关于数字化测图技术课程教学的几点思考

2013-12-19许东升

宿州学院学报 2013年5期

杨娟，许东升

宿州学院地球科学与工程和学院，安徽宿州，234000

20世纪70年代，随着光电测距和计算机技术在测绘领域的应用，产生了全站型电子速测仪和计算机辅助制图系统，两者的结合，实现了野外数据采集到内业制图的全过程数字化，这种大比例尺的地形图测图方法简称为数字化测图[1]。

随着数字化测图技术的逐渐成熟及野外数字化测绘仪器和软件价格的大幅下跌，野外直接数字化测图方法被广泛应用于各测绘领域。数字化测图技术以其精度高、作业效率高、经济效益高、劳动强度低、数据点位精度高、便于保存、更新及共享等优势，彻底淘汰了传统的人工模拟测图，其成果主要表现为原来的纸质地形图，能满足数字化、信息化时代的需求，数据利用率高，极大地促进了测绘行业的信息化进程，因此，数字化测图技术广泛应用于大比例尺地形测量工作，并且成为大比例尺地形图测量工作的主要技术手段。以地形图为研究对象的数字化测图技术课程，在测绘工程专业课程中的地位较为突出，掌握数字化测图技术是测绘工程专业学生提高专业素养、适应信息化发展的前提。

1 教学分析

数字化测图技术课程是测绘工程本科专业的一门必修课程，一般将其定位为专业知识及应用能力中的测绘专业基础素质课，但其在生产应用中的地位又十分重要[2-6]。其教学内容包括理论教学和实践教学两部分，教学目的是教会学生完成地形图的测绘。教师在教学过程中，要充分分析教学内容，并根据学生的认知水平，由浅入深地安排教学。

1.1 理论教学分析

数字化测图技术课程的理论教学主要包括以下几个方面内容。

(1)计算机绘图基础：主要讲解数字化测图的系统组成、优势及展望，是课程学习的入门知识。

(2)全站仪控制数据采集：主要包括二维图形绘制及裁剪、等高线绘制算法、地形、地物编码分类，是实践教学的理论基础。

(3)地形图扫描矢量化：主要讲解内容包括纸质地形图的扫描、栅格数据运算与矢量化原理、纸质地形图的矢量化及精度分析、数字化测图技术设计，是实践教学的理论基础。

(4)数字化测图外业工作：教学内容主要包括数字化测图技术设计、控制测量原理简介、全站仪野外数据采集、数字化测图成果检查及验收，是主要的专业知识。

(5)数字化测图内业工作：教学内容主要包括CASS地形地籍成图软件的使用。这部分内容主要为实践教学服务，涉及课程实践教学的核心内容。

(6)数字化测图工程：主要包括软件的二次开发、数据转换及管理。这部分内容主要是深化专业知识，以拓宽学生的专业视野。

1.2 实践教学分析

数字化测图技术课程实践教学内容包括两部分：野外数据采集和室内成图软件CASS的使用。CASSX.0的入门，主要讲授软件的安装、软件的使用、二维图形的绘制以及编辑工具的使用，内容较为简单。平面图绘制部分涉及地物绘制符号的练习，若想绘制一幅大方美观且正确的地形图，地物符号的正确应用是必不可少的。等高线的绘制涉及数字地面模型(DTM)的建立、DTM的修改、等高线的绘制；对于数字地形图的应用则是相对较难的内容，涉及土方量的计算、断面的绘制等。对于上机实践的内容，大部分学生很容易掌握方法，也能够按要求绘制出简单的地形图(表1)。

表1 实践教学项目与课时安排

2 教学中存在的问题

2.1 理论教学中存在的问题

数字化测图技术课程理论教学内容主要包括数字化测图系统的组成、计算机绘图基础、地形图扫描矢量化和数字化测图内外业工作的部分内容。其中，计算机绘图基础和地形图扫描矢量化章节中难点较多，尤其是涉及到算法的。在实际教学过程中，目前数字化测图技术的讲授大都采用侧重于理论讲述、野外数据采集到室内数据处理的教学模式。然而，数字化测图技术与测量学、工程测量、控制测量学、GPS测量原理等课程在理论内容上有所重复。大部分学生对数字化测图技术理论重视不够，认为只要会操作仪器、使用软件就可以了。

