無人機攝影在工程測量課程教學(xué)改革中的應(yīng)用研究

林美好 孫芹寶

【摘要】工程測量課程是建筑專業(yè)的核心課程，它是一門研究工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的課程。不僅包括傳統(tǒng)工程測量技術(shù)的測圖和放樣，還包括現(xiàn)代工程測量對測量結(jié)果的分析，甚至對物體發(fā)展變化的趨勢預(yù)報，具有很強的專業(yè)性和實踐性。但現(xiàn)階段我測量課程由于設(shè)備條件制約等制約，仍有很多只停留在測量理論、方法和儀器等基本內(nèi)容的理論和操作，真正運用到實踐中沒有相對的技術(shù)支撐。而無人機低空攝影技術(shù)是傳統(tǒng)航空攝影測量手段的有力補充，無人機攝影技術(shù)可以更好的進行低空攝影測量，獲取高分辨率數(shù)字影像。

【關(guān)鍵詞】小型無人機 測量 測繪 實踐

工程測量課程是建筑專業(yè)的核心課程，是一門與崗位直接對接的課程，需要掌握前沿技術(shù)和科技，但目前在授課過程中大多數(shù)仍以傳統(tǒng)測量技術(shù)為主，現(xiàn)在課程講授內(nèi)容與就業(yè)崗位需求不匹配。故引入無人機攝影，結(jié)合硬件操作與軟件解算，達到與實際工作崗位的匹配能力。

信息化技術(shù)的高速發(fā)展，無人機攝影技術(shù)已十分成熟并逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)式測繪。下程測量課程是建筑專業(yè)的核心課程，它是一門研究工程建設(shè)的勘測設(shè)計、施工和管理階段中運用的各種測量理論、方法和技術(shù)的課程?，F(xiàn)階段，省內(nèi)高職院校相關(guān)專業(yè)采購的無人機臺數(shù)較少，并未大規(guī)模投入到學(xué)生實訓(xùn)教學(xué)課程中。由于測繪行業(yè)新技術(shù)的快速發(fā)展，無人機攝影測量技術(shù)必將在今后的測繪領(lǐng)域得到大規(guī)模應(yīng)用，因此學(xué)生有必要熟悉無人機攝影測量系統(tǒng)的操作流程。

通過3S技術(shù)在系統(tǒng)中集成應(yīng)用，最終獲取小面積、真彩色、大比例尺、現(xiàn)勢性強的航測數(shù)據(jù)。無人機低空攝影測量主要用于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的快速獲取和處理，為制作正射影像、地面模型或基于影像的區(qū)域測繪提供最簡捷、最可靠、最直觀的應(yīng)用數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在國內(nèi)外測量教學(xué)主要采用傳統(tǒng)授課以及集中實訓(xùn)模式，尤其是傳統(tǒng)的具有測繪專業(yè)的院校也都沒有很好的解決理論與實踐結(jié)合的銜接問題，總是教的難學(xué)的慢用的少，學(xué)生學(xué)習的時效性和積極性不高。而國外已經(jīng)有相關(guān)測量運用實例，特別是歐美國家的院校應(yīng)用效果很好。結(jié)合國內(nèi)測繪院校攝影測量實踐教學(xué)經(jīng)驗，在建筑專業(yè)攝影測量實踐教學(xué)存在的問題的基礎(chǔ)上，依據(jù)師資條件、實驗室硬件條件，構(gòu)建攝影測量實踐教學(xué)體系。增加攝影測量實踐教學(xué)學(xué)時，將傳統(tǒng)單一的課內(nèi)實驗改為課內(nèi)實驗與集中實踐并行，實現(xiàn)“兩步走”，即課內(nèi)實驗打基礎(chǔ)，集中實踐綜合訓(xùn)練。

無人機的優(yōu)點也是比較突出的，運用在各個行業(yè)方面。尤其是對我們這種傳統(tǒng)的測量課程，肯定會有一些地方，比如它的地勢等在測量中是不能有一個非常準確的一個數(shù)據(jù)，那么就更突顯出來無人機測量的優(yōu)勢。并借助于具體項目可以更好的進行理論和實踐的結(jié)合，也有助于學(xué)生更好的學(xué)習掌握。企業(yè)接觸的前沿資源和優(yōu)勢更便捷，依托校企合作可以形成更好的促進和帶動作用。

