李研

摘要：無人機航測是一種新型的測量技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著計算機信息技術(shù)的不斷提高，為無人機的發(fā)展提供了強大的技術(shù)支持，無人機在社會生活中的作用也逐漸凸顯，各大高校也紛紛開設(shè)相關(guān)課程，以更好地對接社會的發(fā)展需求。本文就將針對無人機航測技術(shù)的教學(xué)進行探討，從無人機航測技術(shù)的概念出發(fā)，圍繞當前教學(xué)的現(xiàn)狀，提出相關(guān)的改進建議，希望能夠推動無人機教學(xué)的進步。

關(guān)鍵詞：無人機;航測技術(shù);教學(xué)

中圖分類號： TP391? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2020）32-0124-02

Abstract： UAV aerial survey is a new measurement technology， which has a broad application prospect. With the continuous improvement of computer information technology， it provides strong technical support for the development of UAV， and the role of UAV in social life is gradually highlighted. Colleges and universities have also set up relevant courses to better meet the needs of social development. This paper will discuss the teaching of UAV aerial measurement technology， starting from the concept of UAV aerial measurement technology， around the current situation of teaching， put forward relevant improvement suggestions， hoping to promote the progress of UAV teaching.

Key words： UAV; aerial survey technology;teaching

無人機航測具有準確性高，便捷性好，成本低等特點，將其應(yīng)用在小區(qū)域或者飛行困難地區(qū)，能夠利用無人機高分辨率影像功能快速地捕捉相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，高效地完成相關(guān)航測工作。隨著無人機技術(shù)的不斷成熟，無人機航測技術(shù)已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)當中，促進了航測工作效率的提高。在當前的教學(xué)當中，各高校也開始針對相關(guān)專業(yè)開展無人機的教學(xué)，以便于更好地滿足社會的發(fā)展需求。

1 無人機航測技術(shù)概述

無人機航測就是利用無人機搭載影像傳感設(shè)備，通過無人機的飛行控制，對一些地區(qū)的地理信息進行捕捉，并通過數(shù)據(jù)分析等形式來得出具體所需要的數(shù)據(jù)信息。與傳統(tǒng)的人工測量方式相比，無人機航測具有機動靈活的特點，適用于小范圍或者飛行高度不高的地區(qū)的地理勘測。在現(xiàn)代化社會的發(fā)展當中，無人機技術(shù)與數(shù)碼相機技術(shù)的結(jié)合能夠很好地對一些監(jiān)測困難的地方進行勘測，更好地幫助我國重大工程的建設(shè)，災(zāi)害應(yīng)急與處理，國土監(jiān)測資源開發(fā)等，特別是在數(shù)字城市的建設(shè)當中具有廣闊的前景，為此各大高校紛紛開設(shè)了無人機相關(guān)課程，以更好地滿足社會的發(fā)展需求。現(xiàn)階段我們就需要對無人機勘測進行研究，探究現(xiàn)有的無人機在勘測中的應(yīng)用實踐，使其更好地符合教學(xué)的發(fā)展，促進相關(guān)行業(yè)工作效率的穩(wěn)步提升。

2 無人機航測技術(shù)要點分析

無人機航測技術(shù)要點主要可以分為三個部分。

第一部分為準備工作。無人機航測的準備工作，主要是包括選擇合適的無人機，收集相關(guān)數(shù)據(jù)資料，進行現(xiàn)場勘測以及設(shè)計相關(guān)航線等。在這個過程中要組織相關(guān)人員對測繪的地區(qū)進行勘測，明確相關(guān)航線，并做好相關(guān)的方案設(shè)計。

第二部分為外業(yè)工作。主要是包括無人機飛行的實施工作，根據(jù)所選擇的航線，然后控制無人機飛行并以獲得所需要的數(shù)據(jù)。在這個過程中要控制攝影子系統(tǒng)并做好攝影數(shù)據(jù)的存儲，利用相關(guān)信息系統(tǒng)優(yōu)化整個飛行航線，提高工作的科學(xué)性與合理性。在這部分工作中要做及時做好相關(guān)的質(zhì)量檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)所需要的數(shù)據(jù)資料不符合標準，要及時進行重新收集。

第三部分為內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理，在完成無人機的航線數(shù)據(jù)收集以后，就要對影像相關(guān)數(shù)據(jù)進行分析，包括數(shù)字產(chǎn)品制作等，以便于更好地得到相關(guān)的數(shù)據(jù)資料。

3 無人機航測教學(xué)現(xiàn)狀

3.1 外在影響因素較多

在當前的教學(xué)當中，由于受到數(shù)字航空攝影以及飛行器材等因素的影響，在教學(xué)過程中，教師的教學(xué)在很大程度上受到限制。雖然近幾年無人機已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用，但是受到無人機單價的限制，在教學(xué)當中很難保證人手一機，學(xué)生的實踐操作較為受限，使得教學(xué)的成效并不顯著。雖然各大高校已經(jīng)逐步開始建立仿真模擬測測量與遙感實驗室，但是由于設(shè)備的成本較高，學(xué)生人數(shù)眾多，并不能夠滿足每個學(xué)生的需求，在很大程度上實驗室像是一種參觀展示功能的展廳，其實際利用率較低。

