測繪類專業野外一體化實習教學基地建設探索與實踐

肖武，袁德寶，蔣金豹，李培現，孫灝

摘要：本文在分析測繪類專業野外實習教學建設現狀的基礎上，闡述了野外一體化測繪實習教學基地建設的內容和目標，基于目前測繪類專業主干課程設置及時間安排，在河北易縣嘗試進行了一體化實習教學基地的建設。

關鍵詞：測繪工程；野外教學基地；一體化建設

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）41-0155-03

一、引言

隨著時代和科學技術的進步，測繪領域理論知識不斷的深化，綜合計算機和信息技術進一步融合，測繪工程逐漸發展為成熟的具有專業性和實踐性很強的應用學科。測繪學科已經發生了質的變化，由傳統的手工模式進入了信息化測繪時代[1]。同時也迫切需要讓學生成為掌握一定的實際應用能力和創新精神的應用型人才。因為測繪類專業的特殊性，對學生的動手能力具有比較高的要求，其野外實習的課程特點要求學生必須熟練掌握測繪儀器、測繪方法及測繪的基本技能。測繪實習是各高等院校測繪工程、地理信息科學、采礦工程等多個本科專業年級開設的一項基本實習項目。對于這些測繪課外實習，如何把他們高效整合到一起，高質量完成教學任務，是亟待解決的問題。由于場地限制等因素，僅僅是在校園里開展教學難度較大，其限制條件主要是道路占用率高，可以測量的面積不夠大，也不能做到完全的通視，地勢太平坦，符合測量任務的地貌比較少，不能充分適用于教學任務。由此，測繪專業野外實習教學基地建設具有迫切的需求。北京地區開設測繪工程專業高校一般均在河北或京郊鄉鎮地區建立實習基地，如中國礦業大學（北京）等五所高校在河北易縣建立實習基地，中國地質大學（北京）在北京周口店建立實習基地[2]。但基地的建設需要較為零散，且很多情況下未能滿足各課程的教學，往往需要多個基地來維持正常的實踐教學。如何構建一體化的野外實習教學基地，在基地合理安排各課程的銜接與實習，構建高效的一體化教學實習基地，成為亟待解決的問題。

二、野外實習教學基地建設及存在的問題

實習基地的基本作用是讓剛剛學習了理論知識的學生把掌握的書本內容應用到野外的工作當中去，是“理論-實踐，實踐-理論”的重要階段，同時實習又是聯系學生學校知識和以后工作內容的重要橋梁。野外實習基地的選址是實習基地建設成敗的關鍵，也是實習基地質量高低的最大影響因素。在野外實習基地建設的建設當中，第一步就是選址的問題。選址需要考慮外界干擾條件，選擇較為安靜的區域，但同時也要兼顧交通等因素。實習基地的選址就很好地體現了其功能的定位及其存在的必要性。在建設測繪教學基地當中，能否獲取當地精確完整的大比例尺地形圖及控制網坐標點的可靠性也是需要考慮的重要因素。對于如此情況，前者的獲取主要依靠實習基地建設過程當中的實地考察獲得，后者主要是依靠購買國家已有的測繪資料并且在實習前期由學校組織人員根據已有測繪資料進行野外數據采集并埋設永久標石[3]。中國礦業大學（北京）礦山測量學科創建于1953年8月的北京礦業學院，礦山測量學科的發展伴隨于學校的變遷歷程，經歷了六十年風雨歲月，2002年6月，成立測繪與土地科學系（隸屬資源與安全工程學院）并開始恢復招收測繪工程專業本科生，目前測繪類專業的現場實習存在一些問題：

（一）測繪類專業現場綜合實習基地建設不夠完善

測繪類專業是實踐性、操作性很強的專業，野外實習是該專業的重要組成部分，是培養學生實際動手能力、分析問題能力、現場解決問題能力的有效途徑，也是加深理論教學的一個重要方法。由于歷史原因，我校測繪工程專業野外實習基地建設一直比較滯后，致使實習效果打了折扣。隨著我校河北清西陵現場實習基地建設的初步開展，已經取得了一定的成果，但基地建設仍然處于初期階段，缺乏整體的統一部署與安排，需要進行系統的規劃與建設。

