微型無人機在現(xiàn)代攝影測量實習課程教學改革中的應用方法初探

摘要：現(xiàn)代攝影測量實習是高校無人機應用技術專業(yè)非常重要的一門實習課程，它主要是對學生們測繪的技能進行培養(yǎng)，因此這門課程的教學改革也成為了高校無人機應用技術專業(yè)教學非常重要的一項內(nèi)容，而微型無人機在這一課程的教學改革過程中就發(fā)揮了相當重要的作用。所以本文將會對微型無人機在現(xiàn)代攝影測量實習課程教學改革中的應用方法進行探究，以期能夠為這一方面的工作提供更多的依據(jù)。

關鍵詞：微型無人機 現(xiàn)代攝影測量實習課程 教學改革 應用方法

1.引言

在當前階段，隨著社會以及經(jīng)濟的快速發(fā)展，我國各個部門對地表基礎數(shù)據(jù)的要求越來越高，而且各種數(shù)據(jù)來源的實效性以及各種地圖產(chǎn)品的精確度都在不斷提高。在這樣的情況下，高校的無人機應用技術專業(yè)就需要根據(jù)國家在這一方面相關的需求，對高校學生的培養(yǎng)工作提出更多的新要求。在當前已有的數(shù)字測圖、精密工程與變形測量、數(shù)字測量技術以及大地測量理論技術的基礎上，不僅要確保學生們能夠具有扎實的知識基礎，還要確保他們能夠熟練地掌握一些測繪工程的相關技能。而要想做到以上的內(nèi)容，就有必要對高?，F(xiàn)代攝影測量實習課程進行教學改革，而在這一過程中微型無人機就會發(fā)揮著相當重要的作用，因此本文重點將會對微型無人機在現(xiàn)代攝影測量實習課程教學改革中的應用方法進行研究。

2.微型無人機的特點以及測量精度影響因素

2.1微型無人機的特點

2.1.1安全性高

攝影測量的一些作業(yè)現(xiàn)場往往都是一些載人飛行器不能夠到達的地區(qū)，而這些地區(qū)往往屬于危險地區(qū)，例如高原、火山口、沙漠以及沼澤，在這樣的情況下，即使微型無人機出現(xiàn)事故，也不會造成人員傷亡，能夠在最大程度上將損失降到最低。

2.1.2成本較低

運用微型無人機進行實地測量，用戶不需要一次性投入大量資金，而且也不需要自己租用場地，能夠做到現(xiàn)場起降，運營成本以及維護成本都會遠低于載人機系統(tǒng)。

2.1.3審批手續(xù)簡單

由于微型無人機的體積相對來說比較小，因此它的機動性比較強，因此運用微型無人機可以做一些超低空以及超視距飛行，從這一方面來說，對天氣的條件要求往往就沒有那么嚴格了，因此，它往往不需要那么嚴格的審批手續(xù)。

2.1.4效率高

在運用微型無人機拍攝時可以對攝影的資料進行回放，在這一過程中如果出現(xiàn)不合要求的部分就可以重拍，此外，微型無人機的飛行時長一般就是他們有效的拍攝時長，微型無人機的工作現(xiàn)場相對來說十分集中，更加方便統(tǒng)籌安排。

2.2微型無人機測量精度影響因素

2.2.1相機物鏡存在較大色差

一般來說，相機中的任何物鏡都被認為是一種具備特殊光學效果的玻璃，而它對于不同頻率和波長的光線往往會具有不同的折射率，因此當在焦平面上建立焦點時往往就可能會導致使得其中產(chǎn)生一定的色差，而這些影像中的色差往往也會導致相片上的一些圖像比較模糊。由于數(shù)碼照相機中的物鏡安裝時會出現(xiàn)有一定程度的殘差，這就會導致其所拍攝到的景象和影像之間難以保持比較準確的相似性，進而導致影響出現(xiàn)了幾何變形。

2.2.2數(shù)碼噪音

在運用微型無人機進行拍攝時，每一卷膠片往往都會對應一個感光度值，但是每一個數(shù)碼相機往往會有不同的相當感光度值，如果運用高感光度進行拍攝時，傳感器的信號往往就會被放大，而且相應的感應電流也會變大，出現(xiàn)了更多的噪音。之所以這樣主要是由于數(shù)字相機自身元器件的特殊性以及在線路設計中所需要采用的的減振和降噪技術以及拍攝過程中所使用較高的傳感度等因素而導致的。一般來說，數(shù)字化的噪音都會導致拍攝到的圖像上出現(xiàn)雜點，影響到圖像的質(zhì)量。

3.現(xiàn)代攝影測量實習課程改革的意義

在一些傳統(tǒng)的攝影測量當中往往都是以大飛機或者是大型航攝無人機來獲取相應的數(shù)據(jù)來進行處理，這樣就能夠滿足大學生們對一些軟件操作技術培訓的需要，但是大學生們在這一過程中往往很難對于數(shù)據(jù)采集流程有一個正確的認識，這就造成了他們不能對圖像采集設備進行操作，不能夠構筑起一套比較完善的相機攝影測量知識框架，這就將會在很大程度上影響到這一專業(yè)課程的教育實施。此外，在當前階段，市場上各種微型單視角以及多視角無人機等相關技術都已經(jīng)逐步發(fā)展得相當成熟，因此這些設備的價格正在不斷降低，相應的操作難度也在不斷降低。在這樣的情況下，為了能夠更好地調(diào)動學生們的學習積極性，確保教學效果更好，就需要根據(jù)相關攝影測量的一些特點，然后在融合微型無人機能力，對當前階段現(xiàn)代攝影測量實習實踐課程在教學思想以及教學內(nèi)容方面進行調(diào)整，有效地提升教學質(zhì)量，確保學生們能夠更好地掌握現(xiàn)代攝影測量的技能。

