高等數(shù)學(xué)在工程測量技術(shù)中的應(yīng)用研究

李驪

【摘要】現(xiàn)階段，我國各大高校均有開設(shè)工程測量相關(guān)專業(yè)，該專業(yè)歷史悠久具有極強的應(yīng)用性，屬于應(yīng)用型學(xué)科，其中涉及到的技術(shù)能夠為我國國民經(jīng)濟健康成長提供較大幫助，甚至是可以提供關(guān)鍵性服務(wù)措施。與此同時，高等數(shù)學(xué)是在工程測量技術(shù)學(xué)習(xí)中是一門基礎(chǔ)課程，是深入學(xué)習(xí)工程測量專業(yè)的前提，掌握相應(yīng)的數(shù)學(xué)知識就可以更好將工程測量應(yīng)用到實際工程中，有效的應(yīng)用將進一步加強工程測量專業(yè)性，為其與生產(chǎn)實踐相結(jié)合創(chuàng)造良好條件。為此，本文將根據(jù)高等數(shù)學(xué)在工程測量技術(shù)中的應(yīng)用展開全方位詳細研究。

【關(guān)鍵詞】高等數(shù)學(xué) 工程測量技術(shù) 應(yīng)用 研究

一、針對高等數(shù)學(xué)與工程測量結(jié)合應(yīng)用現(xiàn)狀的探析

（一）工程測量專業(yè)高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)情況

隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，其對工程測量專業(yè)高素質(zhì)人才需求量顯著增加，該專業(yè)高校畢業(yè)生仍然處于緊缺型狀態(tài)，但是部分畢業(yè)生并不能有效的滿足各單位招聘需求，其對高等數(shù)學(xué)知識的應(yīng)用情況存在不足，這使其自身的專業(yè)優(yōu)勢大大下降。造成這一現(xiàn)象的主要原因在于學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)知識尚未全面掌握、高等數(shù)學(xué)與專業(yè)課程之間的聯(lián)系較少，從而致使學(xué)生認(rèn)為數(shù)學(xué)知識對測量學(xué)習(xí)的關(guān)聯(lián)性不大，也就是數(shù)學(xué)需求與供給產(chǎn)生偏差，進一步影響學(xué)生學(xué)習(xí)高等數(shù)學(xué)的積極性，降低教學(xué)質(zhì)量。

實踐證明，在工程測量技術(shù)中會涉及到大量的高等數(shù)學(xué)知識，學(xué)生只有最大限度的掌握數(shù)學(xué)知識才可以有效的熟練應(yīng)用工程測量技術(shù)以及相關(guān)理論知識。通過實際教學(xué)過程的反饋情況看來，高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容需要與工程測量專業(yè)有機結(jié)合起來，尤其是要著重學(xué)習(xí)貼近專業(yè)課程的內(nèi)容，并且要簡化公式求導(dǎo)過程，側(cè)重其在實際測量專業(yè)中具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，從而使學(xué)生加強對高等數(shù)學(xué)的認(rèn)可，主動投入學(xué)習(xí)活動中。

（二）工程測量專業(yè)對學(xué)生高等數(shù)學(xué)要求

對于測量專業(yè)的高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)來說，其主要需要掌握的專業(yè)知識首先是極限、級數(shù)、導(dǎo)數(shù)以及微積分的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，尤其是多元函數(shù)中包含的偏導(dǎo)數(shù)、全微分等，應(yīng)用范圍廣闊、應(yīng)用程度深。在工程測量中線性代數(shù)部分也會經(jīng)常被采用，其基礎(chǔ)數(shù)學(xué)知識有矩陣行列式計算、逆矩陣運算、方程組計算等，其中最為廣泛應(yīng)用的是矩陣運算方法，其在工程測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用上具有極為重要地位，但是在實際應(yīng)用過程中學(xué)生并不能靈活自如的應(yīng)用相關(guān)運算方法。實際測量專業(yè)學(xué)習(xí)過程中，所需要的數(shù)理統(tǒng)計知識、概率論知識是重點部分，這主要是因為其涉及到較多的知識點，如：參數(shù)估計、假設(shè)驗證、回歸分析、變量分布規(guī)律等。

二、針對高等數(shù)學(xué)在工程測量技術(shù)中實際應(yīng)用分析

（一）全微分及偏導(dǎo)數(shù)應(yīng)用研究

在高等數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)中，全微分占有重要地位，其誤差傳播規(guī)律通常采用全微分形式，標(biāo)準(zhǔn)公式如下：

其中的X1，X2，…，Xn代表各自獨立的測量數(shù)值，與其相對應(yīng)的測量誤差為M1，M2…，Mn。通過上述公式可以再次進行推導(dǎo)，進一步根據(jù)測量倍函數(shù)M=kx的誤差傳播定律可以演化成其他公式。

（二）線性代數(shù)應(yīng)用研究

現(xiàn)今，我國現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)發(fā)展速度逐漸提高，其相應(yīng)的技術(shù)成熟度也顯著加強，地理信息系統(tǒng)就是典型代表之一，并且已經(jīng)成為相當(dāng)成熟的技術(shù)，在較廣的范圍內(nèi)得到有效應(yīng)用。近些年，GPS系統(tǒng)也漸漸應(yīng)用于工程測量技術(shù)中，其以全新的視角展現(xiàn)出新型技術(shù)手段。一般情況下，在應(yīng)用GPS測量時要根據(jù)不同空間環(huán)境進行演化，直角坐標(biāo)系統(tǒng)也要隨之展開相應(yīng)的變化，其屬于典型位置坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，可以分為空間及平面直角坐標(biāo)系統(tǒng)這兩種的轉(zhuǎn)換方式。

