張海寧,孫久運,劉　超,龐有智

(1.內(nèi)江師范學院地理與資源科學學院,四川 內(nèi)江 641199;2.中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院,

江蘇 徐州 221100;3.安徽理工大學測繪學院,安徽 淮南 232001)

大比例尺數(shù)字測圖實驗教學改革研究

張海寧1,孫久運2,劉超3,龐有智1

(1.內(nèi)江師范學院地理與資源科學學院,四川 內(nèi)江 641199;2.中國礦業(yè)大學環(huán)境與測繪學院,

江蘇 徐州 221100;3.安徽理工大學測繪學院,安徽 淮南 232001)

摘要：隨著信息技術(shù)的發(fā)展,大比例尺數(shù)字測圖所采用的儀器設(shè)備和成圖方式都發(fā)生了很大變化。在闡述傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測圖實習的基礎(chǔ)上,論述了改革大比例尺數(shù)字測圖實驗教學的必要性和可行性,并提出了改革的一些觀點和想法。

關(guān)鍵詞：大比例尺數(shù)字測圖;實驗教學改革;產(chǎn)學研;信息共享

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.03.025

中圖分類號：P231.5

文獻標志碼：碼： A

文章編號：號： 1008-9268(2015)03-0098-03

收稿日期：2015-01-05

作者簡介

Abstract:With the development of information technology, the equipment and mapping methods of large scale topographic mapping have changed a lot. This article proposed the necessity and feasibility of reforming the teaching and experiment of large scale topographic mapping based on explaining the traditional large scale topographic mapping, and also proposed some thoughts and idea for reforming.

0引言

實驗教學是測繪類專業(yè)培養(yǎng)過程中的一個重要環(huán)節(jié),實驗教學不僅有利于培養(yǎng)學生掌握測繪基本技能,還有利于培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識發(fā)展,對于培養(yǎng)創(chuàng)新人才起著重要的作用。因此,實驗教學在達到教學所需的同時,還應(yīng)該使學生與社會接軌,達到知識與技能共同發(fā)展。

隨著儀器設(shè)備和成圖方式的改變,大比例尺數(shù)字測圖在實驗教學上也要不斷適應(yīng)教學所需和社會所求,亟待需要改革,以便學生更好地學習,與時俱進。

1傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測圖特點

20世紀80年代以前,我國主要以傳統(tǒng)的白紙測圖為主,白紙測圖方法效率低,作業(yè)時間長,精度不高,更新難。隨著計算機、全站儀儀器設(shè)備等的發(fā)展,大比例尺數(shù)字測圖成為主流,但是,隨著信息技術(shù)的逐步發(fā)展和成圖方式的提高,數(shù)字化測圖改革也成為了一種可能[1-3]。

大比例尺數(shù)字測圖實習是測量專業(yè)實習及教學的重要內(nèi)容之一。傳統(tǒng)的大比例尺數(shù)字測圖主要集中在利用全站儀或者其他測量儀器進行野外數(shù)字化測圖,即地面數(shù)字測圖;或者是利用手扶數(shù)字化儀或者掃描數(shù)字化儀實現(xiàn)對紙質(zhì)地形圖的數(shù)字化;或者是采用航攝或遙感影像進行數(shù)字化測圖等方法上。

通過上述技術(shù)或者方法將采集到的地面數(shù)據(jù)信息輸入到計算機,采用數(shù)字成圖軟件對數(shù)據(jù)進行編輯處理,生成所需要的數(shù)字地形圖,并用數(shù)字繪圖儀或者打印機將地形圖或者相關(guān)數(shù)據(jù)輸出的一種過程,實現(xiàn)了大比例尺數(shù)字測圖的自動化[4]。

2傳統(tǒng)大比例尺數(shù)字測圖實習的局限性

在課堂實驗教學上,大多數(shù)院校開設(shè)實習基本都是以常規(guī)儀器測量為主,且大多都是在本校區(qū)或者基地進行測量和繪圖,對于非測量專業(yè)的學生來講,這樣的方法既可以學習儀器操作還可以掌握大比例尺數(shù)字測圖的方法和要求。但是對于測量專業(yè)或者測繪工程專業(yè)來講,畢業(yè)以后接觸更多的還是工程或者房產(chǎn)等方面的測圖,這不僅要求學生對實習儀器設(shè)備的準確掌握,更要求測圖水平的多元化掌握[5]。

