地质工程专业测量实习教学改革研究

余芳芳+魏中举

摘要：为应对新形势下的工程实践要求，改变地质工程专业的测量实习传统模式，将为期两周的测量实习分为五个阶段，着重让学生使用目前广泛应用于工程建设中的新型测绘仪器，达到为学生将来进入社会进行工程实践打下好基础的目的。

关键词：地质工程；测量实习；外业；内业

基金项目：采矿工程省级特色重点学科，黔学位合字ZDXK[2015]9号，贵州省教育厅基金项目G642；TU42-4

我校地质工程专业设立在矿业工程系地质工程教研室，本专业旨在培养德、智、体、美全面发展的，掌握地质学与地质工程领域的基本理论，具备较强的地球科学思维和实践能力的，能在地矿系统、矿山企业、国土、市政、水利、交通等部门，从事工程勘察、煤田地质勘探、水文地质勘探、地质灾害评估及治理施工等工作的高级应用型工程技术人才。通过本专业的学习，学生须具备的专业基础能力：①矿物岩石理论及手标本鉴定能力；②构造地质学理论及野外地质构造分析能力；③岩土力学理论及岩土体受力分析能力；④测绘基本理论及测量仪器的操作技能；⑤工程制图理论及手工绘图能力。其中，学生具备的“测绘基本理论及测量仪器的操作技能”的能力，是学生在第四学期学习3学分、54学时的《工程测量》课程后，并在学期末进行2周的测量實习后所具备的。

目前，我校不仅地质工程专业开设有测量学课程，还有土木工程专业、采矿工程专业、安全工程专业、风景园林专业、城乡规划专业等开设有与专业相关的测量学课程，并设置有测量实习实践环节。

因此，在新的就业形势下，我们不能仍按照数十年前的模式指导学生进行测量实习。我们急需拓展新的教学模式，深入研究测量实习的实习方式，培养学生与时俱进的实践能力及扎实的专业能力，以适应新形式，把握新机遇。

一、测量实习基本要求

我校地质工程专业的测量实习，一般安排在相应课程的开设学期的学期末，为期2周，2个学分。通过2周的测量实习分组进行测量，学生应达到以下要求：

（1）具备能够使用基本的测量仪器（卷尺、罗盘、水准仪、经纬仪等）进行相应项目测量的能力，如：①使用卷尺进行距离丈量；②使用罗盘进行定向；③使用水准仪进行四等、等外水准测量及水准路线的测量；④使用经纬仪进行导线测量、三角高程测量、视距测量。

（2）具备使用新型测量仪器（全站仪、GPS）进行测量的能力：①能够使用全站仪进行大比例尺地形图测绘、施工放样、放线；②能够使用GPS进行连续点测量、面积测量。

（3）具备测量时边测量、边计算、边绘图的能力，测量时的基本计算、绘图及内业数据处理和绘图的能力。

（4）新形势下，对学生必然有新的要求，学生还应具备外业测量完成后内业使用成图软件进行数字化成图的能力。

（5）除了专业内容方面的能力，通过测量实习学生还应具备吃苦耐劳的精神、与同组同学进行团结协作的能力。

二、测量实习主要内容

测量实习为期2周，共14天。针对新形势下对学生实践能力的要求，将测量实习设置为五个阶段的内容，见下表。

1.第一阶段，水准测量阶段

水准测量阶段，主要是使用水准仪进行四等、等外水准测量及水准路线测量工作，为期2天，设置3～4个测量项目，主要是通过本阶段的实习考查学生对书本关于水准测量这内容的掌握情况以及相应的实践操作能力，水准路线测量同时还要使用卷尺进行距离测量，对于困难测距的地区，可使用水准仪进行视距测量的工作，测量项目难度不大，主要考查学生遇到问题、解决问题的综合能力。

2.第二阶段，经纬仪测量阶段

经纬仪测量阶段，主要是使用光学经纬仪、电子经纬仪进行导线测量、三角高程测量、视距测量工作，为期2天，设置2～3个测量项目，主要是通过实习考查学生对于书本这一章的掌握情况，用实践检验理论。

导线测量外业测量有四个步骤：①踏勘选点，②测角度，③测边长，④测定起始边坐标方位角；内业计算、数据处理有五个步骤：①角度闭合差的计算与调整；②坐标方位角的推算；③坐标增量计算；④坐标增量闭合差计算和调整；⑤坐标计算。这个测量项目包括了角度测量和距离测量，还有复杂的数据计算。学生若熟练掌握了这个项目，计算能力也会得到提升。

