應用型本科院校攝影測量學課程實踐教學的改革與實踐

李愛霞　趙紅

摘 要：從滿足社會需要出發(fā)，根據(jù)攝影測量學課程的特點，提出了攝影測量實踐教學的主要內(nèi)容，主要包括基礎實踐、開發(fā)實踐和綜合實踐三個部分。其中基礎實踐與理論學習相結合，學習VirtuoZo軟件的數(shù)據(jù)處理流程；開發(fā)實踐則是要求學生編程實現(xiàn)部分數(shù)據(jù)處理功能加深學生對基本原理的理解；綜合實踐則是讓學生自主設計和實現(xiàn)從外業(yè)到內(nèi)業(yè)的完整作業(yè)流程。最后采用“知識+技能+態(tài)度”的考核方式，改變了以往重理論輕實踐的考核模式，突出了對攝影測量技能掌握的重要性，能夠充分調(diào)動學生進行實踐的積極性和主動性。

關鍵詞：攝影測量學；實踐教學；教學改革；應用型本科

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A 文章編號：2095-7394（2016）04-0107-04

攝影測量學以非接觸傳感器獲得的影像等數(shù)據(jù)為處理對象獲得研究目標的幾何和屬性信息的一門學科。攝影測量學是測繪工程專業(yè)本科教學中的專業(yè)必修課程，通過該課程學習，使學生系統(tǒng)地學習攝影測量的基本理論與方法，具備影像信息獲取及幾何信息處理、表達和應用的能力。[1]然而，學生在學習過程中，普遍反映課程學習困難，課程的基本概念、基本原理等太過抽象無法深入學習和理解。 [2-4]另外，隨著無人機技術、現(xiàn)代電子技術、通信技術等飛速發(fā)展，攝影測量學的研究對象和應用范圍不斷擴大，在數(shù)字地球、應急救災、古文物保護等眾多行業(yè)中都得到廣泛應用，因此，社會對相關專業(yè)人才的需求也日益增長。[5-6]浙江水利水電學院作為新升格的應用型本科院校，課程教學要緊跟社會需要，以“應用”為主旨構建課程教學體系。在課程教學過程中將理論教學與實踐教學相結合，通過實踐教學幫助學生深入理解理論知識，培養(yǎng)學生對知識的應用能力。

根據(jù)課程內(nèi)容，攝影測量學包含了許多實踐環(huán)節(jié)，如航空攝影、內(nèi)定向、立體像對的相對定向和絕對定向、影像匹配、DEM生產(chǎn)、DOM生產(chǎn)和數(shù)字線劃圖的繪制，等等。這些實踐環(huán)節(jié)可以幫助學生更深入的理解和學習攝影測量學，是課堂理論學習一個很好的補充。然而，一些院校受實習條件所限，實踐教學的內(nèi)容多集中于數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的操作上。為了讓學生能夠系統(tǒng)的學習攝影測量的處理流程，我們依托中央財政建設資金的支持，在校內(nèi)建設了航空攝影模擬場、數(shù)碼相機檢校場以及航測內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理實驗室等。本文基于現(xiàn)有實踐條件，結合目前攝影測量技術的發(fā)展和應用現(xiàn)狀，總結以往攝影測量學實踐教學的改革經(jīng)驗，并提出今后發(fā)展的目標。

1 實踐教學內(nèi)容

攝影測量學課程理論極為抽象、基本概念多、知識面廣、前后銜接緊密。課程的核心內(nèi)容可以分為兩個部分：攝影測量的外業(yè)工作與攝影測量的內(nèi)業(yè)工作。其中外業(yè)工作主要包括：航空攝影、像片控制點的布設，野外控制點的聯(lián)測、像片調(diào)繪等；而內(nèi)業(yè)工作主要包括：像片內(nèi)定向、立體像對的相對定向和絕對定向、解析空中三角測量、4D產(chǎn)品的生產(chǎn)等內(nèi)容。通過外業(yè)工作內(nèi)容，學生可以了解影像獲取、影像解算預備工作的一系列流程；通過內(nèi)業(yè)工作內(nèi)容，學生可以掌握從影像到4D產(chǎn)品的處理流程。

