非测绘专业数字化测图实践教学平台建设研究

杨晓云+梁鑫+吴辉琴+马正才+白军委

摘要：大比例尺地形图测绘是“工程测量”教学重要的实践环节之一，随着计算机和测绘技术的发展，测图所采用的仪器设备和成图方式均发生了巨大变化。本文在阐述传统大比例尺地形图测绘的基础上，论述了非测绘专业数字化测图实践教学平台建设的必要性和可行性。

关键词：工程测量；数字化测图；实践教学平台

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2017）19-0111-02

一、引言

实践教学是“工程测量”教学体系中的一个重要环节，又分为测量实验和测量实习两部分内容，前者主要是为理论教学服务，侧重于测绘仪器的操作和使用；后者则以大比例尺的地形图测绘为主，旨在提高学生解决实际测绘问题的能力。实践教学的有效开展不仅有利于学生掌握测绘基本技能，还可以培养学生创新意识的发展，对于创新人才培养起到重要的作用。

目前，我校涉及“工程测量”实践教学的专业均为非测绘专业，不同专业分别设有1—2周的测绘实习，内容仍以传统的大比例尺地形图测绘为主。随着科技的发展和大型工程项目的需要，快速高效的作业方式成为一种需要和趋势，以全站仪和GPS-RTK为主导的数字化测图系统已在实际的生产中得到广泛应用。因此，“工程测量”实践教学亟待进行深层次的改革，在满足教学需求的同时，还应使学生与社会接轨，达到知识与技能的共同发展。

二、非测绘专业数字化测图实践教学平台建设

（一）数字化测图实践教学平台

传统的大比例尺地形图测绘多采用图解法，即利用光学测量仪器对各种地物、地貌进行野外测量，并通过刺点方式在白纸或聚酯薄膜上绘制地形图。这种测图方式精度低、工序多，劳动强度大，质量管理难，承载地形信息少，更新极为不便。随着计算机技术和测绘仪器的发展，以全站仪和GPS-RTK为主导的野外数据采集系统，与内业计算机制图系统结合，形成了一套从野外数据采集到内业制图、全过程实现数字化和自动化的测量制图系统，通常称为数字化测图，简称数字测图。与传统测图相比较，数字测图自动化程度高，成果全数字化，便于更新且具有较高精度。

数字化测图实习教学平台对硬件及软件的要求均较高，一方面需要配置以全站仪和GPS-RTK为主导的野外数据采集系统，另一方面还需要提供数据存储和传输设备，将外业采集的测量数据导入到计算机内，并利用专业的绘图软件完成内业的制图。近两年，我校土木建筑工程学院工程测量实验室投入了大量的资金，购置了数十台全站仪、电子水准仪、RTK等先进仪器，并计划引进三维激光扫描仪和测绘无人机等最新仪器，同时建立了完善的实习（实践）基地，计算机辅助实验室等，这些基础建设工作都为数字化测图实习教学平台的建立提供了必要的基础。

（二）数字化测图实习教学平台对学生团队意识的培养

在数字化测图教学环节中，通常以班级为单位分若干小组，每组3—5人，设小组长1人，由组长负责全组的实习安排及仪器管理工作。数字化测图实习的组织及实施过程如下：（1）实习动员，由有关领导或指导教师讲明实习的重要性，介绍实习场地情况，提出实习任务和计划，宣布实习组织机构、分组名单、实习纪律，提出实习注意事项等；（2）学习相关《测量规范》，分发仪器设备，说明仪器工具借领办法和损耗赔偿规定；（3）图根控制测量，包括图根导线测量和水准测量，并完成控制数据的平差处理，保证图根数据达到规范要求的精度；（4）全站仪和GPS-RTK为主导野外数据采集；（5）传输碎部点数据到计算机，并利用专业的地形地籍成图软件——南方CASS进行数字成图；（6）实习报告及工作总结，仪器的考查。

从数字化测图实习的整个流程可以看出，这是一项内容综合性强、专业素养要求高，并要求团队配合协作的作业项目。在数字测绘作业项目实施中，以小组为单位的团队中每位同学都具有相互牵制、相互影响及相互制约的特点。协作良好、专业知识储备较高的团队往往能够较好、较早地完成数字化测绘的任务，并提交出精度较好的测绘数据及图纸。因此，利用“数字测绘实践教学平台”，不仅可以强化学生的团队意识，还对深化课堂教学内容、培养高素质人才具有重要意义。

