測繪地理信息類《4D產品制作實習》實踐教學反思

邱春霞+董乾坤

摘要：4D產品制作實習是測繪地理信息類本科生開設的基礎地理信息數據制作綜合實習。本文通過對目前4D產品制作實習中存在問題的分析和反思，詳細介紹了我校4D產品制作實習的具體實施方案。

關鍵詞：4D產品；實習目標；實習內容劃分；實習方案

中圖分類號：G642.41 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）51-0211-02

一、測繪地理信息類專業《4D產品制作實習》的主要內容和實習目標

4D產品制作主要有數字攝影測量和地形圖矢量化兩種方式。4D產品制作實習包括基于GIS軟件、遙感圖像處理軟件、數字攝影測量系統等的1∶1萬4D產品制作。要求學生根據指導教師的講解，設計出1∶1萬4D產品的主要技術流程；并通過不同平臺的4D產品制作實踐，以及相應規范的學習和了解，熟悉4D產品間的關系，總結出一套較為完善的1∶1萬4D產品質量控制措施。

4D產品制作的實習目標為：使學生了解1∶1萬4D產品的主要制作方法和技術流程；根據樣例數據，能夠選擇實習數據制作4D產品的平臺，并設計出技術方案和具體制作流程；能夠利用設計的技術方案和制作流程，具體進行實習數據1∶1萬4D產品的制作；能夠在1∶1萬4D產品制作實踐中，不斷改進和完善4D產品制作方案和流程；能夠對制作的1∶1萬4D產品成果精度做出評價，并根據1∶1萬4D產品制作實踐，獲得質量控制措施。

二、測繪地理信息類專業《4D產品制作實習》存在的問題及反思

由于4D產品制作實習內容眾多，制作出符合規范要求的產品數據難度較大，目前的教學實踐中存在的主要問題為：（1）學生不能構建出實習的大框架。學生實習開始、實習中、實習結束前，教師要不斷地幫助學生構建出實習的大框架。否則，學生的腦子中是一些七零八落的小碎知識點，覺得實習內容混亂、知識點過多，無法梳理清楚。（2）實習內容細化程度不夠。4D產品制作實習涉及多種軟件平臺，數據類型較多，制作技術流程各不相同，需要對實習內容條理化，做好細化工作。否則，學生會覺得只是按照教師所講，做一些機械、枯燥的數據畫線工作。（3）教師對實習講解、演示過多。一般情況下，教師擔心學生不能較好地掌握數據生產的軟件操作，就不停地講解，一遍遍地演示操作。其實，教師過多地講解和演示，導致了學生的惰性，使學生只是按照教師設定好的步驟去做，不去做一些積極的思考，更不會有創造性地發現和解決實習中出現的問題。所以，教師在實習中應將重點放在輔導上。（4）學生不能真正理解理論與實踐的關系。實習是理論與實踐的相結合，是學生理論知識指導實踐的嘗試。但是，學生因為理論知識不穩固，無法做到理論與實踐的有效銜接，致使學生感覺4D產品制作實習操作太難。面對以上列出的目前4D產品制作實習中存在的四個問題，筆者經過思考認為，4D產品制作的實習對象為高年級本科生，具有一定的專業知識框架和軟件操作技能，而且4D產品制作實習是一個空間數據制作綜合類實習，首先應該在實習開始，就給學生做一個較為全面的課程整合和專業知識整合，然后講解清楚實習內容的大框架，其次對大框架做必要的細化，最后還要教會學生制作、檢驗合格數據產品的關鍵技術，以及其他學習同類軟件的方法，在實踐中尋找理論，用理論指導實踐的循環往復的學習之道。

三、我校測繪地理信息類專業《4D產品制作實習》的具體實施方案

經過多年的教學實踐和教學研討，我校測繪地理信息類專業4D產品制作實習形成了一套較為成熟的實習方案。（1）實習內容的劃分。我校測繪地理信息類專業4D產品制作實習內容劃分為十部分。

第一部分：實習動員及實習內容講解。主要講解4D產品制作實習的實習目的、意義、實習的主要內容。

第二部分：基于GIS軟件的1∶1萬DRG、DLG、DEM樣例數據制作。要求學生了解MapGIS軟件制作DRG、DLG、DEM等產品的過程；理解基于GIS軟件，采用地形圖掃描方式的1∶1萬DRG、DLG、DEM等產品的制作方法和具體過程。

第三部分：基于遙感圖像處理軟件的1∶1萬DOM樣例數據制作。基要求學生了解ERDAS軟件制作DOM產品的過程；理解基于遙感圖像處理軟件，采用航空影像制作1∶1萬DOM產品的方法和過程。

第四部分：基于數字攝影測量系統的1∶1萬樣例數據4D產品制作。要求學生了解Virtuo-Zo軟件制作1∶1萬4D產品的過程；理解基于全數字攝影測量系統平臺，采用航空影像制作1∶1萬4D產品的方法和過程。

第五部分：學生自主針對實習數據進行1∶1萬DRG數據制作。要求學生針對實習數據，自主設計基于ArcGIS/MapGIS軟件的1∶1萬DRG產品的制作方法和技術過程，能夠基于測繪數據制作基本原理，按照設計的技術路線進行具體數據制作，并不斷改進和完善技術流程。

