測繪工程專業流程化實踐教學初探

秦育羅 郭 冰 張 麗 孫小榮

（宿遷學院建筑工程學院，江蘇 宿遷223800）

為了適應新形勢的需要，測繪科學的工程技術體系、科學目標及研究領域都在發生深刻變化，以3S技術為代表的測繪新技術層出不窮，服務對象和范圍也已擴大到國民經濟和國防建設等諸多領域[1]。然而，在“研究型”大學背景下，現有的測繪工程教育與行業脫節現象普遍存在，專業教學缺乏行業指導，培養模式單一；多數專業教師缺乏工程經驗，畢業生的實踐能力、設計能力和創新能力無法滿足行業發展的要求[2]。

無人機技術是一項重要的現代測繪技術，具有操作成本低、應用范圍廣、生產周期短、精度高等優點，已廣泛應用于國土、環境、交通、水利電力等部門，市場巨大[3]。無人機測繪需要綜合大地測量、衛星導航定位、攝影測量、地理信息系統、地圖制圖等多門學科和多種技術，既能回顧以往所學知識，更貼近生產實際，有利于符合行業發展需求的專業應用型人才的培養。因此，通過設置專業綜合實訓課程，以無人機測圖為主線，凝練貫穿工程始終的流程化模塊，厘清各門課程在流程化項目中的邏輯關系，完成實踐教學流程設計，構建測繪工程專業流程化實踐教學體系。

1 流程化實踐教學體系構建

1.1 流程化實踐教學項目篩選

流程化實踐教學項目要能夠打破課程壁壘，幫助學生理解和掌握理論知識和操作技能，形成專業知識鏈，從而達到更好的教學效果。項目的選擇應遵循基本原則：①貼近生產實際，應選擇當下應用較為廣泛且先進的測繪技術用于實踐教學，鍛煉學生具備一線作業的能力；②具有綜合性，應涉及多門課程內容，便于補全學生知識鏈，加深學生對專業知識的理解[4]；③具有一定難度和可操作性，應符合自身的實驗條件，經教師講授，學生能夠完成相應任務。

無人機測圖是目前地理信息數據采集的主要方式之一，也是目前廣大生產單位主要的工作內容。測圖過程中，需要用到GNSS、攝影測量、地圖制圖等課程，涉及知識點分布較廣，有利于完善學生知識鏈條。宿遷學院測繪工程專業現有的無人機包括固定翼和旋翼機，滿足實驗條件要求。因此，以無人機大比例尺測圖作綜合實訓的專題，其內容與深度符合測繪工程專業對項目篩選的基本原則。

1.2 流程化實踐教學項目分解

一個無人機測圖項目通常包含飛行前資料收集、航線設計、像控點采集、航攝、數據質量檢查、處理、產品制作與輸出等步驟。對實踐教學項目進行分解時，需同時考慮項目自身內容和課程的主體內容，力求符合課程所涉及的理論知識與操作技能[5]。

通過對現有專業課程梳理，本文將無人機測圖項目的工作任務分解為3個模塊：控制測量模塊、攝影測量模塊和地圖制圖模塊。每個模塊自成體系，模塊間又相互聯系，構成無人機測繪的流程化實踐教學整體方案。對模塊繼續進行分解，按照“課程群—項目環節—項目任務”的樹狀結構構建流程化實踐教學體系。

（1）課程群組建：根據設定的任務模塊，整合對應的課程群。控制測量模塊的課程包括大地測量學基礎、GNSS原理與應用、誤差理論與測量平差基礎；攝影測量模塊的課程包括攝影測量學、無人機測繪；地圖制圖模塊的課程包括地圖制圖學基礎、地理信息系統原理、空間數據庫原理。

（2）項目環節設計：根據項目建設階段，將流程化項目分解為多個環節，組織每個環節的理論內容與實踐項目，設計流水線形式的實踐教學方案。制訂課程與環節的銜接方案，明確不同課程中各環節在教學過程中的地位和關系;按照一條銜接的項目實施主線，使課程群的實踐內容有機地聯系起來。

（3）項目任務設計：從所設計的項目環節中分解出多項工作任務，針對項目任務組織設計教學情境，在教學過程中以模擬生產實際的形式不斷提升學生的工程實踐能力。

2 課程內容設置

2.1 控制測量

控制測量模塊的內容包括平面和高程控制測量。平面控制測量部分開展兩類測量任務，分別是：①首級控制網建立，采用GPS靜態相對測量方法，在指定區域為地形圖測繪布設四等控制網；②圖根控制測量，采用GPS RTK測量方法，在首級控制網的基礎上布設圖根控制點；高程控制測量部分同樣需要開展兩類測量任務：①首級控制網建立，采用水準測量方法，在指定區域對首級平面控制網點進行四等水準測量；②圖根控制測量，采用GPS RTK測量方法，在首級控制網的基礎上測量圖根控制點的平面坐標和高程。

2.2 攝影測量

攝影測量模塊利用傾斜攝影測量方法，采用各類測量儀器和軟件（GPS RTK、無人機、Context Capture軟件、EPS軟件、CASS軟件）測繪指定區域的1∶1000比例尺地形圖。

2.3 地圖制圖

地圖制圖模塊利用大地控制測量、攝影測量的測繪成果建立基礎地理信息數據庫，并利用數據庫中的數據制作4D產品，包括數字線劃圖（Digital Line Graphic，DLG）、數字高程模型（Digital Elevation Model，DEM）、數字正射影像（Digital Orthophoto Map，DOM）、數字柵格圖（Digital Raster Graphic，DRG）。

3 結語

專業綜合實訓是偏向于實際應用的課程，開課時間安排于大四上學期。課程的開設起到了承上啟下的作用，既有利于前期知識的回顧，又能夠幫助學生適應工作崗位。本文以無人機測圖為主線，凝練貫穿工程始終的流程化模塊，并對流程環節進行了探討。由于測繪技術的飛速發展，仍需要教師在教學實踐中不斷思考，舉一反三，提出更多更好的方向。