實施分為三個層次。基礎實踐教學主要配合課堂教學，加強學生對所學理論知識的感性認識和熟悉數字攝影測量系統的基本功能；開發實踐教學則是進一步加深學生對理論知識的理解，培養學生的程序開發能力；綜合實踐教學則是在前兩個實踐的基礎上，由學生自主設計和完成攝影測量的整個作業過程及內容。

2.1 基礎實踐教學

以熟悉和掌握VirtuoZo數字攝影測量系統的基本功能為主，主要內容包括實現影像的內定向、相對定向、絕對定向、影像匹配以及4D產品的生產等。該實踐環節穿插在課堂教學過程中，用以加強學生對攝影測量基本概念、基本理論的理解。每次實習編寫完整的實習指導書，布置預做作業，讓學生對本次實習內容的相關理論知識進行復習；實習過程中采用集中教學和個別指導的方式，首先明確本次實習目的，講解操作過程，在學生完成后提交處理成果，最后對操作過程中出現的問題進行集中討論和分析。

2.2 開發實踐教學

主要包括影像內定向、空間后方交會、空間前方交會、影像匹配等程序開發實踐。首先帶領學生分解問題，簡要提出編程實現的流程框圖，然后要求學生獨立畫出詳細的流程圖，編寫相應的程序代碼，利用所給實習數據調制程序，得到計算結果。鑒于實踐教學的時間有限，而學生的編程能力較差，程序代碼和運行結果按照實習指導書要求完成以后，在課后以作業的形式讓學生提交。

2.3 綜合實踐教學

在攝影測量學的課程教學結束以后，安排兩周的集中實踐。在基礎實踐教學和開發實踐教學的基礎上，學生對關鍵功能的程序實現和VirtuoZo攝影測量系統的操作有了一定的能力，因此在綜合實踐環節中主要以學生做為主，老師指導為輔，目的在于訓練學生分析問題、解決問題的能力，培養創新能力。在綜合實踐之前編寫實習指導書，明確主要實習內容和實習要求。結合我校現有實驗室，以4D產品的作業流程為主線，設置實習內容，包括五個環節：（1）在相機檢校場對航攝所用的數碼相機進行檢校，完成相機內方位元素和各種畸變參數的標定；（2）在攝影測量模擬實驗室進行航空攝影，設計控制點布點方案，并布設控制點；（3）利用航空攝影得到的影像分別進行關鍵步驟的編程實現；（4）利用VirtuoZo數字攝影測量系統進行4D產品的生產；（5）外業調繪。實習期間，學生根據實習指導書，以小組為單位進行方案的設計和討論，最后各自完成綜合實踐任務、提交成果。通過這一環節可以使學生了解攝影測量的整個作業過程及內容，對攝影測量數據處理過程有一個整體的認識。

另外，浙江水利水電學院與浙江省第一測繪院、第二測繪院等測繪單位簽訂了校企合作協議，建立了良好的合作關系。在綜合實踐過程中，我們充分利用企業資源，組織學生到企業參觀學習。攝影測量技術是目前各省測繪單位更新地形圖、地理國情普查的主要方法，讓學生到這些單位參觀學習，可以使學生親身感受攝影測量技術的具體應用和生產作業過程。

3 課程的考核

作為應用型本科院校，不僅要重視學生的理論學習，還要提高學生對知識的應用能力。以此為導向，課程考核評價不僅應具有檢測、鑒定功能還應具有導向性和反饋性，因此，對該課程的考核不能僅僅以試卷考試的形式來完成。為了突出實踐教學內容的重要性，攝影測量課程的考核采用“知識+技能+態度”的三位一體考核模式。其中“知識”考核學生對知識點的內容和原理的全面認識程度，主要采用試卷考試的方式，但是在試卷的題目上則不僅體現基本的理論知識，還同時增加了在實踐過程中所要注意的關鍵問題。考試成績占學期評定成績的50%；“技能”指在掌握原理的基礎上，考核學生的操作能力，主要根據學生在實踐教學過程中的實習成果，包括程序成果、影像數據處理成果、實習報告等，該部分成績占學期評定成績的30%；“態度”則指學生在知識學習和技能訓練的過程中所展現的學習態度，主要體現在出勤率、上課表現和作業情況，占學期評定成績的20%。通過這三個方面的考核，改變了以往重理論輕實踐的考核模式，突出了對攝影測量技能的掌握的重要性，能夠充分調動學生進行實踐的積極性和主動性。

4 結語

攝影測量學課程是一門實踐性很強的課程，本文從滿足社會需要和攝影測量學的主要內容出發，提出了基礎實踐、開發實踐和綜合實踐三個方面的實踐教學內容，并介紹了相應實踐環節的實施方法和過程，建立了完整的考核評價體系，采用“知識+技能+態度”的考核方式，突出實踐教學在課程學習中的重要性。本文提出的實踐教學改革方案和措施，取得了較為理想的教學效果。讓學生真實地感受了攝影測量技術的整個生產過程，加深了學生對理論知識的理解，充分調動了學生學習的積極性和主動性。

參考文獻：

[1] 葉勤，林怡. 通識教育背景下“攝影測量學基礎”教學的思考[J]. 測繪通報， 2015（2）：121-124.

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[8] 吳軍. “攝影測量”教學中學生實踐能力與創新能力培養[J]. 桂林電子科技大學學報，2007，27（5）：435-437.

責任編輯 祁秀春