隨著攝影測量技術越來越廣泛地應用于城市建設，生產(chǎn)單位對攝影測量技術能力的需求也越來越高，主要包括兩個層次：（1） 工程實踐能力，包括像片調(diào)繪、利用全數(shù)字攝影測量系統(tǒng)生產(chǎn)4D產(chǎn)品的能力等；（2）軟件開發(fā)能力，包括模型定向、影像匹配等功能的研發(fā)能力。[7]為了滿足社會需求，根據(jù)實踐條件，確定了攝影測量學課程實踐教學的目的是：在鞏固加深學生對攝影測量學的基本理論、基本原理和基本方法理解的基礎上，熟練掌握攝影測量4D產(chǎn)品的作業(yè)流程、基本技能和數(shù)據(jù)處理方法，進一步提高學生理論聯(lián)系實際的能力，分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。

圍繞攝影測量學課程的教學內(nèi)容和實踐教學目標，實踐教學內(nèi)容分為三個部分：（1）基礎實踐。系統(tǒng)的培養(yǎng)學生的基本技能和對基本理論的理解能力。主要包括利用數(shù)字攝影測量系統(tǒng)進行影像內(nèi)定向、相對定向、絕對定向、影像匹配、生成核線影像以及4D產(chǎn)品的制作。（2）開發(fā)實踐。從攝影測量數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容中，抽離出一部分功能，如航空影像的內(nèi)定向、單像空間后方交會、特征點的自動提取、影像匹配等功能，由學生通過編程實現(xiàn)。通過開發(fā)實踐教學可以加深學生對攝影測量原理和方法的理解，還可以提高學生編程能力，激發(fā)學生學習的興趣。（3）綜合實踐。以4D產(chǎn)品的生產(chǎn)為主線，讓學生了解攝影測量的整個作業(yè)過程和內(nèi)容，提高學生綜合實踐技能和分析、解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力。

2 實踐教學的實施

實踐教學不僅是理論學習的一個很好的補充，而且能夠培養(yǎng)學生的綜合應用能力 [8]。根據(jù)攝影測量實踐教學的內(nèi)容體系與特點，實踐教學的實施分為三個層次。基礎實踐教學主要配合課堂教學，加強學生對所學理論知識的感性認識和熟悉數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的基本功能；開發(fā)實踐教學則是進一步加深學生對理論知識的理解，培養(yǎng)學生的程序開發(fā)能力；綜合實踐教學則是在前兩個實踐的基礎上，由學生自主設計和完成攝影測量的整個作業(yè)過程及內(nèi)容。

2.1 基礎實踐教學

以熟悉和掌握VirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的基本功能為主，主要內(nèi)容包括實現(xiàn)影像的內(nèi)定向、相對定向、絕對定向、影像匹配以及4D產(chǎn)品的生產(chǎn)等。該實踐環(huán)節(jié)穿插在課堂教學過程中，用以加強學生對攝影測量基本概念、基本理論的理解。每次實習編寫完整的實習指導書，布置預做作業(yè)，讓學生對本次實習內(nèi)容的相關理論知識進行復習；實習過程中采用集中教學和個別指導的方式，首先明確本次實習目的，講解操作過程，在學生完成后提交處理成果，最后對操作過程中出現(xiàn)的問題進行集中討論和分析。

2.2 開發(fā)實踐教學

主要包括影像內(nèi)定向、空間后方交會、空間前方交會、影像匹配等程序開發(fā)實踐。首先帶領學生分解問題，簡要提出編程實現(xiàn)的流程框圖，然后要求學生獨立畫出詳細的流程圖，編寫相應的程序代碼，利用所給實習數(shù)據(jù)調(diào)制程序，得到計算結果。鑒于實踐教學的時間有限，而學生的編程能力較差，程序代碼和運行結果按照實習指導書要求完成以后，在課后以作業(yè)的形式讓學生提交。