3大比例尺數(shù)字測圖實習改革思路

論文結(jié)合工程測量技術(shù)專業(yè)的實驗教學特點,針對學生能力和社會需求,結(jié)合學校自身條件,提出了幾點意見[6]。

資助項目： 國家自然科學基金(批準號:41104005,41171343);安徽省自然科學基金(編號:1308085QD71);內(nèi)江師范學院校級科研項目(編號:13ZB09)

聯(lián)系人： 張海寧 E-mail:zhnyyfzz@163.com

3.1　產(chǎn)學研相結(jié)合的實驗教學機制

目前大多高等院校開設(shè)大比例尺數(shù)字測圖課程,并且大多院校的實習場地均設(shè)在學校校區(qū)內(nèi),這樣極大的限制了學生的發(fā)揮能力,有些學生可能偷工減料,借用以往的數(shù)字成果或者更改自己不太標準的數(shù)據(jù)信息等,極大的減弱了學生學習和掌握知識技能的水平。面對日益廣泛應(yīng)用的測繪技術(shù)、大型工程項目的開設(shè)以及產(chǎn)學研結(jié)合的開展,大比例尺數(shù)字測圖的作用也顯得更為突出。為此,學?？稍谝酝鶎嶒灲虒W的基礎(chǔ)上,與當?shù)赜嘘P(guān)測繪工程項目及研究機構(gòu)相結(jié)合,可以將學生課程綜合安排在大一大二,大三或者大四期間去實地部門或者研究所鍛煉學習,不僅可以擴寬學生視野,鍛煉學以致用的能力,更可以促使學生如何的將課堂上學到的知識較快的轉(zhuǎn)化為實踐應(yīng)用。

3.2　3S技術(shù)輔助大比例尺數(shù)字測圖的趨勢[7-11]

3.2.1常規(guī)測量儀器與GPS-RTK相結(jié)合輔助測圖

隨著經(jīng)濟的增長和大型工程項目的需要,大范圍、快速、精度高作業(yè)成為一種需要和趨勢,對于課堂實驗教學,學生在掌握基本儀器設(shè)備操作和技能的同時,也需要結(jié)合各種儀器的特點,靈活的更好更快的實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集。

實驗室中常用的常規(guī)測量儀器有全站儀、測距儀、經(jīng)緯儀等設(shè)備,這些設(shè)備具有準確、應(yīng)用廣等的特點;隨著實時動態(tài)差分法GPS-RTK的發(fā)展,這種常用的新的GPS測量方法,以其定位精度高、不需要點與點之間通視、快速作業(yè)等的特點,得到了廣泛的應(yīng)用。

在實驗教學過程中,學生在較為開闊的地區(qū)作業(yè)時,很方便使用RTK作業(yè)進行數(shù)據(jù)的采集,而對于隱蔽或者被遮擋的地區(qū),則可利用RTK進行圖根控制,結(jié)合全站儀等傳統(tǒng)測量設(shè)備進行碎部點采集。兩者的結(jié)合不但減少了作業(yè)的時間,還可以有效的控制誤差的積累,提高了作業(yè)精度,最后借助計算機和相關(guān)軟件完成大比例尺地形圖或者地籍圖的輸出。

3.2.2攝影測量與遙感輔助測圖

攝影測量與遙感具有大面積同步、快速、不與地面物體相接觸,直接對獲取的信息進行分析、提取等的特點。隨著攝影測量與遙感數(shù)字處理技術(shù)如影像匹配、特征提取以及影像分辨率等的提高,將攝影測量與遙感應(yīng)用到大比例尺數(shù)字測圖中也成為一種趨勢。

課堂教學過程中,學校可根據(jù)自身實驗室經(jīng)濟條件,有選擇性地選擇本區(qū)域的影像資料,便于學生利用計算機完成本區(qū)域內(nèi)地形圖的繪制。

將攝影測量與遙感影像轉(zhuǎn)化為所需要的地形圖,即應(yīng)用相關(guān)軟件完成影像圖的數(shù)字化,當然,數(shù)字化的精度不僅取決于作業(yè)的精度,還取決于作業(yè)員的熟練程度和細心程度,所以在課堂實驗教學過程中,要強調(diào)學生保證精度。

