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摘要：本文针对测绘类专业中摄影测量学课程教学中存在的问题，分析了国内高校摄影测量学课程建设现状，结合桂林理工大学摄影测量学课程的建设内容、教学理念及教学实践，将无人机技术引入到摄影测量学课程中，通过分析当今无人机技术主要应用领域，精选具体的项目案例，通过室外实践，让学生们掌握无人机操作及项目实施流程。通过实践教学激发学生的兴趣，提高学生利用新兴技术解决实际问题的能力，为学生未来进入社会或从事科研工作奠定较好的基础。
关键词：无人机技术；教学改革；摄影测量学
本文引用格式：陈建军，等.无人机在摄影测量学教学实践中的应用探讨[J].教育现代化,2019,6(27):146-147.
Discussion on the Application of UAV in the Teaching Practice of Photogrammetry
CHEN Jian-jun,YOU Hao-tian,FU Bo-lin
(College of Geomatics and Geoinformation,Guilin University of Technology,Guilin,China)
Abstract:Based on the Problems existing in the teaching of photogrammetry,this paper analyzed the current situation of the construction of photogrammetry courses in domestic universities.Combined with the construction content,teaching philosophy and teaching practice of the photogrammetry course of Guilin University of Technology,the Unmanned Aerial Vehicle(UAV) was introduced into the photogrammetry course.The analysis of the main application fields of today’s UAV technology,selected specific project cases,and let students mastered the UAV operation and project implementation process through outdoor practice.The practical teaching can stimulate students’interest,improved their ability to solve practical problems with emerging technologies,and lay a good foundation for students to enter the society or engage in scientific research in the future.
Key words:UAV technology;Teaching reform;Photogrammetry
摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。传统的摄影测量学是利用光学摄影机摄得的影像，研究和确定被摄物体的形状、大小、性质和相互关系的一门科学与技术。它包括的内容有：获取被研究物体的影像，单张和多张像片处理的理论、方法、设备和技术，以及将所测得的成果如何用图形、图像或数字表示[1]。摄影测量作为一种快速获取地球空间数据及其变化信息的重要手段，已广泛应用于工业、农业、环境等众多领域，具有较好的应用前景[2]。然而由于摄影测量学理论性强，数学公式推导非常复杂，因此学习者需要良好的高等数学、线性代数、数学分析等众多数学理论基础，导致大部分学生对该课程有畏难情绪，进而对该课程有一定的抵触心理。针对该现状，当前不少大学教师针对摄影测量学教学中存在的问题提出了各自的看法与改革方案[3-5]，然而不同学校的本科生培养目标不一样、学生基础也具有一定的差异性，因此每个教师需要根据学生的实际情况和培养层次确定具体的教学方案，进而提高教学效果。基于此，笔者结合课堂实践和学生反馈信息，探讨了摄影测量学教学改进措施，进而提高学生学习该课程的积极性。
一 摄影测量学教学中存在的问题
摄影测量学作为测绘类本科生的专业核心课程，其在教学与实践中的问题主要集中在以下两个方面。
（一）理论性强、概念多、内容抽象
