应用型本科院校摄影测量学课程实践教学的改革与实践

李爱霞　赵红

摘 要：从满足社会需要出发，根据摄影测量学课程的特点，提出了摄影测量实践教学的主要内容，主要包括基础实践、开发实践和综合实践三个部分。其中基础实践与理论学习相结合，学习VirtuoZo软件的数据处理流程；开发实践则是要求学生编程实现部分数据处理功能加深学生对基本原理的理解；综合实践则是让学生自主设计和实现从外业到内业的完整作业流程。最后采用“知识+技能+态度”的考核方式，改变了以往重理论轻实践的考核模式，突出了对摄影测量技能掌握的重要性，能够充分调动学生进行实践的积极性和主动性。

关键词：摄影测量学；实践教学；教学改革；应用型本科

中图分类号：G642 文献标识码：A 文章编号：2095-7394（2016）04-0107-04

摄影测量学以非接触传感器获得的影像等数据为处理对象获得研究目标的几何和属性信息的一门学科。摄影测量学是测绘工程专业本科教学中的专业必修课程，通过该课程学习，使学生系统地学习摄影测量的基本理论与方法，具备影像信息获取及几何信息处理、表达和应用的能力。[1]然而，学生在学习过程中，普遍反映课程学习困难，课程的基本概念、基本原理等太过抽象无法深入学习和理解。 [2-4]另外，随着无人机技术、现代电子技术、通信技术等飞速发展，摄影测量学的研究对象和应用范围不断扩大，在数字地球、应急救灾、古文物保护等众多行业中都得到广泛应用，因此，社会对相关专业人才的需求也日益增长。[5-6]浙江水利水电学院作为新升格的应用型本科院校，课程教学要紧跟社会需要，以“应用”为主旨构建课程教学体系。在课程教学过程中将理论教学与实践教学相结合，通过实践教学帮助学生深入理解理论知识，培养学生对知识的应用能力。

根据课程内容，摄影测量学包含了许多实践环节，如航空摄影、内定向、立体像对的相对定向和绝对定向、影像匹配、DEM生产、DOM生产和数字线划图的绘制，等等。这些实践环节可以帮助学生更深入的理解和学习摄影测量学，是课堂理论学习一个很好的补充。然而，一些院校受实习条件所限，实践教学的内容多集中于数字摄影测量系统的操作上。为了让学生能够系统的学习摄影测量的处理流程，我们依托中央财政建设资金的支持，在校内建设了航空摄影模拟场、数码相机检校场以及航测内业数据处理实验室等。本文基于现有实践条件，结合目前摄影测量技术的发展和应用现状，总结以往摄影测量学实践教学的改革经验，并提出今后发展的目标。

1 实践教学内容

摄影测量学课程理论极为抽象、基本概念多、知识面广、前后衔接紧密。课程的核心内容可以分为两个部分：摄影测量的外业工作与摄影测量的内业工作。其中外业工作主要包括：航空摄影、像片控制点的布设，野外控制点的联测、像片调绘等；而内业工作主要包括：像片内定向、立体像对的相对定向和绝对定向、解析空中三角测量、4D产品的生产等内容。通过外业工作内容，学生可以了解影像获取、影像解算预备工作的一系列流程；通过内业工作内容，学生可以掌握从影像到4D产品的处理流程。

随着摄影测量技术越来越广泛地应用于城市建设，生产单位对摄影测量技术能力的需求也越来越高，主要包括两个层次：（1） 工程实践能力，包括像片调绘、利用全数字摄影测量系统生产4D产品的能力等；（2）软件开发能力，包括模型定向、影像匹配等功能的研发能力。[7]为了满足社会需求，根据实践条件，确定了摄影测量学课程实践教学的目的是：在巩固加深学生对摄影测量学的基本理论、基本原理和基本方法理解的基础上，熟练掌握摄影测量4D产品的作业流程、基本技能和数据处理方法，进一步提高学生理论联系实际的能力，分析問题和解决问题的能力，培养创新能力。

围绕摄影测量学课程的教学内容和实践教学目标，实践教学内容分为三个部分：（1）基础实践。系统的培养学生的基本技能和对基本理论的理解能力。主要包括利用数字摄影测量系统进行影像内定向、相对定向、绝对定向、影像匹配、生成核线影像以及4D产品的制作。（2）开发实践。从摄影测量数据处理的内容中，抽离出一部分功能，如航空影像的内定向、单像空间后方交会、特征点的自动提取、影像匹配等功能，由学生通过编程实现。通过开发实践教学可以加深学生对摄影测量原理和方法的理解，还可以提高学生编程能力，激发学生学习的兴趣。（3）综合实践。以4D产品的生产为主线，让学生了解摄影测量的整个作业过程和内容，提高学生综合实践技能和分析、解决问题的能力，培养学生的创新能力。

2 实践教学的实施

实践教学不仅是理论学习的一个很好的补充，而且能够培养学生的综合应用能力 [8]。根据摄影测量实践教学的内容体系与特点，实践教学的实施分为三个层次。基础实践教学主要配合课堂教学，加强学生对所学理论知识的感性认识和熟悉数字摄影测量系统的基本功能；开发实践教学则是进一步加深学生对理论知识的理解，培养学生的程序开发能力；综合实践教学则是在前两个实践的基础上，由学生自主设计和完成摄影测量的整个作业过程及内容。