（三）數(shù)理統(tǒng)計應(yīng)用研究

高等數(shù)學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，正態(tài)分布理論具有重要作用，在實際應(yīng)用范圍較為廣泛，工程測量中的測量點數(shù)值基本上都屬于正態(tài)分布特點，具體實際操作測量參數(shù)含有測量誤差、計算誤差兩部分。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)表明，工程測量中若是觀測次數(shù)增加時，有可能會出現(xiàn)偶然性，主要表現(xiàn)在：工程測量條件處于一定范圍時，其數(shù)值的偶然誤差不會超過固定限度;偶然誤差出現(xiàn)時也需要進行可能性分析，其絕對值誤差大的可能性出現(xiàn)的可能性較小;相應(yīng)的，其也存在出現(xiàn)概率相同的可能性，尤其是絕對值相同的正負誤差極有可能出現(xiàn)此種情況;相關(guān)工程測量人員在一定區(qū)域內(nèi)觀測點進行測量時，隨著測量次數(shù)的增加，偶然誤差的平均值將會無限趨近于零，而這種偶然誤差分布特征與正態(tài)分布特征相近，同時其具有的性質(zhì)與正態(tài)分布性質(zhì)相吻合。

在工程測量的實際應(yīng)用中，經(jīng)常會涉及到三種平均值，其包括平方平均值、算術(shù)平均值、幾何平均值。平方平均值是觀測過程中常用的計算方式之一，其對觀測過程中產(chǎn)生的誤差進行研究、計算，并且該種計算方式較為簡單，在處理工程測量問題時可以有效的運用集合平均值獲取準(zhǔn)確結(jié)果，從而進一步明確整個計算過程中的測量誤差情況。通常情況下，整個工程項目設(shè)計的數(shù)據(jù)計算量較大，對于一組數(shù)據(jù)來說測量其幾何平均值所用的誤差計算公式與其他計算方式比起來較為復(fù)雜，因此在處理數(shù)據(jù)時不會采用計算幾何平均值計算方式來分析該組數(shù)據(jù)。但是，若是工程項目中的數(shù)據(jù)量較少，采用幾何平均值對其中的產(chǎn)生的誤差進行分析具有一定可行性，因此，在工程測量應(yīng)用過程中存在數(shù)據(jù)較少的情況下，可以采用幾何平均值計算方法。

三、針對在工程測量應(yīng)用高等數(shù)學(xué)的意見分析

在對工程測量技術(shù)專業(yè)的學(xué)生進行高等數(shù)學(xué)教學(xué)過程中，部分?jǐn)?shù)學(xué)教師對工程測量技術(shù)的了解程度較淺，尤其是不了解工程測量專業(yè)所需要的基本數(shù)學(xué)知識點以及其數(shù)學(xué)知識需要了解到何種程度。高等數(shù)學(xué)教師在授課過程中，教學(xué)理念、教學(xué)方式、教學(xué)策略仍然具有一定落后性，傳統(tǒng)的教學(xué)模式將會使學(xué)生產(chǎn)生消極心理，不能積極的投入到教學(xué)課堂中，其高等數(shù)學(xué)課程也不會呈現(xiàn)出較強的專業(yè)性。同時，對于工程測量專業(yè)的教師來說，其對學(xué)生學(xué)習(xí)的高等數(shù)學(xué)知識不能夠做到準(zhǔn)確了解，在講解相應(yīng)的知識時學(xué)生難免會產(chǎn)生困惑。學(xué)生在專業(yè)課程的學(xué)習(xí)中遇到數(shù)學(xué)問題有可能不知道如何解決，自身數(shù)學(xué)知識有待補充，從而將會大大影響學(xué)生理解、掌握專業(yè)知識，進一步阻礙教學(xué)的進度以及質(zhì)量。因此，高數(shù)教師要積極轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，采用新型教學(xué)方式，加強與學(xué)生之間的互動交流，營造良好的教學(xué)氛圍。同時，高等數(shù)學(xué)教師與工程測量專業(yè)教師應(yīng)該建立良好的關(guān)系，加強彼此之間的教學(xué)溝通、交流，使其能夠準(zhǔn)確掌握教學(xué)知識講授進程，更好的對工程測量專業(yè)學(xué)生展開教學(xué)活動。專業(yè)課教師在專業(yè)課教學(xué)課堂中，應(yīng)不斷變革以往的教學(xué)模式減少對數(shù)學(xué)知識的講解，并且更專注的展開專業(yè)課教學(xué)，最大限度的豐富專業(yè)教學(xué)內(nèi)容，并且要運用學(xué)生易于理解的方式創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，激發(fā)學(xué)生對專業(yè)課知識學(xué)習(xí)興趣，使學(xué)生可以在較短的時間內(nèi)接受數(shù)學(xué)教學(xué)知識、專業(yè)學(xué)科知識。除此之外，專業(yè)課教師在進行知識點講解的過程中還可以挑選合適的案例輔助講解，從而進一步加強教學(xué)質(zhì)量。

四、結(jié)束語

工程測量相關(guān)專業(yè)具有較強的技術(shù)性，是一門技術(shù)學(xué)科，通常情況下其基本學(xué)力科目為高等數(shù)學(xué)、物理，并且融合較多的測繪科學(xué)基本理論、技術(shù)以及相關(guān)策略，能夠在一定程度上為項目工程設(shè)計提供相符的技術(shù)支持，以此來滿足實際應(yīng)用需要。因此，將高等數(shù)學(xué)全面有效的應(yīng)用在工程測量技術(shù)中可以極大提升測量準(zhǔn)確性、科學(xué)性，在此基礎(chǔ)上進一步保障工程實施的安全有效性。

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