（二）基地各門課程實習安排時空不合理

測繪類專業開設的相關實踐環節較多，需要進行現場教學的課程也較多，由于經費及場地限制等原因，基地的建設無法進行大面積的擴張，在有限的空間范圍內如何高效的安排多個年級多門課程的現場實習教學工作，是一個急需解決的難題，對課程實習時間與基地實習空間的優化，是解決這一問題的有效辦法。

（三）創新型教學模式下現場綜合實習需要改革與創新

我校率先實施創新性教學模式培養人才，需要學生在熟悉掌握本學科理論知識的基礎上，能夠熟練完成野外作業并進行有效數據處理。通過制定新的現場實習大綱與要求，在實習的基礎上，激發學生創新性思維、培養解決野外實際測量問題的能力、提高學生后期數據處理水平、深刻掌握測繪理論知識、豐富學生知識視野。因此，有必要進行測繪類專業現場實習教學基地建設的探索與改革。

三、綜合性一體化野外教學基地構建與實踐

（一）測繪類專業核心課程體系及實習要求

測繪類專業在課程設置方面，在重視理論課程的基礎上，重點強化實踐性課程，在日常專業基礎課和專業課理論教學中，60%的課程有課間上機、實驗或實習，實踐教學在整個教學環節中占有較大比重。針對目前測繪類專業實習教學缺乏統籌規劃與統一部署，以及現場實習基地建設過程中可能存在的盲目與重復性建設問題，開展對測繪類專業現場實習教學基地建設的探索與實踐研究，通過研究構建一體化的集成實習基地，涵蓋“測量學基礎”、“大地測量學”、“工程測量學”、“衛星導航定位技術”等核心主干課程的現場實習教學，形成各課程的無縫銜接教學安排，優化現場實習教學基地時-空安排。

結合中國礦業大學（北京）本科培養教育計劃，需要進行野外實習的課程主要有：“測量學基礎”、“大地測量學”、“工程測量學”、“衛星導航定位技術”。其中測量學基礎對應數字測圖實習，大地測量學對應城市一級導線網（環）與二等水準路線的測量與數據處理工作，工程測量學主要對應帶狀地形圖測繪與道路設計及實地放樣操作，衛星導航定位技術主要包括靜態GPS測量及利用RTK進行測圖。其中“數字化測圖”是高等院校測繪工程類專業的專業基礎課，是學習測量學的入門課程，數字化測圖野外實習是對課堂教學成果的融合和延伸，對測量后繼課程的學習有較大的影響，在教學過程中占有重要的地位。而“大地測量學基礎”是測繪工程專業一門重要的專業基礎課，是工程測量、攝影測量、礦山測量（地下工程測量）、地籍測量等實施的基礎與骨架。“工程測量”與“衛星導航定位技術”是應用性強且目前學生畢業就業主要運用的技術與方法。實踐教學課程應該按照本專業基礎、特點、方向等來劃分課間實驗、集中實習。一體化野外教學基地建設要能夠適應教學實習的特點和需要，能夠保證教學具有主動性，對實習時間安排具有靈活性，不受時空和外界因素影響。endprint

（二）一體化野外教學基地構建

測繪是一項非常嚴謹的工作，所獲得的數據必須真實可靠。對學生實踐環節的成績評定應從知識、能力和素質等方面來綜合考核。一體化野外教學基地構建需要有更專業的測繪人員利用GPS和全站儀對基地內的控制點進行精確測定或者通過先驗資料，得到真實可靠的控制點數據，能承擔測繪實踐教學任務。這樣既可以使同學們在野外時有可以標準的統一參照，也能客觀準確地檢驗野外實習效果和對學生作出評估。根據實習要求我校選擇了河北易縣清西陵作為一體化野外實習基地，實習基地距離學校距離約150KM，車程約2小時。

