仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在攝影測(cè)量教學(xué)中的應(yīng)用

田方

摘 要：針對(duì)攝影測(cè)量專業(yè)職業(yè)院校知識(shí)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和學(xué)生綜合素質(zhì)，建立仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)、將攝影測(cè)量技術(shù)搬進(jìn)職業(yè)院校課堂顯得尤為重要。該文介紹了仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)的建設(shè)方案以及仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在職業(yè)教育中的深遠(yuǎn)意義。模擬真實(shí)的生產(chǎn)流程，建立仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)，可以更好地配合新的教學(xué)模式。同時(shí)，通過(guò)多媒體教程與課件，學(xué)生能在相對(duì)縮短的在校學(xué)習(xí)期間，學(xué)到更多專業(yè)知識(shí)并掌握更多的實(shí)際操作技能，更好地適應(yīng)行業(yè)生產(chǎn)，最大程度地?cái)U(kuò)大就業(yè)面，增強(qiáng)學(xué)生的就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

關(guān)鍵詞：仿真攝影測(cè)量系統(tǒng) 攝影測(cè)量 信息技術(shù) 職業(yè)教育

中圖分類號(hào)：P208 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）10（b）-0130-02

1 攝影測(cè)量專業(yè)介紹

1.1 專業(yè)簡(jiǎn)介

攝影測(cè)量學(xué)的主要任務(wù)是利用各種影像信息測(cè)制各種比例尺的地形圖并建立地形數(shù)據(jù)庫(kù)，為各種地理信息系統(tǒng)（GIS）和土地信息系統(tǒng)（LIS）提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，提取客觀世界中各種目標(biāo)對(duì)象的幾何與物理特征信息，以便應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行國(guó)土整治、環(huán)境保護(hù)與檢測(cè)、災(zāi)害預(yù)報(bào)與防治、城市規(guī)劃與市政管理等工作，從而為人們認(rèn)識(shí)自然和改造自然提供科學(xué)的技術(shù)和方法，為國(guó)家和部門的重大決策和社會(huì)可持續(xù)發(fā)展提供科學(xué)依據(jù)和決策保障。

1.2 專業(yè)特色

攝影測(cè)量專業(yè)基于理論與實(shí)踐教學(xué)相結(jié)合的原則，培養(yǎng)具有扎實(shí)的成像幾何與影像信息的基本理論基礎(chǔ)，具備航空和衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)處理、分析和解譯能力的專業(yè)人才，以滿足諸多領(lǐng)域（包括土木工程勘察、國(guó)土資源調(diào)查、自然災(zāi)害與環(huán)境監(jiān)測(cè)及區(qū)域可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃等）對(duì)攝影測(cè)量與遙感技術(shù)日益增長(zhǎng)的需求。

2 職業(yè)院校攝影測(cè)量專業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

攝影測(cè)量學(xué)專業(yè)性很強(qiáng)，其中用到的飛機(jī)和航攝儀等昂貴儀器，學(xué)生畢業(yè)時(shí)都無(wú)法接觸，以至于學(xué)生在學(xué)習(xí)中理論與實(shí)踐無(wú)法結(jié)合。這也與現(xiàn)在提倡的培養(yǎng)技能型人才的教學(xué)目標(biāo)相沖突，加之目前職業(yè)院校的學(xué)生在學(xué)習(xí)中存在許多問(wèn)題，對(duì)實(shí)際操作的記憶優(yōu)于對(duì)教材的記憶、機(jī)械記憶優(yōu)于邏輯思維記憶。要想加強(qiáng)教學(xué)的針對(duì)性，提高教學(xué)的實(shí)效性，讓學(xué)生在學(xué)校就能全面地接觸攝影測(cè)量技術(shù)過(guò)程就顯得尤為重要。針對(duì)職業(yè)院校攝影測(cè)量專業(yè)的教學(xué)現(xiàn)狀，建立一個(gè)仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)，即在室內(nèi)完全模擬攝影測(cè)量技術(shù)的全部作業(yè)過(guò)程，應(yīng)用現(xiàn)代化信息技術(shù)，全面提高現(xiàn)代化信息技術(shù)在教育管理和教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用水平。

