如何讲解工程与工业摄影测量

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摘要:“工程与工业摄影测量”是一门现势性、应用性很强的课程。课程设置为选修课，课时量较小。如何在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣，让学生掌握该课程的理论知识，是一件非常重要的事情。本文结合作者在中南大学为期5年的“工程与工业摄影测量”课程教学实践，分析了“工程与工业摄影测量”课堂讲解的重点和难点，提出在教学过程中充分利用案例教学和互联网查找知识的有利条件，课堂上通过案例教学逐步提高学生的学习兴趣和让学生掌握每个知识点在实际工程中的应用，课下通过对重要知识点布置作业和让学生组成兴趣小组自行进行实际工程的设计加深学生课堂学习的知识和自主学习能力，合理安排实验让学生掌握工程与工业摄影测量的相机检校和内外业操作。在近几年的教学实践过程中，发现该方法有效地提高了学生对该课程内容的掌握程度和学习兴趣，学习效果超越往届学生，实践结果充分证明了该方法的有效性。

关键词:工程与工业摄影测量;案例教学;教学改革;互联网

0引言

“工程与工业摄影测量”是一门现势性、应用性很强的课程。该课程在学校的培养方案里设置为选修课，是学生选修摄影测量后，后续深入学习的一门拓展课程。该课程的理论知识将为学生从事近景目标测量工作或相关科研和教学工作打下坚实基础。从1996年至今，数字近景摄影测量的研究及应用已步入成熟期，研究的重点从几何量测精度转为实时性、全自动化和测量结果的深加工(三维建模与虚拟现实)等，尤其是激光扫描技术的发展，使多传感器数据采集及数据融合等问题倍受关注［1，2］。目前，我国专家学者在三维信息的快速获取、摄影测量与计算机视觉的融合、不同仪器设备的集成等方面开展了深入的研究取得了丰硕的成果。随着普通数码相机的普及，计算机技术和空间信息技术的发展，近景摄影测量技术的应用越来越广泛［3］，极大地推动了社会的发展和科技的进步。数字近景摄影测量技术在文物考古、工程建设和人工智能等领域具有广阔的应用前景［4］。但因为该课程在高校培养方案设置为选修课，课时量较小，学生对该课程的学习兴趣不是很高。一方面是课程内容的重要性和复杂性，一方面是学生学习兴趣的减弱，如何提高学生的学习兴趣让学生重视该课程的学习，如何高效地在有限的课堂时间和实验时间内让学生掌握课堂知识，采用合理高效的教学方法就显得非常的重要［5－8］。本文结合作者在“工程与工业摄影测量”课程教学的实践，提出在教学过程中充分利用案例教学和互联网查找知识的有利条件，有效利用有限的课堂教学时间采用案例教学法进行课程内容的讲解，提高学生学习兴趣，有效利用互联网课下布置作业提高学生的主动学习能力和独立思考能力，有效利用实验课程时间完成内外业操作及相机检校，让学生快速高效地掌握该课程学习内容。

1“工程与工业摄影测量”讲解的难点和重点

该课程在学校的培养方案里设置为选修课，是学生选修摄影测量后，后续深入学习的一门拓展课程。从学生的角度看该课程，他们可能会认为该课程与摄影测量所讲内容一样，有非常大的重复;从课程设置来说，该课程为选修课程，课时量比较少，只有18个讲课课时和6个实验课时。前者导致学生对该课程内容及新知识的兴趣不大，上课似是而非似懂非懂的听讲，后者导致该课程在学生心目中地位降低，进而对该课程学习不重视，有些竟然纯粹为凑学分而选修。另学生对前期所修的摄影测量课程掌握程度也会影响他们对该课程的学习兴趣和学习效果。从该课程教学内容来说，该课程教学知识点相比摄影测量有很大的不同，有它的教学重点和难点:比如如何设计及实施摄影测量外业拍摄方案，确定和控制不同的摄影测量外业拍摄方案的精度，进行外业拍摄;如何布置外业控制点，确定和控制外业控制点布设的精度。相比摄影测量，近景摄影测量的精度要高很多，内业外业需同时掌握。除此之外，学生还必须学会如何选择合适的摄影方式，了解相机的设置及知识(如景深、光圈等摄影知识)，如果所使用相机不是量测相机，如何对非量测相机进行内外方位元素的确定。因此，在该课程的教学过程中，需要把学生学过的测绘知识和摄影测量的知识综合起来，对学生对前面课程的掌握程度又有一定的要求。该课程达成目标为学生可以独立进行外业摄影测量观测和方案制作及精度评定，并且可以根据外业观测进行内业的计算。对教师来说，如何对教学内容进行梳理和整合，如何纠正学生的学习态度，激发学生对该课程的学习兴趣，如何在有限的教学时间内把这些知识传递给学生并让学生掌握，确实是一个挑战。对于学生来说，如何掌握各个知识点，如何把所学内容连接起来，则是一件非常重要的事情。

