大比例尺数字测图实验教学改革研究

张海宁,孙久运,刘　超,庞有智

(1.内江师范学院地理与资源科学学院,四川 内江 641199;2.中国矿业大学环境与测绘学院,

江苏 徐州 221100;3.安徽理工大学测绘学院,安徽 淮南 232001)

大比例尺数字测图实验教学改革研究

张海宁1,孙久运2,刘超3,庞有智1

(1.内江师范学院地理与资源科学学院,四川 内江 641199;2.中国矿业大学环境与测绘学院,

江苏 徐州 221100;3.安徽理工大学测绘学院,安徽 淮南 232001)

摘要：随着信息技术的发展,大比例尺数字测图所采用的仪器设备和成图方式都发生了很大变化。在阐述传统大比例尺数字测图实习的基础上,论述了改革大比例尺数字测图实验教学的必要性和可行性,并提出了改革的一些观点和想法。

关键词：大比例尺数字测图;实验教学改革;产学研;信息共享

doi:10.13442/j.gnss.1008-9268.2015.03.025

中图分类号：P231.5

文献标志码：码： A

文章编号：号： 1008-9268(2015)03-0098-03

收稿日期：2015-01-05

作者简介

Abstract:With the development of information technology, the equipment and mapping methods of large scale topographic mapping have changed a lot. This article proposed the necessity and feasibility of reforming the teaching and experiment of large scale topographic mapping based on explaining the traditional large scale topographic mapping, and also proposed some thoughts and idea for reforming.

0引言

实验教学是测绘类专业培养过程中的一个重要环节,实验教学不仅有利于培养学生掌握测绘基本技能,还有利于培养学生创新意识发展,对于培养创新人才起着重要的作用。因此,实验教学在达到教学所需的同时,还应该使学生与社会接轨,达到知识与技能共同发展。

随着仪器设备和成图方式的改变,大比例尺数字测图在实验教学上也要不断适应教学所需和社会所求,亟待需要改革,以便学生更好地学习,与时俱进。

1传统大比例尺数字测图特点

20世纪80年代以前,我国主要以传统的白纸测图为主,白纸测图方法效率低,作业时间长,精度不高,更新难。随着计算机、全站仪仪器设备等的发展,大比例尺数字测图成为主流,但是,随着信息技术的逐步发展和成图方式的提高,数字化测图改革也成为了一种可能[1-3]。

大比例尺数字测图实习是测量专业实习及教学的重要内容之一。传统的大比例尺数字测图主要集中在利用全站仪或者其他测量仪器进行野外数字化测图,即地面数字测图;或者是利用手扶数字化仪或者扫描数字化仪实现对纸质地形图的数字化;或者是采用航摄或遥感影像进行数字化测图等方法上。

通过上述技术或者方法将采集到的地面数据信息输入到计算机,采用数字成图软件对数据进行编辑处理,生成所需要的数字地形图,并用数字绘图仪或者打印机将地形图或者相关数据输出的一种过程,实现了大比例尺数字测图的自动化[4]。

2传统大比例尺数字测图实习的局限性

在课堂实验教学上,大多数院校开设实习基本都是以常规仪器测量为主,且大多都是在本校区或者基地进行测量和绘图,对于非测量专业的学生来讲,这样的方法既可以学习仪器操作还可以掌握大比例尺数字测图的方法和要求。但是对于测量专业或者测绘工程专业来讲,毕业以后接触更多的还是工程或者房产等方面的测图,这不仅要求学生对实习仪器设备的准确掌握,更要求测图水平的多元化掌握[5]。

3大比例尺数字测图实习改革思路

论文结合工程测量技术专业的实验教学特点,针对学生能力和社会需求,结合学校自身条件,提出了几点意见[6]。

资助项目： 国家自然科学基金(批准号:41104005,41171343);安徽省自然科学基金(编号:1308085QD71);内江师范学院校级科研项目(编号:13ZB09)

联系人： 张海宁 E-mail:zhnyyfzz@163.com

3.1　产学研相结合的实验教学机制

目前大多高等院校开设大比例尺数字测图课程,并且大多院校的实习场地均设在学校校区内,这样极大的限制了学生的发挥能力,有些学生可能偷工减料,借用以往的数字成果或者更改自己不太标准的数据信息等,极大的减弱了学生学习和掌握知识技能的水平。面对日益广泛应用的测绘技术、大型工程项目的开设以及产学研结合的开展,大比例尺数字测图的作用也显得更为突出。为此,学校可在以往实验教学的基础上,与当地有关测绘工程项目及研究机构相结合,可以将学生课程综合安排在大一大二,大三或者大四期间去实地部门或者研究所锻炼学习,不仅可以扩宽学生视野,锻炼学以致用的能力,更可以促使学生如何的将课堂上学到的知识较快的转化为实践应用。

3.2　3S技术辅助大比例尺数字测图的趋势[7-11]

3.2.1常规测量仪器与GPS-RTK相结合辅助测图

随着经济的增长和大型工程项目的需要,大范围、快速、精度高作业成为一种需要和趋势,对于课堂实验教学,学生在掌握基本仪器设备操作和技能的同时,也需要结合各种仪器的特点,灵活的更好更快的实现数据的采集。