3 仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)簡(jiǎn)介

仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)是一套可以從數(shù)據(jù)獲取到數(shù)據(jù)處理，完成數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量室內(nèi)作業(yè)的所有軟、硬件構(gòu)成的系統(tǒng)。（1）硬件組成。仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)的硬件主要由數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站的硬件、沙盤模型及相機(jī)等組成。其中數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站包含計(jì)算機(jī)及其外部設(shè)備。①模擬測(cè)繪航空攝影沙盤模型；②模擬測(cè)繪航空攝影軌道及配件；③測(cè)繪相機(jī)及配件；④計(jì)算機(jī)：工作站計(jì)算機(jī)配備雙顯示器；⑤立體觀測(cè)裝置：配備閃閉式液晶眼鏡和振光眼鏡；⑥操作控制設(shè)備：手輪、腳盤和鼠標(biāo)等。（2）軟件組成及主要功能。仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)的軟件由四維航空影像預(yù)處理軟件、四維數(shù)字空中三角測(cè)量系統(tǒng)軟件、JX4G數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站軟件以及超真自然真三維地理信息系統(tǒng)軟件組成。①四維航空影像預(yù)處理軟件主要包括航線設(shè)計(jì)、畸變差校正、質(zhì)量檢查、勻光勻色；②四維數(shù)字空中三角測(cè)量系統(tǒng)軟件主要包括影像處理、內(nèi)定向、選點(diǎn)、構(gòu)建自由網(wǎng)、平差及檢測(cè)；③JX4G數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站軟件包括航空影像、單模行、矢量測(cè)圖、DEM制作、正射影像；④超真自然真三維地理信息系統(tǒng)軟件包括三維全景圖、三維側(cè)視圖。

4 仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在航測(cè)教學(xué)過(guò)程中的應(yīng)用

4.1 仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在航空攝影教學(xué)中的應(yīng)用

仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)模擬真實(shí)的航空攝影。我國(guó)的航空攝影單位常用的是中國(guó)的運(yùn)-5運(yùn)輸機(jī)和德國(guó)的徠卡ADS80相機(jī)，成本極高，學(xué)生在校期間不可能接觸真實(shí)的生產(chǎn)過(guò)程，導(dǎo)致學(xué)生工作時(shí)沒(méi)有任何實(shí)操經(jīng)驗(yàn)，無(wú)法勝任具體工作。針對(duì)這種現(xiàn)象，在設(shè)計(jì)中我將實(shí)驗(yàn)室的地面設(shè)置成具有多地形要素的沙盤；在天花板上安裝交錯(cuò)的滑道，模擬真實(shí)航空攝影的航線；將單反相機(jī)佳能5DⅡ的曝光系統(tǒng)改裝為自動(dòng)曝光系統(tǒng)并安裝在模型飛機(jī)上，模擬真實(shí)的飛機(jī)和航攝儀；將模型飛機(jī)掛在天花板的滑道上模擬真實(shí)的航空攝影。這套設(shè)備的成本和真實(shí)航空攝影相比低很多，但是完全模擬了真實(shí)的航空攝影流程，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)室中不僅可以全面地了解航空攝影，還可以直觀地感受到畢業(yè)后的工作環(huán)境。

4.2 仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在攝影測(cè)量外業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

航空攝影測(cè)量外業(yè)主要包括像片控制測(cè)量和像片調(diào)繪兩大項(xiàng)內(nèi)容。它是為了保證航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)加密或測(cè)圖的需要，在野外實(shí)地進(jìn)行的攝影測(cè)量工作。航空攝影模塊獲取航空影像之后，就要進(jìn)行航空攝影測(cè)量外業(yè)工作，因?yàn)槁殬I(yè)院校學(xué)生人數(shù)多，年齡小，在校外進(jìn)行航測(cè)外業(yè)實(shí)習(xí)存在很大的安全隱患，所以在設(shè)計(jì)中，地面沙盤完全仿造中國(guó)的地物地貌，在實(shí)驗(yàn)室中可以模擬進(jìn)行野外控制測(cè)量選點(diǎn)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。在像片調(diào)繪方面，沙盤上的地物可以進(jìn)行隨意的安裝和拆卸。