現(xiàn)階段，數(shù)字城市、數(shù)字國土等數(shù)字化建設(shè)進程明顯加快，并已經(jīng)取得一定的成果。根據(jù)需要，及時修正和更新地圖，建立定期更新的地理數(shù)據(jù)庫，動態(tài)監(jiān)測土地利用變化情況，以及衍生出各類最新時相的專題圖都是迫切需要解決的問題。但是，能否具備實用化、高分辨率、連續(xù)穩(wěn)定并能快速接收使用的地形監(jiān)測數(shù)據(jù)源是動態(tài)監(jiān)測需要首先考慮的因素。

低空遙感攝影測量系統(tǒng)能為國家應(yīng)急救災(zāi)、地理國情監(jiān)測、智慧城市建設(shè)和新農(nóng)村測繪保障提供便捷、高效的數(shù)據(jù)獲取手段，有著廣闊的應(yīng)用前景。無人機航拍影像具有高清晰、大比例尺、小面積、高現(xiàn)勢性的優(yōu)點，特別適合獲取帶狀地區(qū)的航拍影像（公路、鐵路、河流、水庫、海岸線等）。使用無人機進行小區(qū)域遙感航拍技術(shù)，在實踐中取得了明顯成效，具有不可替代的優(yōu)勢。如靈活機動的場地要求，超低空的飛行高度不受空域限制，靈活掌握的氣象條件等。

在高職院校遙攝專業(yè)相關(guān)課程中開展實踐教學(xué)工作主要存在以下幾個難點：大型無人機造價成本高昂，一般高職院校無法支付采購費用，教師往往只能從理論層面出發(fā)為學(xué)生講解無人機影像獲取的相關(guān)知識；無人機往往體積過大，高校的校區(qū)面積無法完成飛機的起降；而且起飛、降落危險性過高，即使通過邀請企業(yè)到校演示也存在一定的安全隱患；大型無人機進行影像采集之前，往往要報批空管部門獲得批準，辦理相關(guān)飛行手續(xù)復(fù)雜，協(xié)調(diào)好的飛行時間不一定與在校授課時間一致。

而小型無人機外業(yè)操作過程相對簡單，內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理快速高效，能夠在短時間內(nèi)向?qū)W生展示無人機從“飛行一數(shù)據(jù)獲取一內(nèi)業(yè)處理一圖形輸出”的全過程，使學(xué)生在校期間便能夠了解無人機影像獲取的流程，從實踐角度增強學(xué)生對無人機影像獲取技術(shù)的了解。

而小型無人機影像獲取技術(shù)來獲取高分辨率的空間信息（DEM），可以使建筑專業(yè)學(xué)生可以了解更多的前沿科技和內(nèi)容。并通過結(jié)合實例可以更好的結(jié)合無人機后期軟件來解決具體實例問題。通過課堂基本知識的講授、設(shè)備的展示，實現(xiàn)“所見即所得”的平面轉(zhuǎn)化為立體的可視化轉(zhuǎn)換，讓學(xué)生更好的了解無人機攝影測量技術(shù)。

將無人機技術(shù)運用到課堂教學(xué)中，依托實例達到學(xué)生能夠掌握無人機攝影的基本操作步驟，在課堂中更好的充實課程，幫助學(xué)生更好的掌握無人機攝影。并通過校企合作模式，將無人機攝影測量引入課堂。

綜上所述，無人機航空攝影測量技術(shù)主要是利用無人機，對測區(qū)進行多角度航空拍攝，從而獲取地理信息以完成地形等方面的測繪。無人機航空攝影測量技術(shù)具備迅速、準確的優(yōu)勢，因而逐漸取代了傳統(tǒng)航拍模式，為工程測繪工作提供了成本更低、靈活性更好、安全性更高的先進技術(shù)。

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