摄影测量学的基本思路是基于光线直线传输原理，利用立体像对，根据共线条件方程，将具有重叠的两张影像恢复出重叠区域的三维现实。其数学解算过程严密，对数理基础要求较高，在重点理论部分都需要大量的公式推导，如像点位移、相对定向、绝对定向、前方交会、后方交会等，在讲解这些解算原理时需要一定的数学推导能力才能从根本上理解摄影测量学的核心思想，然而在数学推导过程中学生很容易陷入枯燥无味的氛围中去，进而影响学习效率。其次，摄影测量学中概念较多，且不少概念需要理解性记忆，否则很容易相互混淆。例如摄影测量学中常用的几种坐标系统、航测像片主要的点线面，如果对其本身含义理解不深很容易混淆。此外，由于该课程涉及的问题大部分都是三维的，因此对空间想象力有一定的要求，如果没有合适的讲解方法很可能让不少学生陷入困境，例如在讲立体像对成像原理时，如果没有搞清楚立体像对的具体含义将会影响对后续解算过程的理解。
（二）实践环节与实际应用脱钩
地面测量是传统测绘行业生产数据的主要方式，然而现如今的测绘行业已经从传统的地面测量逐步过渡到摄影测量，因此行业对测绘类专业毕业生的要求逐渐提高。根据近几年就业单位和毕业生的反馈信息了解到，能够熟练掌握航测流程并具有一定项目经验的毕业生更受就业单位欢迎。然而，在当今摄影测量教学中大部分教学都偏重讲解理论知识，在实践环节简要讲解摄影测量操作流程以及利用相关软件提供的数据让学生熟悉和掌握数据处理与操作，这与实际工程应用存在较大差距，且在实践过程中往往与理论部分脱节，因此，并不利于学生掌握摄影测量理论知识，也不能增加学生的竞争力。此外，目前全国大部分开设测绘类专业的院校都购买了无人机，然而有些院校购买无人机后很少使用，导致资源浪费，学生也无法掌握真正的应用技能。导致该现象出现的主要原因是前期购买的无人机多为固定翼无人机，价格昂贵，操作技能要求高，然而随着消费级多旋翼无人机的普及，有不少高校购买，但受传统思想束缚，其使用率仍然很低。
二 无人机技术在摄影测量学教学实践中的应用探讨
针对上述问题，笔者尝试将无人机引入教学，丰富摄影测量学教学内容，将枯燥的理论知识与实践结合，一方面可调动学生学习积极性，另一方面充分利用实验室设备资源，通过设计合理的项目让学生参与实践，进而提高学生的专业技能。
（一）无人机在摄影测量理论教学中的应用
摄影测量学作为一门理论性非常强的课程，在学生心目中极易产生畏难情绪，如何降低学生的畏难情绪，并提高学生的学习兴趣是讲好摄影测量学的关键。无人机在广大学生心目中的科技含量非常高，是非常高大上的仪器。因此，将无人机带入理论课堂不仅可以提高学生的学习热情还可以通过仪器本身将一些理论讲的更通俗易懂。例如，在介绍摄影测量学中常用的坐标系时，可以借助无人机直观的给学生讲解它们之间的差别和联系，并进一步分析为什么要设置这些坐标系。通过该教学手段可以将枯燥的教学内容变得有吸引力。此外，作为当今摄影测量的主要技术手段，无人机已被广泛应用于测量领域。因此，在讲解摄影测量理论知识的同时穿插一些无人机应用领域最新进展，可以吸引学生们的注意力，活跃课堂气氛。笔者在实践教学中通过调研并与学生交谈进一步证实在讲解摄影测量理论的同时对无人机及相关应用进展进行科普能极大的提高学生们听课的兴趣。
（二）无人机在摄影测量实践教学中的应用
作为地方院校，本科生毕业时不仅要获得扎实的理论知识，更要具有较强的动手能力。摄影测量学作为测绘类专业的核心课程，在以往的教学中主要注重理论知识的讲解，在具体应用与实验实践等方面比较欠缺。为弥补这方面的短板，笔者在实验教学中增添了无人机野外实践与室内航片处理内容，针对当前测绘领域应用最为广泛的倾斜摄影测量与地形测量，设计了两个项目实验：一是倾斜摄影测量，主要内容是利用无人机航拍获取学校某栋楼房不同角度的影像，然后通过航拍处理软件将所有影像进行立体建模，生成测量楼房的三维可视化数据；二是地形测量，主要是利用地面站软件设计测量区域的航线进而让无人机根据所设计的航线进行自主飞行拍摄，然后通过航片处理软件生成测量区域的正射影像，最后通过数字化完成测量区域的地形测量任务。在具体操作时将学生进行分组，以组为单位，从实验设计、野外无人机作业、室内航拍影像处理三个方面进行实践，让学生完成摄影测量的整个流程。同时，在野外实践过程中讲解现今无人机摄影测量的优势与不足，航测过程中质量控制需要注意的问题。通过该教学实践手段极大的提升了学生的积极性，并有效增强了学生的动手能力，丰富了他们的专业技能，加深了同学们对摄影测量原理与测量过程的认识。
三 结束语
摄影测量学作为测绘类专业的核心课程，其教学效果对毕业生专业技能的培养具有重要的影响。本文结合教学实践发现将无人机融入摄影测量教学中具有较好的效果，一方面能提高学生学习的积极性，另一方面能有效提高学生的动手能力。科学技术在不断发展，将最新的技术与大学课堂有效结合能激发学生的学习兴趣，提高教学效果，在未来的教学中应加以利用。
参考文献
[1]张剑清,潘励,王树根.摄影测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2009.
[2]叶欣,吕利娜,赵威成.“摄影测量原理”课程教学改革探讨[J].地理空间信息,2018,16(10):119-122.
[3]孟隐.浅谈测绘工程专业《摄影测量学》课程学习的实践与思考[J].当代化工研究,2018,08:36-37.
[4]齐修东.基于OBE理念的摄影测量学实践教学改革[J].实验室科学,2018,21(4):113-119.
[5]刘玉婵,王妮.应用型本科院校“摄影测量学”教学改革探讨[J].测绘工程,2017,26(8):77-80.
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