实验室中常用的常规测量仪器有全站仪、测距仪、经纬仪等设备,这些设备具有准确、应用广等的特点;随着实时动态差分法GPS-RTK的发展,这种常用的新的GPS测量方法,以其定位精度高、不需要点与点之间通视、快速作业等的特点,得到了广泛的应用。

在实验教学过程中,学生在较为开阔的地区作业时,很方便使用RTK作业进行数据的采集,而对于隐蔽或者被遮挡的地区,则可利用RTK进行图根控制,结合全站仪等传统测量设备进行碎部点采集。两者的结合不但减少了作业的时间,还可以有效的控制误差的积累,提高了作业精度,最后借助计算机和相关软件完成大比例尺地形图或者地籍图的输出。

3.2.2摄影测量与遥感辅助测图

摄影测量与遥感具有大面积同步、快速、不与地面物体相接触,直接对获取的信息进行分析、提取等的特点。随着摄影测量与遥感数字处理技术如影像匹配、特征提取以及影像分辨率等的提高,将摄影测量与遥感应用到大比例尺数字测图中也成为一种趋势。

课堂教学过程中,学校可根据自身实验室经济条件,有选择性地选择本区域的影像资料,便于学生利用计算机完成本区域内地形图的绘制。

将摄影测量与遥感影像转化为所需要的地形图,即应用相关软件完成影像图的数字化,当然,数字化的精度不仅取决于作业的精度,还取决于作业员的熟练程度和细心程度,所以在课堂实验教学过程中,要强调学生保证精度。

3.2.3GIS辅助采集数据趋势

随着地理信息系统的不断发展,GIS空间分析功能的不断完善和强大,依赖GIS的大比例尺数字测图技术,对GIS提出了更高的要求,地形图不仅仅是简单的矢量数据的组合与叠加,而是空间数据与属性数据的集合,且数据量庞大。在进行野外数据采集时,不仅需要采集空间数据,还应该采集相应的属性信息。

目前,大多数成图软件将逐步更新,规范、统一的作业将更加一体化、便捷化。在实验教学过程中,加大学生学习GIS软件的力度,培养学生运用计算机实现数据转化的能力。

3.3　创作网络实验信息共享平台

随着信息化的发展,网络资源共享已经慢慢成熟,学生可以从网络上获取更多的课件及实验资源去互相学习,包括其他大学的实验手册、仪器操作手册和使用方法、实验大纲、教学及实验视频以及其他参考文献等,建立远程在线资源共享。在课堂外学习时,学生可以从网络上解决遇到的问题,及时方便地便于学生学习和选择;同时,通过网络共享,学生可以及时了解专业及同行的发展动态,扩宽视野,为学习提供了丰富的资源和途径。

3.4　提高教师实验教学水平和改革考核制度

作为测量专业老师,除了要求具备扎实的基础理论知识和较好的教学水平外,还必须具有较强的实验技能和丰富的测量绘图经验。实验室或者课堂上应经常性地开展实验教学交流,聘请工程实践经验丰富的专家进行兼职授课,多与其他院校或者专业单位进行互派学习等活动。

同时,对于大比例尺数字测图课程的学习,学生所要掌握的不仅仅是基本知识,更是技能的熟练程度与应用。面对越来越多的测绘需求,对学生掌握仪器及软件等知识要求也越高。考试不仅是简单的卷面考核,还应加大实验比例,考核学生的动手绘图和创新能力,同时学校也可适当的举行测绘仪器动手技能比赛等,作为奖励和考核内容之一[12-15]。

4结束语

随着空间信息技术的发展,无论是数据采集、数据分析还是数据成图等方法,都会不断的更新与完善,大比例尺数字测图作为大学实验教学的基本内容之一,更需要及时地更新实验教学方法,与时俱进,通过多途径、多技能、多方法的测绘技能知识的学习,为学生步入社会提供更大的基础和平台。

参考文献

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[12]宋利杰,张永彬,田桂娥. 高等院校《数字测图原理与方法》教学改革探讨[J].矿山测量,2009(4):94-96.

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[14]汪志明,许才军,花向红.加强测绘工程实验教学示范中心建设的探索[J].实验室研究与探索,2009,28(2):95-97.

[15]汪志明,郭际明,花向红.优化课程体系培养测绘工程专业创新人才[J].测绘通报,2009(6):74-77.

张海宁(1986-),女,河南安阳人,讲师,研究方向为近景摄影测量、数字测图、疫情监测等。

孙久运(1974-),男,山东梁山人,博士,副教授,主要研究方向为近景摄影测量、GIS理论及应用等。

刘超(1985-),男,陕西蒲城人,博士,讲师,主要研究方面为变形监测的理论及应用、GPS动态精密定位等。

Research on Teaching and Experiment Reform of Large

Scale Digital Topographic Mapping

ZHANG Haining1,SUN Jiuyun2,LIU Chao3,PANG Youzhi1

(1.SchoolofGeography&ResourceScience,NeijiangNormal

University,Neijiang641199,China;

2.SchoolofEnvironmentScienceandSpatialInformation,ChinaUniversityof

MiningandTechnology,Xuzhou221100,China;

3.SchoolofGeodesyandGeomatics,AnhuiUniversityofScienceand

Technology,Huainan232001,China)

Key words: Large scale topographic mapping; experiment and teaching reforming; industry-academia-research; information sharing