數字測圖一體化課程改革之成果更新

摘 要? 數字測圖一體化課程改革成果已經應用到日常教學過程中，只有在實際應用過程中才能發現問題，才能不斷改善課程標準并開展日常教學很有必要性。新知識新技術應該應用到日常教學過程中。無人機作為一項新興技術，理應加到新的課程標準中。無人機傾斜攝影三維建模進行數字線劃圖生產已經成為大范圍、高精度、高清晰、高效率的數據采集，直觀反映地物的外觀、位置、高度等屬性，已經成為測繪領域新的生產流程。本文主要從無人機數據獲取、無人機內業數據處理兩方面講解無人機在傾斜攝影中的應用。

關鍵詞? 無人機;傾斜攝影;地形圖測繪;教學改革

中圖分類號： P231;P217 文獻標識碼： A

1 一體化教學應

數字測圖一體化教學改革的校本教材、一體化教案、一體化學生指導手冊已經用于高職工程測量1608班的日常教學中，但在運行過程中發現存在有些問題，將應用型本科測繪工程1601班的課程標準做了一定修改。具體對比如下：

修改原因如下：

（1）在原課程標準中是按工作流程設計項目的，在應用中發現學生對數字測圖沒有概念，所謂的技術設計只能是紙上談兵，將本項目刪掉。

（2）目前大部分測量單位在測圖時使用RTK，在數字測圖發展的今天，應該在教學過程中加以講解。

（3）數字測圖成果質量評定與技術總結作為數字測圖的最后一個環節應該講解，但這部分內容較為枯燥，實用性不強，加之無人機近年來在數字測圖領域的應用越來越廣，作為應用型本科測繪工程的學生應加以講解，設計了兩周12課時的知識介紹了一下測圖的方法。本文介紹如何使用消費型無人機進行1：500測量校園地形圖的方法。

2 無人機傾斜攝影測量概況

無人機是無人駕駛飛機的簡稱，是利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置的不載人飛機，主流有固定翼無人機和旋翼無人機。無人機起初作為軍事偵察的利器，在海灣戰爭以后發揮了重要作用。目前無人機測圖已經在包括測繪等多個領域得到廣泛應用。

航空攝影是指利用航空器上安置專用航空攝影儀，從空中對地面或空中目標所進行的攝影方式。按攝影目標和方向的不同，可劃分為垂直攝影、傾斜攝影和對空攝影。

無人機傾斜攝影技術是國際攝影測量領域近十幾年發展起來的一項高新技術，該技術通過從一個垂直、四個傾斜、五個不同的視角同步采集影像，獲取到豐富的建筑物頂面及側視的高分辨率紋理。它不僅能夠真實地反映地物情況，高精度地獲取物方紋理信息，還可通過先進的定位、融合、建模等技術，生成真實的三維地物模型。

3 無人機傾斜攝影研究區域

項目7無人機數據采集主要以包頭鐵道職業技術學院職教園區新校區給學生講解無人機傾斜攝影數字測圖的流程，測區主要有一座行政樓、兩座教學樓、道路及其附屬物。最終成圖的比例尺為1：500。以往學生的測圖實習任務就是利用GPS-RTK配合全站儀進行數字測圖采集制作地形圖。在前文項目3數據采集中學習了基本的測圖方法。本項目利用當前測繪領域熱度較高的無人機傾斜攝影測量方式制作地形圖。

根據課時分配和內容的重要性，將本項目分為兩個任務：

任務1.無人機數據獲取

任務2.無人機內業數據處理

4 無人機數據獲取（任務1）

4.1 無人機機型的選擇

由于測區范圍不大，選擇操作方便且相對安全的四旋翼無人機較為適合，在本任務中采用大疆Phantom4-pro進行傾斜攝影數據采集。

4.2 踏勘選點

在采集前先研究測區基本情況。本任務總的踏勘選點不同于以往測量項目，主要選擇的是地面像控地點。地面控制點的選擇要求，一是網型布局合理，二是高程上選擇高程明顯變化處或最高最低點，三是目標清晰可辨。

經考慮多方因素，最終決定在測區布設7個像控點、9個檢查點，選擇道路斑馬線、停車場的車位線、籃球場及足球場地物明顯標識點，在勤學樓北側土操場上布設像控布。在采集坐標時采用三腳架在安置GPS-RTK平滑99次進行采集的方法來提高像控點坐標的準確性。

4.3 起飛地點的選擇

起飛地點要求空曠，無人機與遙控實時圖傳不掉線，還得需要方便教學且作業安全。最終考慮多方因素，將無人機的起飛地點設定為勤政樓前廣場。

4.4 航線規劃參數設置

測區地物最高點比起飛地點高約30米。為了保證模型精度兼顧效率原則，最終設定如下參數規劃航線：無人機的地面分辨率為2CM，飛行高度73.6米，飛行速度9.1M，拍照間隔2SEC，航線重疊度設為80%，旁向重疊度設為70%。地面站采用主流的Altizure規劃5條航線，第2-5條航線云臺傾斜角度40度。規劃后自主航線條數18條，每條航線照片數為693張，總照片數約3500張。

4.5 無人機起飛作業

無人機在起飛前應該做好安全檢查，檢查螺旋槳安裝是否正確，電池是否牢靠，飛機和遙控電量是否充足，APP軟件自檢是否會發生問題。如遇：指南針異常需要按照APP軟件提示重新矯正指南針。如遇沒有IMU姿態信息或沒有定位信息，需要等待無人機搜星穩定后再起飛。

檢查完畢后起飛，始終將遙控器的天線和無人機天線對準，之間不要有遮擋。如果電量不足，無人機將自動返航，更換電池后使用斷電續航功能繼續作業。作業完畢后，無人機將自動返航。無人機落穩后先關閉飛機電源再關閉無人機電源。

5 小結

在無人機廣泛應用的今天，無人機應該運用到實際教學當中。本文研究將無人機傾斜攝影測量運用到日常教學中學生在實習過程中比較認真，學生學習熱情明顯提高，具有較好的教學效果。對其日后課程的學習產生濃厚興趣，特別是無人機傾斜攝影測量的課程。

參考文獻

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