選取的河北易縣清西陵建立實習基地，保留原始地形地貌，自然地物、人工地物也豐富多樣。所以清西陵每一處都可以是實習教學的點。具體的實習基地布置及各實習內容空間布局如圖1所示。其中，等外水準路線（G1）長度約3km，數字測圖區（G1）為了分班與分組測圖方便共劃分為1-2-3三個區域，可同時滿足100人左右的測圖實習，二等水準路線（G2）長度約5km，一級導線網路線G2）長度約4.5km，GPS控制網（G3）區域約1.84km2，共設置靜態GPS控制點12個；工程測量路線設計與放樣區（G3）及帶狀地形圖測繪區（G3）500m長，這些基本符合各年級段野外實習數據需求。在此基礎上，根據基地建設情況以及課程設置與時序安排分別編撰完成了各課程的實習指導書，明確了主要的參數，例如：“大地測量學基礎”實習中導線網共選擇了20個點位，每個點位埋設2套水泥標石（間隔5～8m），共40個控制點，分別用A1、A2、…、A20，B1、B2、…、B20標注，每個標石確保與相鄰導線點都通視，待標石穩固后，利用GPS精確測定40個控制點的平面坐標。每組學生可以選擇其中15個點，可自建5個臨時點，根據城市一級導線的要求，自行在1∶2000地形圖上設計閉合或附合導線，并進行精度估算與優化設計。二等水準網是一個包含5個水準點的閉合環，每個標石距離為1km，中間轉點與臨時點學生可以自行選擇。一體化野外教學基地建設可使同學們親自操作每個實驗項目，熟練掌握各項儀器，明白各種測量規范，并要求每個學生獨立完成實驗報告。若發現實驗數據不合格時，要求學生自己找原因，再與教師共同探討，返工重測直到實驗數據合格為止，培養認真、踏實的職業道德。

通過截取的典型區域地形及坡度，對其地形信息與坡度信息進行了提取（如圖2所示），可以看出實習基地所在地區平均高程為80-120m，坡度為5-60度之間，測區內包含了山脊、山谷、山頂等多種地貌。同時，還有廢棄的民居、軍營、水利設施等典型地物。測區內容豐富，難度適中，比較適合測繪類專業學生的學習。

四、結論與展望

野外實習基地本身是一個豐富多彩的科研，教學基地有各種不同的素材，依托測繪專業學科新發現、新方法、新理論。隨著空間數據獲取技術、計算機技術和信息化技術的快速發展，測繪學科已經發生了質的變化，由傳統的手工模式進入了信息化測繪時代。隨著無人機遙感、信息科學、探測技術的發展，數據采集和處理的過程將向更加自動化、實時化和數字化的方向發展。建設的測繪類野外實習基地對不同年級學生野外工作技能和綜合分析問題能力有明顯的促進作用，但是傳統的野外教學基地實習受時間、空間、天氣、地理環境等外部環境因素干擾較少的優點能夠使土地測量工作全天候進行，同時能夠有效減少人工的投入，使測繪工程測量技術的工作效率越來越高。信息化測繪是我國測繪事業實現了由傳統測繪向數字化測繪轉化和跨越之后的又一個新的發展階段，這也給我國測繪教育提出了新的挑戰。對學生教學也呈多元化、層次化和規模化的培養方式。面對如此快速的發展趨勢，對測繪教育也提出了更高的要求，迫切需要在專業培養目標、課程的設置、教學內容、教學方法及教學手段等方面進行改革與研究，同時也可作為其他野外調查類專業的教學提供經驗與借鑒，最好能夠滿足不同專業的教學需要。

本文在分析測繪類專業核心課程設置授課時間安排的基礎上，基于現實需求構建了野外的一體化教學實習基地，基地能滿足“測量學基礎”、“大地測量學”、“工程測量學”、“衛星導航定位技術”等核心主干課程的現場實習教學，形成各課程現場實習教學時-空銜接與耦合。此外，實習成果也可為后續地理信息系統等課堂教學與實習提供基礎數據，而隨著無人機測繪等新興測繪技術的出現與發展，這一基地也具備未來開設相關課程實習基地的基本要求。同時，結合基地所在區域的特點，未來仍可拓展作為土地資源管理、資源環境、遙感等專業的野外實習與教學基地。

參考文獻：

[1]謝宏全，周立，高祥偉.基于測繪工程專業規范的應用型創新人才培養模式構建.測繪通報[J]，2012，（02）：99-102.

[2]陳偉.測繪專業野外實習突發事件處理探究.教育教學論壇[J].2016，（01）：166-167.

[3]劉向銅，曹秋香，熊助國.《數字化測圖》野外實習基地建設的若干問題探討[J].江西測繪，2010，（01）：7-9.endprint