無人機攝影在工程測量課程教學改革中的應用研究

林美好 孫芹寶

【摘要】工程測量課程是建筑專業的核心課程，它是一門研究工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的課程。不僅包括傳統工程測量技術的測圖和放樣，還包括現代工程測量對測量結果的分析，甚至對物體發展變化的趨勢預報，具有很強的專業性和實踐性。但現階段我測量課程由于設備條件制約等制約，仍有很多只停留在測量理論、方法和儀器等基本內容的理論和操作，真正運用到實踐中沒有相對的技術支撐。而無人機低空攝影技術是傳統航空攝影測量手段的有力補充，無人機攝影技術可以更好的進行低空攝影測量，獲取高分辨率數字影像。

【關鍵詞】小型無人機 測量 測繪 實踐

工程測量課程是建筑專業的核心課程，是一門與崗位直接對接的課程，需要掌握前沿技術和科技，但目前在授課過程中大多數仍以傳統測量技術為主，現在課程講授內容與就業崗位需求不匹配。故引入無人機攝影，結合硬件操作與軟件解算，達到與實際工作崗位的匹配能力。

信息化技術的高速發展，無人機攝影技術已十分成熟并逐步代替傳統式測繪。下程測量課程是建筑專業的核心課程，它是一門研究工程建設的勘測設計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術的課程。現階段，省內高職院校相關專業采購的無人機臺數較少，并未大規模投入到學生實訓教學課程中。由于測繪行業新技術的快速發展，無人機攝影測量技術必將在今后的測繪領域得到大規模應用，因此學生有必要熟悉無人機攝影測量系統的操作流程。

通過3S技術在系統中集成應用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現勢性強的航測數據。無人機低空攝影測量主要用于基礎地理數據的快速獲取和處理，為制作正射影像、地面模型或基于影像的區域測繪提供最簡捷、最可靠、最直觀的應用數據。

現在國內外測量教學主要采用傳統授課以及集中實訓模式，尤其是傳統的具有測繪專業的院校也都沒有很好的解決理論與實踐結合的銜接問題，總是教的難學的慢用的少，學生學習的時效性和積極性不高。而國外已經有相關測量運用實例，特別是歐美國家的院校應用效果很好。結合國內測繪院校攝影測量實踐教學經驗，在建筑專業攝影測量實踐教學存在的問題的基礎上，依據師資條件、實驗室硬件條件，構建攝影測量實踐教學體系。增加攝影測量實踐教學學時，將傳統單一的課內實驗改為課內實驗與集中實踐并行，實現“兩步走”，即課內實驗打基礎，集中實踐綜合訓練。

無人機的優點也是比較突出的，運用在各個行業方面。尤其是對我們這種傳統的測量課程，肯定會有一些地方，比如它的地勢等在測量中是不能有一個非常準確的一個數據，那么就更突顯出來無人機測量的優勢。并借助于具體項目可以更好的進行理論和實踐的結合，也有助于學生更好的學習掌握。企業接觸的前沿資源和優勢更便捷，依托校企合作可以形成更好的促進和帶動作用。

現階段，數字城市、數字國土等數字化建設進程明顯加快，并已經取得一定的成果。根據需要，及時修正和更新地圖，建立定期更新的地理數據庫，動態監測土地利用變化情況，以及衍生出各類最新時相的專題圖都是迫切需要解決的問題。但是，能否具備實用化、高分辨率、連續穩定并能快速接收使用的地形監測數據源是動態監測需要首先考慮的因素。

低空遙感攝影測量系統能為國家應急救災、地理國情監測、智慧城市建設和新農村測繪保障提供便捷、高效的數據獲取手段，有著廣闊的應用前景。無人機航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現勢性的優點，特別適合獲取帶狀地區的航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）。使用無人機進行小區域遙感航拍技術，在實踐中取得了明顯成效，具有不可替代的優勢。如靈活機動的場地要求，超低空的飛行高度不受空域限制，靈活掌握的氣象條件等。

在高職院校遙攝專業相關課程中開展實踐教學工作主要存在以下幾個難點：大型無人機造價成本高昂，一般高職院校無法支付采購費用，教師往往只能從理論層面出發為學生講解無人機影像獲取的相關知識；無人機往往體積過大，高校的校區面積無法完成飛機的起降；而且起飛、降落危險性過高，即使通過邀請企業到校演示也存在一定的安全隱患；大型無人機進行影像采集之前，往往要報批空管部門獲得批準，辦理相關飛行手續復雜，協調好的飛行時間不一定與在校授課時間一致。

而小型無人機外業操作過程相對簡單，內業數據處理快速高效，能夠在短時間內向學生展示無人機從“飛行一數據獲取一內業處理一圖形輸出”的全過程，使學生在校期間便能夠了解無人機影像獲取的流程，從實踐角度增強學生對無人機影像獲取技術的了解。

而小型無人機影像獲取技術來獲取高分辨率的空間信息（DEM），可以使建筑專業學生可以了解更多的前沿科技和內容。并通過結合實例可以更好的結合無人機后期軟件來解決具體實例問題。通過課堂基本知識的講授、設備的展示，實現“所見即所得”的平面轉化為立體的可視化轉換，讓學生更好的了解無人機攝影測量技術。

將無人機技術運用到課堂教學中，依托實例達到學生能夠掌握無人機攝影的基本操作步驟，在課堂中更好的充實課程，幫助學生更好的掌握無人機攝影。并通過校企合作模式，將無人機攝影測量引入課堂。

綜上所述，無人機航空攝影測量技術主要是利用無人機，對測區進行多角度航空拍攝，從而獲取地理信息以完成地形等方面的測繪。無人機航空攝影測量技術具備迅速、準確的優勢，因而逐漸取代了傳統航拍模式，為工程測繪工作提供了成本更低、靈活性更好、安全性更高的先進技術。

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