第六部分：學生自主針對實習數據進行1∶1萬DLG數據制作。要求學生自主設計基于ArcGIS/MapGIS軟件的1∶1萬DLG產品的制作方法和技術過程，并將實習任務劃分，以小組形式完成DLG產品制作。通過小組討論，不斷改進1∶1萬DLG產品的技術流程。

第七部分：學生自主針對實習數據進行1∶1萬DEM數據制作。要求學生自主設計基于ArcGIS/MapGIS軟件的1∶1萬DEM產品的制作方法和技術過程，按照設計的技術路線進行DEM產品制作，并對技術流程進行改進。

第八部分：學生自主針對實習數據進行1∶1萬DOM數據制作。基于ERDAS/ENVI軟件，利用實習數據，制作1∶1萬DOM產品。要求學生自主設計基于ERDAS/ENVI軟件的1∶1萬DOM產品的制作方法和技術過程，并對技術流程進行改進。

第九部分：學生基于數字攝影測量系統，自主針對實習數據進行1∶1萬4D產品數據制作。基于Virtuo-Zo軟件，利用實習數據，制作1∶1萬4D產品。要求學生自主設計基于Virtuo-Zo軟件的1∶1萬4D產品的制作方法和技術過程，并改進技術流程。

第十部分：計算制作的1∶1萬4D產品的精度，分析、總結4D產品的關系及質量控制措施。要求學生通過1∶1萬4D產品的具體制作實踐，自主分析4D產品的關系，總結出一套完整的1∶1萬4D產品制作的質量控制措施。（2）實習安排。4D產品制作實習時間為3周。其中，實習動員及實習內容講解0.5天；基于GIS軟件的1∶1萬DRG、DLG、DEM樣例數據制作2.0天；基于遙感圖像處理軟件的1∶1萬DOM樣例數據制作0.5天；基于數字攝影測量系統的1∶1萬樣例4D產品制作0.5天；學生自主針對實習數據進行1∶1萬DRG數據制作1.0天、進行1∶1萬DLG數據制作5.0天、進行1∶1萬DEM數據制作1.0天、進行1∶1萬DOM數據制作1.0天；學生基于數字攝影測量系統，自主針對實習數據進行1∶1萬4D產品數據制作1.5天；計算制作的1∶1萬4D產品的精度，分析、總結4D產品的關系及質量控制措施，整理實習數據，撰寫實習報告0.5天；參觀生產單位4D產品制作1.0天；提交實習成果0.5天。（3）實習數據源及實習軟件。實習數據源分：西安市周邊地區1∶1萬掃描地形圖；西安市周邊地區資源三號全色衛星影像，分辨率為2.1米；兩個像對的1∶3萬航空影像，掃描分辨率為21μm。實習軟件為：ArcGIS/MapGIS、ERDAS/ENVI、Virtuo-Zo教育版軟件。（4）實習難點內容的確定。4D產品制作實習的難點為DLG數據產品的制作。DLG數據制作中的難點一：等高線、河流、道路等要素的連通采集；難點二：植被構面；難點三：點狀、線狀符號的參數設置。（5）實習指導重點。4D產品制作實習使用的軟件平臺多樣，數據產品類型多樣，數據源多樣，實習指導的重點是指導學生根據4D產品制作規范要求，如何制作出符合要求的4D產品，以及當數據產品質量出現問題時，如何探求產生質量問題的原因和解決方法。另外，重點指導學生構建4D產品制作的相關專業理論知識框架。（6）實習考核。實習考核由兩部分組成，即筆答題和上機測試題，時間為3小時，每15個學生為一個考核小組。筆答題為10個小題，主要涉及實習中小的專業知識點或一些細小的軟件操作。上機測試題為一個公里網格的DLG全要素采集。每考核小組的題目均不同。（7）參觀生產單位4D產品制作。在實習內容完成之后，組織學生到我校實習基地——陜西國土測繪工程院參觀，由專業技術人員講解4D產品的生產流程。通過參觀，使學生了解生產單位目前4D產品制作的軟件平臺、具體制作方法和技術過程，以及4D產品的成果形式。（8）實習總結，實習提交成果。實習結束前，針對整個實習、實習考核情況，以及生產單位參觀等，做一次全面的實習總結，幫助學生梳理清楚實習的全部內容。每人提交一份成果，包括1∶1萬4D產品成果、實習報告。實習報告分為三部分，即實習的目的意義、實習的主要內容、實習體會。要求在實習內容部分寫出1∶1萬4D產品的質量控制措施。

參考文獻：

[1]殷華.4D產品與GIS應用[J].安徽地質，2002，12（3）：44-49.

[2]陳明東.4D產品元數據自動生成方法及實現[J].測繪與空間地理信息，2012（2）：32-36.

Reflection on Practice Teaching of "4D Product Making Practice" of Geographic Information

QIU Chun-xia1，DONG Qian-kun2

（1.College of Geomatics，Xi'an University of Science and Technology，Xi'an，Shaanxi 710054，China；

2.Shaanxi Institute of Surveying and Mapping of Land，Xi'an，Shaanxi 710054，China）

Abstract：4D products practice is a comprehensive practice of Survey and GIS graduates about basic geographic information data production. By analysing and thinking about existing problems of 4D products practice，the paper introduces in detail our practice concrete program.

Key words：4D products；practice goal；practice content divide；practice program