3.2 教學(xué)內(nèi)容不具有針對性

在以往的航空攝影測繪當中，受到客觀條件的制約，很多時候都側(cè)重于數(shù)字處理和數(shù)字產(chǎn)品的生成等內(nèi)業(yè)工作。對于數(shù)據(jù)采集方面其實涉及較少，在利用無人機進行航測的時，雖然當前無人機技術(shù)的發(fā)展對行測的門檻進行了降低，使得無人機獲取數(shù)據(jù)成為可能，但是在具體的教學(xué)當中，由于缺乏相關(guān)的教學(xué)以及實習(xí)內(nèi)容，相關(guān)教師的教學(xué)經(jīng)驗不足，使得教學(xué)不具有針對性，并不能夠很好地進行實踐。

3.3 教學(xué)手法較為單一

在當前的教學(xué)當中，教師很多時候都是以自己固有的知識體系為主，在教學(xué)當中采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，對學(xué)生傳授理論知識較多，無人機課程教學(xué)是一門實踐性較強的課程，在實際的課堂教學(xué)當中，教師會定期給學(xué)生布置相關(guān)的任務(wù)，讓學(xué)生在有限的課堂中完成相關(guān)任務(wù)，學(xué)生的實踐性不強，教師也缺乏與學(xué)生的溝通與互動，無法發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的功能性與創(chuàng)造性。且現(xiàn)在當前的教學(xué)當中，教師很多時候會依靠多媒體技術(shù)進行教學(xué)，在很大程度上都會利用幻燈片進行知識點的展示，不能有效地與學(xué)生的實際學(xué)習(xí)需求相對接，不能將知識體系進行全方位的展示，使得學(xué)生對知識的掌握較為模糊和淺顯，學(xué)習(xí)效果不明顯。

4 無人機勘測實驗實踐

無人機勘測教學(xué)當中，一般會設(shè)置相關(guān)的理論學(xué)習(xí)與實驗學(xué)時。在進行無人機勘測的實踐教學(xué)當中，其的實驗具有很強的實踐性，其主要是從以下幾個方面進行準備的：

一是實驗設(shè)備準備。實驗準備包括硬件準備與軟件準備，硬件主要是指無人機;實驗的軟件準備方面一般包括地面控制軟件、數(shù)據(jù)處理軟件等。這類軟件一般由無人機制造商提供，主要適用于設(shè)計規(guī)劃相關(guān)航線、航拍過程進行監(jiān)控等;

二是實驗設(shè)計。進行實驗設(shè)計時就需要從外業(yè)部分到內(nèi)業(yè)部分都需要進行設(shè)計，包括勘測范圍的設(shè)計以及航線的設(shè)計等。對于航線設(shè)計來說，根據(jù)需要勘測的地方進行相關(guān)的航線設(shè)計，其中對航向重疊度以及旁向重疊度，轉(zhuǎn)彎半徑等進行設(shè)計，保證無人機的航線飛行的安全;

三是數(shù)據(jù)的預(yù)處理。其就是將影像與曝光點進行匹配，確定航線的拍攝是否完整，還要完善相關(guān)的拍攝數(shù)據(jù)，利用相關(guān)軟件進行分析，對相關(guān)的參數(shù)進行設(shè)置，借助軟件生成相關(guān)的質(zhì)量報告，以便于更好地進行研究。在勘測過程當中還需要利用現(xiàn)代化大數(shù)據(jù)信息處理的優(yōu)勢，將相關(guān)的無人機影像與實際的勘測設(shè)計進行匹配，提高勘測的合理性與和科學(xué)性;

四是后期制作。在無人機勘測結(jié)束以后，就要生成相關(guān)的高清數(shù)字模型，并且生成數(shù)字正射影像。主要是通過數(shù)字微分糾正的方式形成相關(guān)影像。在生成數(shù)字影像之后就需要用相關(guān)的軟件進行糾正，選擇最佳鑲嵌線，將其拼接成為一幅正攝影像，還可以采用人工調(diào)整的方式進行糾正，以達到良好的勘測效果。并通過數(shù)據(jù)的后處理，對勘測的畫面進行勻光勻色，對相關(guān)的色彩度進行調(diào)整，使其具有良好的層次感，提高畫面觀察的可行性。