2.1 基础实践教学

以熟悉和掌握VirtuoZo数字摄影测量系统的基本功能为主，主要内容包括实现影像的内定向、相对定向、绝对定向、影像匹配以及4D产品的生产等。该实践环节穿插在课堂教学过程中，用以加强学生对摄影测量基本概念、基本理论的理解。每次实习编写完整的实习指导书，布置预做作业，让学生对本次实习内容的相关理论知识进行复习；实习过程中采用集中教学和个别指导的方式，首先明确本次实习目的，讲解操作过程，在学生完成后提交处理成果，最后对操作过程中出现的问题进行集中讨论和分析。

2.2 开发实践教学

主要包括影像内定向、空间后方交会、空间前方交会、影像匹配等程序开发实践。首先带领学生分解问题，简要提出编程实现的流程框图，然后要求学生独立画出详细的流程图，编写相应的程序代码，利用所给实习数据调制程序，得到计算结果。鉴于实践教学的时间有限，而学生的编程能力较差，程序代码和运行结果按照实习指导书要求完成以后，在课后以作业的形式让学生提交。

2.3 综合实践教学

在摄影测量学的课程教学结束以后，安排两周的集中实践。在基础实践教学和开发实践教学的基础上，学生对关键功能的程序实现和VirtuoZo摄影测量系统的操作有了一定的能力，因此在综合实践环节中主要以学生做为主，老师指导为辅，目的在于训练学生分析问题、解决问题的能力，培养创新能力。在综合实践之前编写实习指导书，明确主要实习内容和实习要求。结合我校现有实验室，以4D产品的作业流程为主线，设置实习内容，包括五个环节：（1）在相机检校场对航摄所用的数码相机进行检校，完成相机内方位元素和各种畸变参数的标定；（2）在摄影测量模拟实验室进行航空摄影，设计控制点布点方案，并布设控制点；（3）利用航空摄影得到的影像分别进行关键步骤的编程实现；（4）利用VirtuoZo数字摄影测量系统进行4D产品的生产；（5）外业调绘。实习期间，学生根据实习指导书，以小组为单位进行方案的设计和讨论，最后各自完成综合实践任务、提交成果。通过这一环节可以使学生了解摄影测量的整个作业过程及内容，对摄影测量数据处理过程有一个整体的认识。

另外，浙江水利水电学院与浙江省第一测绘院、第二测绘院等测绘单位签订了校企合作协议，建立了良好的合作关系。在综合实践过程中，我们充分利用企业资源，组织学生到企业参观学习。摄影测量技术是目前各省测绘单位更新地形图、地理国情普查的主要方法，让学生到这些单位参观学习，可以使学生亲身感受摄影测量技术的具体应用和生产作业过程。

3 课程的考核

作为应用型本科院校，不仅要重视学生的理论学习，还要提高学生对知识的应用能力。以此为导向，课程考核评价不仅应具有检测、鉴定功能还应具有导向性和反馈性，因此，对该课程的考核不能仅仅以试卷考试的形式来完成。为了突出实践教学内容的重要性，摄影测量课程的考核采用“知识+技能+态度”的三位一体考核模式。其中“知识”考核学生对知识点的内容和原理的全面认识程度，主要采用试卷考试的方式，但是在试卷的题目上则不仅体现基本的理论知识，还同时增加了在实践过程中所要注意的关键问题。考试成绩占学期评定成绩的50%；“技能”指在掌握原理的基础上，考核学生的操作能力，主要根据学生在实践教学过程中的实习成果，包括程序成果、影像数据处理成果、实习报告等，该部分成绩占学期评定成绩的30%；“态度”则指学生在知识学习和技能训练的过程中所展现的学习态度，主要体现在出勤率、上课表现和作业情况，占学期评定成绩的20%。通过这三个方面的考核，改变了以往重理论轻实践的考核模式，突出了对摄影测量技能的掌握的重要性，能够充分调动学生进行实践的积极性和主动性。

4 结语

摄影测量学课程是一门实践性很强的课程，本文從满足社会需要和摄影测量学的主要内容出发，提出了基础实践、开发实践和综合实践三个方面的实践教学内容，并介绍了相应实践环节的实施方法和过程，建立了完整的考核评价体系，采用“知识+技能+态度”的考核方式，突出实践教学在课程学习中的重要性。本文提出的实践教学改革方案和措施，取得了较为理想的教学效果。让学生真实地感受了摄影测量技术的整个生产过程，加深了学生对理论知识的理解，充分调动了学生学习的积极性和主动性。

参考文献：

[1] 叶勤，林怡. 通识教育背景下“摄影测量学基础”教学的思考[J]. 测绘通报， 2015（2）：121-124.

[2] 白洪伟. 应用型本科院校摄影测量学课程教学的几点思考[J].湖北第二师范学院学报，2015，32（2）：94-97.

[3] 王志勇.“摄影测量学”课程教学改革与实践[J]. 测绘工程，2012，21（4）：93-96.

[4] 叶勤，关泽群，邵永社，等. 测绘工程专业摄影测量学实验教学改革探索[J].测绘通报，2010（6）：74-77.

[5] 李德仁，周月琴，金为铣. 摄影测量与遥感概论[M].北京：测绘出版社，2001.

[6] 王淑晴，彭军还，李淑慧. 现代摄影测量新技术对摄影测量学课程的影响及对策[J].教育教学论坛，2012（10）：67-69.

[7] 吴玮，林君建，苍桂华，等. 《摄影测量学》课程实践教学体系的构建[J]. 现代测绘，2015，38（4）：62-64.

[8] 吴军. “摄影测量”教学中学生实践能力与创新能力培养[J]. 桂林电子科技大学学报，2007，27（5）：435-437.

责任编辑 祁秀春