3.2.3GIS輔助采集數(shù)據(jù)趨勢

隨著地理信息系統(tǒng)的不斷發(fā)展,GIS空間分析功能的不斷完善和強大,依賴GIS的大比例尺數(shù)字測圖技術(shù),對GIS提出了更高的要求,地形圖不僅僅是簡單的矢量數(shù)據(jù)的組合與疊加,而是空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的集合,且數(shù)據(jù)量龐大。在進行野外數(shù)據(jù)采集時,不僅需要采集空間數(shù)據(jù),還應(yīng)該采集相應(yīng)的屬性信息。

目前,大多數(shù)成圖軟件將逐步更新,規(guī)范、統(tǒng)一的作業(yè)將更加一體化、便捷化。在實驗教學過程中,加大學生學習GIS軟件的力度,培養(yǎng)學生運用計算機實現(xiàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化的能力。

3.3　創(chuàng)作網(wǎng)絡(luò)實驗信息共享平臺

隨著信息化的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)資源共享已經(jīng)慢慢成熟,學生可以從網(wǎng)絡(luò)上獲取更多的課件及實驗資源去互相學習,包括其他大學的實驗手冊、儀器操作手冊和使用方法、實驗大綱、教學及實驗視頻以及其他參考文獻等,建立遠程在線資源共享。在課堂外學習時,學生可以從網(wǎng)絡(luò)上解決遇到的問題,及時方便地便于學生學習和選擇;同時,通過網(wǎng)絡(luò)共享,學生可以及時了解專業(yè)及同行的發(fā)展動態(tài),擴寬視野,為學習提供了豐富的資源和途徑。

3.4　提高教師實驗教學水平和改革考核制度

作為測量專業(yè)老師,除了要求具備扎實的基礎(chǔ)理論知識和較好的教學水平外,還必須具有較強的實驗技能和豐富的測量繪圖經(jīng)驗。實驗室或者課堂上應(yīng)經(jīng)常性地開展實驗教學交流,聘請工程實踐經(jīng)驗豐富的專家進行兼職授課,多與其他院?；蛘邔I(yè)單位進行互派學習等活動。

同時,對于大比例尺數(shù)字測圖課程的學習,學生所要掌握的不僅僅是基本知識,更是技能的熟練程度與應(yīng)用。面對越來越多的測繪需求,對學生掌握儀器及軟件等知識要求也越高?？荚嚥粌H是簡單的卷面考核,還應(yīng)加大實驗比例,考核學生的動手繪圖和創(chuàng)新能力,同時學校也可適當?shù)呐e行測繪儀器動手技能比賽等,作為獎勵和考核內(nèi)容之一[12-15]。

4結(jié)束語

隨著空間信息技術(shù)的發(fā)展,無論是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析還是數(shù)據(jù)成圖等方法,都會不斷的更新與完善,大比例尺數(shù)字測圖作為大學實驗教學的基本內(nèi)容之一,更需要及時地更新實驗教學方法,與時俱進,通過多途徑、多技能、多方法的測繪技能知識的學習,為學生步入社會提供更大的基礎(chǔ)和平臺。

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張海寧(1986-),女,河南安陽人,講師,研究方向為近景攝影測量、數(shù)字測圖、疫情監(jiān)測等。

孫久運(1974-),男,山東梁山人,博士,副教授,主要研究方向為近景攝影測量、GIS理論及應(yīng)用等。

劉超(1985-),男,陜西蒲城人,博士,講師,主要研究方面為變形監(jiān)測的理論及應(yīng)用、GPS動態(tài)精密定位等。

Research on Teaching and Experiment Reform of Large

Scale Digital Topographic Mapping

ZHANG Haining1,SUN Jiuyun2,LIU Chao3,PANG Youzhi1

(1.SchoolofGeography&ResourceScience,NeijiangNormal

University,Neijiang641199,China;

2.SchoolofEnvironmentScienceandSpatialInformation,ChinaUniversityof

MiningandTechnology,Xuzhou221100,China;

3.SchoolofGeodesyandGeomatics,AnhuiUniversityofScienceand

Technology,Huainan232001,China)

Key words: Large scale topographic mapping; experiment and teaching reforming; industry-academia-research; information sharing