同时，教学计划制约了数字化测图技术的教学。数字化测图技术涉及的知识不但与测量学的基本知识如利用全站仪进行碎步测量有关,还与计算机绘图技术有着密切的联系。若课程安排得不合理，进行数字化测图教学时效果会很不理想：涉及到绘图算法的学生没有基础，无法深入；涉及到测量学的又显得过于简单，讲起来过于枯燥。因此，合理设置相应的课程非常重要。

2.2 实践教学中存在的问题

地形地貌方面的知识较为抽象，学生理解有难度。CASSX.0入门很容易，大部分学生对于地形图的绘制流程很清楚，但是对于地形图的编辑技巧往往掌握得不好，即绘图容易，修图难。同时，无论是野外数据采集还是内业编辑成图，需要根据实际情况综合运用多种方法，以追求更高的作业效率，而教学中发现大部分学生不能够灵活应用软件的命令来提高绘图的效率，只是简单地运用菜单和某些工具的功能而忽略了命令的使用。地物符号的种类繁多，绘制过程中考虑问题不够全面，经常出现所绘图形与实际不符的现象。完成一幅地形图后，对于成果的自检能力不高，图层文件分层不符合规定，重要内容有遗漏，属性表示有误，地形、地物表示不合理，图形与实际不符，等高线不能反映实际情况等。

3 教学建议

针对数字化测图技术课程教学中存在的问题，提出几点建议。

3.1 重视理论，夯实基础

数字化测图技术与测绘工程专业其他相关课程在理论内容上有所重复。教学中，应以讲授涉及算法的计算机绘图基础、全野外数据采集、内业数据处理作为其主要内容。在数字化测图技术理论教学中，让学生熟练掌握地形、地物符号的自动绘制、计算机生成等高线的算法、等高线内插算法、地图数字化、数字化测绘外业工作、CASS地形地籍成图软件的使用及应用等知识。在讲授过程中，要特别注意如何把握好教学的广度和深度，培养学生独立思考、综合分析并解决问题的能力，要充分调动学生的学习积极性和热情，启发学生主动运用专业课程的知识，综合考虑并解决问题[7-10]。同时，合理设置相应课程，针对课程及其特点，在理论内容上要在广度和深度上进行挖掘。

3.2 加强实践动手能力的训练，注重软件操作能力的培养

数字化测图技术课程实践教学中，要注重实用性教学，提高学生的实践动手操作能力，让每位学生熟练掌握数字化测图技术实践操作的基本理论、野外数据采集作业方法、仪器及软件操作方法，顺利完成一幅标准地形图的测绘，培养学生熟练运用绘图软件编辑处理数据的能力。只有这样，才能为社会和测绘行业输送更多动手操作能力强的应用型测绘人才。

在实践教学过程中，应让学生用地形图来表达周围的地形地貌，逐步地让学生掌握地形数据的获取与地形图表达的能力。同时，让学生利用草图法、编码法进行野外数据的采集，而后把已经获取的数据导出，在CASS软件中完成地形图的绘制，并在教学过程中强调命令的灵活运用。教学中，可以以测绘校园图为例进行实践操作，熟悉地形地貌，便于学生理解与绘制，也便于学生养成良好的自检习惯。

3.3 理论联系实际，适当扩充教学内容

伴随着多时空性、多尺度性、多源性等特征的海量空间数据的产生[11]，数字产品应用范围的逐步扩大，数字化测图技术教学应向多平台、多尺度、多维方向发展。教学内容应理论联系实际，适当扩充教学内容，加入海量数据的集成处理与管理、作业技术设计与技术总结、成图质量检查与控制和简单二次开发的内容，对于仪器与设备的使用，不能局限于全站仪，要强调多种仪器设备的协同作业。