4.3 仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)在“4D”產(chǎn)品獲取教學(xué)中的應(yīng)用

航空攝影測(cè)量技術(shù)可以根據(jù)用圖的需要，生產(chǎn)出各種測(cè)繪產(chǎn)品，如我們常見(jiàn)的“4D”產(chǎn)品，即：DEM（數(shù)字高程模型）、DOM（數(shù)字正射影像圖）、DLG（數(shù)字線劃圖）、DRG（數(shù)字柵格地圖）。另外還有立體景觀圖、立體透視圖、各種工程設(shè)計(jì)所需的三維信息以及各種信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)所需的空間信息等測(cè)繪產(chǎn)品。

在航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)模塊設(shè)計(jì)中，仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)擁有全套的解析攝影測(cè)量軟件和數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量軟件，如自動(dòng)空中三角測(cè)量系統(tǒng)TG_AT、像片糾正軟件ERDAS以及立體測(cè)圖軟件JX-4G全數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量工作站，最終生成4D產(chǎn)品，數(shù)字?jǐn)z影測(cè)量系統(tǒng)可以進(jìn)行正射影像糾正和鑲嵌、影像修補(bǔ)、任意影像的無(wú)縫鑲嵌，此外將數(shù)字正射影像圖與數(shù)字高程模型疊加，可生成沙盤的三維景觀。

5 信息技術(shù)趨勢(shì)下仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)的重要性

在項(xiàng)目引領(lǐng)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式轉(zhuǎn)變之際，我們模擬真實(shí)的生產(chǎn)流程，建立仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)，以更好地配合新的教學(xué)模式。同時(shí)，通過(guò)多媒體教程與課件，學(xué)生能在相對(duì)縮短的在校學(xué)習(xí)期間學(xué)到更多專業(yè)知識(shí)并掌握更多的實(shí)際操作技能，能更好地適應(yīng)行業(yè)生產(chǎn)，能最大程度擴(kuò)大就業(yè)面，增強(qiáng)學(xué)生就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

在調(diào)研、收集資料和授課經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，計(jì)劃通過(guò)已有的儀器設(shè)備，設(shè)計(jì)制作仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)，力求使課程目標(biāo)明確，針對(duì)性強(qiáng)，操作簡(jiǎn)單，并且對(duì)于實(shí)習(xí)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題進(jìn)行有針對(duì)性的講解，傳授解決方法，最終使學(xué)生對(duì)航空攝影測(cè)量技術(shù)的生產(chǎn)流程熟悉精通。

6 結(jié)語(yǔ)

“國(guó)務(wù)院關(guān)于大力發(fā)展職業(yè)教育的決定”中指出：進(jìn)一步深化教育教學(xué)改革。根據(jù)市場(chǎng)和社會(huì)需要，不斷更新教學(xué)內(nèi)容，改進(jìn)教學(xué)方法；加強(qiáng)職業(yè)院校學(xué)生實(shí)踐能力和職業(yè)技能的培養(yǎng)。高度重視實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)的教學(xué)。職業(yè)院校繼續(xù)堅(jiān)持靠人才辦校、靠特色強(qiáng)校、靠能力興校的辦學(xué)思想，進(jìn)一步完善院校的發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃、學(xué)科建設(shè)和隊(duì)伍建設(shè)規(guī)劃、校園和基礎(chǔ)能力建設(shè)規(guī)劃，切實(shí)把科學(xué)發(fā)展觀的要求轉(zhuǎn)化為正確的辦學(xué)方向、辦學(xué)理念、發(fā)展思路和改革舉措，提高辦學(xué)質(zhì)量，建設(shè)和諧校園，促進(jìn)科學(xué)發(fā)展。

攝影測(cè)量與遙感學(xué)專家李德仁院士曾經(jīng)說(shuō)過(guò)，要想讓學(xué)生做出成績(jī)，必須帶領(lǐng)學(xué)生到科技的前沿去鉆研。建立仿真攝影測(cè)量系統(tǒng)，將攝影測(cè)量技術(shù)搬進(jìn)中等職業(yè)教育的課堂，對(duì)特色職業(yè)教育的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的意義。

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