2在现有培养模式基础上充分利用案例教学和互联网教学

根据“工程与工业摄影测量”课程讲解的重点和难点，作者在该课程课堂教学中充分融入案例教学和互联网教学，以期提高学生对该课程的学习兴趣和知识掌握能力:1)提高学生的学习兴趣:在教学初期，教师以某一实际工程为例启发学生，如果他们要完成这个工程，需要做哪些事情，需要补充哪些知识，老师加以引导，学生跟着思路一起思考，逐步明白，原来工程与工业摄影测量可以做这样的工程，可以达到这样的目的，工程的实际操作中每一步都有这样那样的要求，都要学习这样那样的知识。接下来对该课程的应用前景和市场需求进行分析和介绍，学生会逐步明白该课程学习完毕后自己可以做哪些事情，这些事情具有哪些实际应用价值，通过案例教学法迅速提高学生对该课程学习的兴趣。2)课堂中应用案例教学法将教学内容系统化:在后续讲课内容中把该工程继续拿出来示例，告诉学生，你学习到了哪一步的知识内容，这些知识内容在该工程实际中是如何应用的，有什么样的应用价值，你该学会哪些具体的计算和设计。通过这样的教学，学生可以搞清楚每个知识点在实际工程中的应用价值和如何实际应用每个知识点，可以把所学的知识连接起来系统化。在教学中，教师不仅要告诉学生学习和掌握的每个知识点，还要站在一定高度把所有教学内容连接起来系统化，让学生明白这些知识点是这么运用的，在实际工程中处于哪个环节。3)布置作业和互联网教学让学生掌握重要的知识点和进行实际的工程应用:因为课时有限，课下学习就非常有必要了，对重要的知识点布置作业，比如课程中的重要内容基线量测，让学生进行公式推导和量测实施过程要点的书写，通过做作业学生可以快速掌握学习的内容。同时教学过程中不可能把所有的工程都给学生讲解，鉴于知识的相通性，在具体讲授知识点时，引导学生思考该知识点在其他工程中该如何具体实施，并根据实际工程种类，将学生设置不同的兴趣小组针对某一类工程进行设计，让学生把所学的知识综合运用起来，达到教学目的。4)合理安排实验课:第一个实验做近景摄影测量相机检校，因为这属于摄影测量者工作的第一步;第二个实验做外业摄影测量方案的实际及实施，并进行精度评定，要求学生使用摄影测量软件进行点云的生成和三维建模，试验要求学生掌握设计和实施实际外业工作，并对所做结果进行精度评价;第三个实验让学生进行DLT编程，让学生掌握如何计算DLT中的参数，并学会如何应用计算的参数计算未知像点的坐标，进行点云的生成，达到掌握内业处理的目的。这3个实验本身涵盖和综合了这门课的主要内容，因此，在3次实验做完后，学生切实地掌握了课程内容，达到课程教学目标。

3结束语

“工程与工业摄影测量”是一门现势性、应用性很强的课程。在有限的教学时间内提高学生的学习兴趣，让学生切实掌握该课程的内容并学会应用是一件非常重要的事情。本文通过综合运用案例教学和互联网教学，提高了学生的兴趣，让学生明白每个知识点在实际工程中的应用价值并学会如何应用，同时让学生组成兴趣小组，对某一工程的设计实施内业处理精度评定等进行一整套的自主学习，3个课程实验让学生掌握相机检校、外业实施和内业计算，让学生系统性地掌握了该课程的教学内容，达到了课程的教学目标。通过教学信息反馈和毕业生用人单位评价可知，学生及用人单位对该课程的教学效果反映较好。虽然作者已在该课程教学研究上做了一些工作，但今后仍需继续在新的教学方法和手段上进行有益的探索，以期进一步完善“工程与工业摄影测量”的本科教学方法，提高学生的综合素质和创新思维能力。

参考文献:

［1］王冬，刘凤英，王志勇．无人飞艇低空摄影测量技术实验教学研究［J］．测绘科学，2013，38(3):194－196．

［2］解斐斐．“近景摄影测量”本科教学改革与创新能力培养［J］．测绘地理信息，2017，42(2):119－122．

［3］梅文胜，胡帅朋，李谋思，等．基于普通数码相机的旋转全景摄影测量方法［J］．武汉大学学报:信息科学版，2017，43(2):243－249．

［4］万幼川，刘良明，张永军．我国摄影测量与遥感发展探讨［J］．测绘通报，2007(1):1－4．

［5］袁修孝．“摄影测量基础”课程的创新教学尝试［J］．测绘信息与工程，2018，33(5):47－49．

［6］袁修孝．问题教学法在摄影测量学教学中的尝试［J］．测绘通报，2007(1):1－4．

［7］李文荣，宋承运．美国高校地理信息系统专业课程教学研究［J］．测绘与空间地理信息，2016，39(9):218－220．

［8］马慧云，邹峥嵘，张云生，等．浅谈如何提高测绘工程专业学生对遥感原理与方法课程学习的兴趣［J］．测绘与空间地理信息，2017，40(2):9－14．

作者：马慧云 潘红播 邹峥嵘 张云生 单位：中南大学 地球科学与信息物理学院