3.微型無人機在現(xiàn)代攝影測量實習課程教學改革中的應用

由于微型無人機操作比較簡單，而且價格相對來說也比較低，安全性高，而且不同的微型無人機往往能夠以單視角或者多視角的方式來對地表影響進行采集，在很短的時間內(nèi)就能夠做到對航線進行規(guī)劃，不僅能夠?qū)鹘y(tǒng)數(shù)字攝影測量地圖進行制作，而且還可以對地表進行三維重建，但是在這一過程中往往也會教學的各個環(huán)節(jié)提出了更多的新要求。

3.1認可教師轉(zhuǎn)變思想

攝影測量學課程相對來說比較抽象，而且由于其具有的概念多以及知識面廣，因此這對學生們的想象力要求非常高。在理論課程的教學過程中，學生們通過課堂學習雖然能夠幫助自身理解攝影測量學的相關內(nèi)容和運用軟件對數(shù)據(jù)進行處理。但是在攝影測量實習過程中當中就需要學生們了解航攝任務的過程，這其中既包括外業(yè)全過程，同時也包括內(nèi)業(yè)全過程。教師需要對學生們根據(jù)現(xiàn)行規(guī)范完成航攝的能力進行培養(yǎng)，注重對學生們動手能力以及質(zhì)量評估能力的培養(yǎng)。因此教師在教學的過程中需要充分地發(fā)揮自身的主觀能動性，對學生們利用已學知識解決實際問題的能力進行培養(yǎng)，確保學生們能夠具有更高的動手能力，充分地激發(fā)學生們的學習積極性，最終使得現(xiàn)代攝影實習課程教學改革能夠取得更好的效果。

3.2對教學內(nèi)容進行改革

現(xiàn)代無人機攝影實習課程為了能夠更好地針對當前無人機測量技術的熱點進行適應，所以教學內(nèi)容就更加需要做出調(diào)整。著力關注和提升學生們動手操作以及實踐的能力，提高他們在實際操作中掌握的測繪知識和技能。外業(yè)部分從航拍任務的規(guī)劃角度出發(fā)，包含了航線的設計、像片的調(diào)繪以及航拍和影像收集的部分，而內(nèi)業(yè)部分是針對于統(tǒng)正射影像以及數(shù)字高程模型產(chǎn)品，在培訓學生們將像片進行相對定向、絕對定向以及內(nèi)定向的過程中，同時還需要針對傾斜攝影技術對學生們?nèi)S城市技能進行培訓，將一些新技術與傳統(tǒng)技術之間實現(xiàn)融合。在這一過程中，學生們需要全程動手實踐，包括任務規(guī)劃、無人機起降以及數(shù)據(jù)采集和處理的過程。此外，教師還要充分地運用好微型無人機的圖像采集系統(tǒng)對學生們的攝影測量項目全過程設計能力進行培養(yǎng)，確保學生們能夠具有更高的動手能力，最終使得學生們的就業(yè)競爭力得到有效地提高。

3.3改革考核方式

在當前階段，各個高校中的攝影測量實習往往會依據(jù)一些軟件以及內(nèi)業(yè)成像效果對學生們的實習成績進行評定，但是這種考核方式相對來說很難能夠提升學生們的自主學習能力以及對航攝項目進行設計的目的，最終導致達不到現(xiàn)代攝影測繪實習課程的實踐性教學目標。所以我們的教師在對于學生們進行考核的同時還需要對學生們主動進行思考以及他們主動參與學習的各種影響因素進行考慮，可以從學生們的航攝工程項目設計說明書、圖像控制節(jié)點和測量精確性、航攝視頻影像的采集效果、三維空間城市建模的效果以及傳統(tǒng)的數(shù)字化產(chǎn)品制造和生產(chǎn)的這些幾個方面入手來對于學生們進行一個全方面的考核，運用綜合打分針對性地進行考核。這種方式可以有效提升了學生們的參與程度，確保學生們能夠積極主動地學習和思考，從而確保現(xiàn)代攝影測量實習課程能夠取得更好的教學效果，學生們能夠有更好的學習效果。此外，教師在這一過程中自身也要掌握一些微型無人機操控的相關知識，根據(jù)考核評價的結(jié)果對自身的知識結(jié)構進行優(yōu)化，有效地提升自己的教學質(zhì)量。

4.結(jié)語

綜上所述，無人機在現(xiàn)代攝影測量實習課程教學改革中發(fā)揮著相當重要的作用，因此教師在教學的過程中要對教學的思路以及教學內(nèi)容進行完善，改革課程考核的方式，充分地將無人機在這一課程改革中的積極作用發(fā)揮出來。提升現(xiàn)代攝影測量實習課程的教學效果，確保學生們的實際動手能力能夠得到提升，使得學生們在未來的工作過程中能夠具有更強的競爭力，更好地促進學生們的發(fā)展。

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作者簡介：程英鑫，男，1979年12月，廣西三江人，苗族，柳州城市職業(yè)學院，郵編，研究方向：無人機應用技術，大學本科，高校講師。

課題信息：2021年度柳州城市職業(yè)學院科研立項課題《基于無人機在校園安防領域中的應用研究》課題編號：2021KYB08