三角高程测量，主要是使用经纬仪测量未知点的高程，因此经纬仪也是一个可以集测角度、测距离、测高程与一身的仪器，通过导线测量和三角高程测量这2个项目的实践，学生的综合解决问题的能力会得到提升。

3.第三阶段，全站仪大比例尺地形图测绘阶段

地形图测绘是对地物、地貌的碎部点进行测绘，是测定出各碎部点的平面位置和高程并按照比例尺缩小绘制与图纸上的过程，包括测量和绘图两个步骤。

我们的实习应与工程实际相结合，而全站仪作为一种现在工程建设中使用比较广泛的发展迅速的新型仪器，使用全站仪进行大比例尺地形图测绘应作为测量实习的重点。

全站仪是近代科技发展的产物，是一种将电子经纬仪与电子测距技术、测距仪相结合产生的既能测量水平角、竖直角又能测量倾斜距离、水平距离的新型测量仪器。另外，全站仪内有数据存储系统，可通过传输端口，将野外测量得到的数据直接导出到电脑上，配以成图软件的使用，可进行数字化成图。

本阶段的实习，包括外业大比例尺地形图测绘和内业数字化成图两方面的内容。

使用全站仪进行大比例尺地形图测绘的步骤是：先进行控制测量，2天；再进行碎部测量，3天，边测边绘，完成地形图。在这个阶段，学生们在校园内进行分组测量，不同的小组测绘学校不同的区域，最后所有小组的地形图拼接到一起，形成一幅完整的学校地形图。

测量时，每个小组选定自己的测区，在测区内选定控制点。先进行控制测量，平面控制测量1天，高程控制测量1天，测量的同时，将控制点展绘在图纸上。然后进行碎部测量，共3天，以已经测好的控制点为依据作为测站点，测量出测区内所有地物、地貌的碎部点，边测边记录数据边绘制地形图，最后完成地形图的整饰与检查工作。该阶段实习时间为5天。

4. 第四阶段，GPS测量阶段

GPS（全球定位系统）是通过利用分布在太空中的GPS卫星达到测量定位地面点位置的一种新型定位系统，具有高精度、高灵活度、高效率的特点。GPS作为一种新型仪器，在目前的工程实践中应用比较广泛。

通过第四阶段的实习，学生学会使用GPS测量系统，熟悉GPS系统组成，熟悉GPS实验物品及各部件作用，掌握各部件连接方法，理解GPS工作原理，握电子手簿无线蓝牙连接方法。实验步骤为：①架设基站，打开基站GPS接收机和电台。②配置手簿。③配置流动站。④点校正。⑤进行连续点测量。⑥面积测量。⑦数字化成图。共3天。

5. 第五阶段，内业工作阶段

實习的前四个阶段为外业测量阶段，每个阶段都有相对应的内业工作。第一阶段水准测量的内业工作主要是通过水准路线闭合差的计算和分配，最终计算得到未知点的高程；第二阶段经纬仪测量阶段，导线测量主要是计算导线点的坐标，三角高程测量主要是运用高差公式、三角函数公式计算未知点的高程，视距测量是通过竖直角和上丝、下丝读数计算两点间的水平距离；第三阶段，全站仪大比例尺地形图测绘阶段，第一部分的内业工作与外业工作相结合，实行边测边绘，第二部分内业工作是回到室内的工作，就是使用成图软件进行数字化成图；第四阶段，GPS测量阶段内业工作主要是将测量数据导入电脑，进行数字化成图。

三、结束语

新的就业形势下、新的工程实践中，对以高等教育为核心的人才培养提出了新的要求，要求学生具备综合实践能力与综合素质，我们应该对传统的测量实习的实习项目进行改变，加入新的内容。将为期两周的测量实习分为五个阶段：第一阶段，水准测量阶段，2天；第二阶段，经纬仪测量阶段，2天；第三阶段，全站仪大比例尺地形图测绘阶段，5天；第四阶段，GPS测量阶段，3天；第五阶段，内业工作阶段，2天。

新设计的这五个阶段中，传统仪器传统项目的实习压缩到4天（前两个阶段），着重训练学生使用新型测量仪器进行实用性强的测量项目，加重全站仪和GPS这些新型测量仪器的使用，运用成图软件进行数字化成图，达到提高学生的综合实践能力，达到与时俱进、与生产实践接轨的目的。

参考文献：

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作者简介：

余芳芳（1987—），女，硕士，讲师，六盘水师范学院矿业工程系从事工程测量学、矿山测量学的教学与研究工作。

魏中举（1985-），男，山东菏泽人，硕士，讲师，矿业工程系实验中心主任，主要研究方向是开采损害与环境保护、矿山压力与岩层控制。