5 無人機航測教學(xué)改進策略

5.1 以學(xué)生為主體進行層次性的教學(xué)設(shè)計

進行無人機航測教學(xué)中，應(yīng)該注重學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)差異性。要對無人機航測教學(xué)的相關(guān)知識點進行劃分，包括理論知識與實踐知識部分。當前的無人機教學(xué)課程設(shè)計當中，應(yīng)該與虛擬仿真實驗教學(xué)緊密結(jié)合。通過設(shè)置相關(guān)的仿真情景，讓學(xué)生自主地參與到相關(guān)的學(xué)習(xí)當中，提高其實踐能力。在進行理論知識的教學(xué)時，可以借助現(xiàn)代化虛擬仿真實驗課程當中的VR課件或者多媒體課件等形式進行教學(xué)，為學(xué)生提供多維度全方位的學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助其更好地掌握相關(guān)知識技能，使其能夠擁有充分的理論知識，以便于更好的理論與實踐操作進行結(jié)合，讓學(xué)生能夠更加直觀地感受該課程的學(xué)習(xí)。

5.2 構(gòu)建靈活具有針對性的實踐教學(xué)

在進行無人機的綜合勘測教學(xué)時要注重教學(xué)的設(shè)計。要采用個性化的教學(xué)方式，在理論學(xué)習(xí)以及基礎(chǔ)訓(xùn)練當中，都要按照學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力進行準備。教師在具體的教學(xué)時尊重學(xué)生的學(xué)習(xí)差異性，制定具有針對性的教學(xué)方案，給予學(xué)生充分地實踐實訓(xùn)機會，讓學(xué)生更好地掌握相關(guān)操作技能，更加主動地學(xué)習(xí)。要優(yōu)化教學(xué)體系，在當前的無人機勘測教學(xué)當中，還需要在教學(xué)大綱中新增相關(guān)的工程勘測及監(jiān)測實踐課程，以彌補相關(guān)理論知識的空缺，為學(xué)生提供完善的知識體系;要優(yōu)化現(xiàn)代的教學(xué)教材體系，豐富教材內(nèi)容，教師在教學(xué)中也應(yīng)該積極引入相關(guān)的實際案例，讓學(xué)生能夠從案例中汲取相關(guān)的知識，更好地幫助其的學(xué)習(xí)能力的提高。

5.3 優(yōu)化教學(xué)方法

在無人機的教學(xué)當中，需要優(yōu)化現(xiàn)在的單一的教學(xué)手法。采用多元化教學(xué)手法，提高教學(xué)的效果。在教學(xué)過程中，教師需要將抽象的理論知識變得可視化與形象化，幫助學(xué)生更好地進行學(xué)習(xí)。在無人機的教學(xué)當中，教師應(yīng)該改變傳統(tǒng)的單一的理論教學(xué)方法，要將其的教學(xué)方法與現(xiàn)代化虛擬仿真實驗技術(shù)相結(jié)合，采用VR技術(shù)以及其余的可視化技術(shù)讓學(xué)生直接參與到相關(guān)的課程學(xué)習(xí)當中，例如在進行無人機三維傳感器的教學(xué)時可以利用現(xiàn)代化虛擬仿真技術(shù)模擬三維展示傳感器以及相機焦距和無人機分辨率以及飛行高度的關(guān)系，讓學(xué)生通過相關(guān)參數(shù)的設(shè)置來進行相關(guān)的學(xué)習(xí)，提高課堂教學(xué)的趣味性。

5.4 優(yōu)化考評體系

在無人機的勘測教學(xué)當中，還需要對現(xiàn)有的考評體系進行優(yōu)化。在無人機勘測的教學(xué)實踐中，教師應(yīng)該建立具有互動性、過程性以及多元性的考試評價體系，加強教師與學(xué)生之間的溝通。要加強量化分析，關(guān)注學(xué)生參與學(xué)習(xí)中的各個環(huán)節(jié)，要通過相關(guān)的評價系統(tǒng)及時地掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動態(tài)，及時地與學(xué)生進行交流互動，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況優(yōu)化自身的教學(xué)，促進課堂教學(xué)效果的提高。

6 結(jié)束語

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，為無人機航測教學(xué)提供了多種可能性，社會發(fā)展需求的增加，高校開展無人機航測教學(xué)已經(jīng)成為現(xiàn)代化信息化教學(xué)的一大趨勢。要重視無人機相關(guān)技術(shù)的教學(xué)，將理論與實踐進行結(jié)合，有效地提高學(xué)生的實踐學(xué)習(xí)能力，幫助學(xué)生更好的學(xué)習(xí)相關(guān)知識，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)生的專業(yè)技能。當前無人機教學(xué)還處于起步階段，在很多地方都還有存在不足，要用發(fā)展的眼光去看待這一現(xiàn)象，要采用多種學(xué)習(xí)渠道進行綜合教學(xué)，優(yōu)化教學(xué)方式，豐富現(xiàn)有的教學(xué)評價體系，完善實踐實訓(xùn)環(huán)節(jié)，調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，促進現(xiàn)代化無人機教學(xué)的發(fā)展。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】