2.3 綜合實踐教學

在攝影測量學的課程教學結束以后，安排兩周的集中實踐。在基礎實踐教學和開發(fā)實踐教學的基礎上，學生對關鍵功能的程序實現(xiàn)和VirtuoZo攝影測量系統(tǒng)的操作有了一定的能力，因此在綜合實踐環(huán)節(jié)中主要以學生做為主，老師指導為輔，目的在于訓練學生分析問題、解決問題的能力，培養(yǎng)創(chuàng)新能力。在綜合實踐之前編寫實習指導書，明確主要實習內(nèi)容和實習要求。結合我校現(xiàn)有實驗室，以4D產(chǎn)品的作業(yè)流程為主線，設置實習內(nèi)容，包括五個環(huán)節(jié)：（1）在相機檢校場對航攝所用的數(shù)碼相機進行檢校，完成相機內(nèi)方位元素和各種畸變參數(shù)的標定；（2）在攝影測量模擬實驗室進行航空攝影，設計控制點布點方案，并布設控制點；（3）利用航空攝影得到的影像分別進行關鍵步驟的編程實現(xiàn)；（4）利用VirtuoZo數(shù)字攝影測量系統(tǒng)進行4D產(chǎn)品的生產(chǎn)；（5）外業(yè)調(diào)繪。實習期間，學生根據(jù)實習指導書，以小組為單位進行方案的設計和討論，最后各自完成綜合實踐任務、提交成果。通過這一環(huán)節(jié)可以使學生了解攝影測量的整個作業(yè)過程及內(nèi)容，對攝影測量數(shù)據(jù)處理過程有一個整體的認識。

另外，浙江水利水電學院與浙江省第一測繪院、第二測繪院等測繪單位簽訂了校企合作協(xié)議，建立了良好的合作關系。在綜合實踐過程中，我們充分利用企業(yè)資源，組織學生到企業(yè)參觀學習。攝影測量技術是目前各省測繪單位更新地形圖、地理國情普查的主要方法，讓學生到這些單位參觀學習，可以使學生親身感受攝影測量技術的具體應用和生產(chǎn)作業(yè)過程。

3 課程的考核

作為應用型本科院校，不僅要重視學生的理論學習，還要提高學生對知識的應用能力。以此為導向，課程考核評價不僅應具有檢測、鑒定功能還應具有導向性和反饋性，因此，對該課程的考核不能僅僅以試卷考試的形式來完成。為了突出實踐教學內(nèi)容的重要性，攝影測量課程的考核采用“知識+技能+態(tài)度”的三位一體考核模式。其中“知識”考核學生對知識點的內(nèi)容和原理的全面認識程度，主要采用試卷考試的方式，但是在試卷的題目上則不僅體現(xiàn)基本的理論知識，還同時增加了在實踐過程中所要注意的關鍵問題?？荚嚦煽冋紝W期評定成績的50%；“技能”指在掌握原理的基礎上，考核學生的操作能力，主要根據(jù)學生在實踐教學過程中的實習成果，包括程序成果、影像數(shù)據(jù)處理成果、實習報告等，該部分成績占學期評定成績的30%；“態(tài)度”則指學生在知識學習和技能訓練的過程中所展現(xiàn)的學習態(tài)度，主要體現(xiàn)在出勤率、上課表現(xiàn)和作業(yè)情況，占學期評定成績的20%。通過這三個方面的考核，改變了以往重理論輕實踐的考核模式，突出了對攝影測量技能的掌握的重要性，能夠充分調(diào)動學生進行實踐的積極性和主動性。

4 結語

攝影測量學課程是一門實踐性很強的課程，本文從滿足社會需要和攝影測量學的主要內(nèi)容出發(fā)，提出了基礎實踐、開發(fā)實踐和綜合實踐三個方面的實踐教學內(nèi)容，并介紹了相應實踐環(huán)節(jié)的實施方法和過程，建立了完整的考核評價體系，采用“知識+技能+態(tài)度”的考核方式，突出實踐教學在課程學習中的重要性。本文提出的實踐教學改革方案和措施，取得了較為理想的教學效果。讓學生真實地感受了攝影測量技術的整個生產(chǎn)過程，加深了學生對理論知識的理解，充分調(diào)動了學生學習的積極性和主動性。

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責任編輯 祁秀春