（三）数字化测图实习教学平台对学生创新能力的提升

一个完整的数字化测图系统是由野外数据采集系统、数据处理系统及传输设备、内业成图系统共同构成。为了完成整个数字化测图的流程，需要学生具备全面的知识体系和多方面的技能。

首先，学生必须掌握野外数据设备全站仪或RTK的基本操作和内置功能菜单的使用。在日常的教学中，由于受课时数较少的限制，仅侧重于仪器的基本操作，许多实用的功能菜单无法详细介绍，学生需要根据说明书不断摸索和熟悉仪器的各项功能，这对提升他们自主学习的能力无疑是大有裨益的。

其次，内业计算机成图需要使用专业的地形地籍成图软件——南方CASS，它是南方公司基于绘图软件AUTOCAD平台技术的GIS前端开发的数据处理系统，被广泛应用于地形及地籍成图、空間数据建库、市政监管等领域。目前，数字化测图主要采用数据编码模式，这种方式数字制图的效率较高，但需要学生非常熟悉南方CASS提供的数据编码格式和使用方法，并对数据的归档整理、传输、查错提出了更高的要求。通过对专业成图软件的学习和应用，不仅大大提高学生的计算机信息处理能力，还可以不断鞭策他们探索新的更为便捷的测图方法，激发他们创新活动的源动力。

（四）建设效果

“数字化测图实践教学平台”已在我校工程测量实践教学环节进行推广和使用，对学生团队意识的培养和创新能力的提升成果显著。通过对近两年学生数字化测图的实习成果和总结进行跟踪归纳，教学组对“数字化测图实践教学平台”的建设效果得到以下结论：（1）进一步加强团队意识的培养，使同学们意识到团队合作的重要性；（2）在巩固课程专业知识的同时，促进学生将所学知识与实践生产相结合，真正做到学以致用；（3）新技术和新方法的应用，使学生自主学习的兴趣增强，为了解决实践中出现的问题，促使他们不断探索新的知识和理论，同时也使其自信心得到大大的提升；（4）增强学生的动手能力和实践能力，使学校人才培养目标与生产单位的实际需求更加紧密结合。

三、結束语

随着地球科学和空间信息技术的发展，地形图测绘从野外的数据采集、内业的数据处理和传输，以及成图均发生了翻天覆地的变化，传统的测图技术已不能满足现有大型工程的需要。“数字化测图实践教学平台”的建设不但满足了社会对现代测绘人才的培养需求，使学生的专业学习内容与工程实践接轨，达到知识与技能的共同发展，另一方面，还可以有效提高“工程测量”的教学质量，激发学生的自主学习能力。

参考文献：

[1]彭维吉，彭奇娟，杜勇波.数字地形图测绘实践教学的设计与实施[J].黄河水利职业技术学院学报，2009，21（4）：66-68.

[2]何立恒，史玉峰，郑加柱.测绘工程本科专业实践教学体系的构建[J].测绘通报，2010，（08）：74-77.

[3]胡明霞，丁海萍.规范工程测量实习提高学生实践能力[J].职业教育研究，2013，（5）：126-127.

[4]杨秀伶，蒲正川.浅谈数字化测图中南方CASS的应用[J].中国新技术新产品，2013：11-15.

[5]杨盛勇.RTK配合CASS软件测绘大比例尺地形图探讨[J].现代物业·新建设，2014，13（9）：89-90.

Study of Digital Mapping Practical Teaching Platform Construction for Non-Surveying Major

YANG Xiao-yun，LIANG Xin，WU Hui-qin，MA Zheng-cai，BAI Jun-wei

（Faculty of Civil Engineering，Guangxi University of Science and Technology，Liuzhou，Guangxi 545006，China）

Abstract：Large scale topographic mapping is an important part of engineering survey measurement. With the development of computation and survey technology，the equipment and methods of mapping have changed a lot. Based on the theory of traditional mapping，this article proposed the necessity and feasibility of digital mapping practical teaching platform construction for non-surveying major.

Key words：engineering survey；digital mapping；practical teaching platform