基于項目教學的攝影測量學教學改革探究

◇北部灣大學資源與環境學院 張亞麗 田義超 黃遠林 李素霞 楊蕓珍

攝影測量學是一門快速發展的學科，也是目前地圖更新的主要方式。本文分析了目前高校攝影測量教學存在的問題，并結合作者自身的攝影測量學教學經驗，提出了基于項目教學的攝影測量學教學改革思路。對項目教學進行了探究，在理論知識教學方面采取基于攝影測量工藝流程進行教學方式改革、在實踐課程教學方面采取將前期數據采集和后期數據圖像處理并重。通過項目將生產與教學融合，使得所學知識與行業高度接軌，保持教學知識的先進性。

攝影測量學是一門快速發展的學科，經歷了模擬攝影測量、解析攝影測量、數字攝影測量階段，從手工操著進入了自動化處理。當今GPS技術，圖像處理技術、無人機技術、計算機視覺和人工自能各項技術的快速發展，作為一種重要的快速獲取地理基礎信息的方法，攝影測量學在眾多行業得到廣泛應用，在“數字地球”、“數字城市”的建設中具有重要地位[1]。為了將攝影測量知識更好的服務于社會生產，解決生測繪生產與教學內容脫節，是攝影測量教學改革必須要考慮的問題[2]。

國內很多高校的教師對攝影測量學進行了教學改革，如楊化超等[3]測繪工程專業攝影測量學課程教育的實踐與思考論文中，提倡將攝影測量學有應用型向研究方向發展，在教學模式改革方面提出了加大課件制作和開展研究型實踐教學。成曉倩等[4]攝影測量學的教學改革探討與實踐文中將“編碼-發送-接收-解碼為主線的形式，對攝影測量學進行教學改革。葉勤等[5]測繪工程專業攝影測量學實驗教學改革探索，提出對同濟大學的攝影測量學教學改革。胡倩偉等[6]創新型攝影測量教學實驗系統的設計文中，開發了攝影測量實踐系統，對實踐課程進行改革。從攝影測量教學改革的成效來看，也都取得了相應的成果，但是仍然存在著教學與社會生產脫節。無人機技術、GPS技術，計算機技術的迅速發展，極大的降低了航攝數據采集成本，應用型本科院校承擔攝影測量項目提供了良好的基礎。目前，國內的高校對于攝影測量學教學的模式，暫且沒有采取項目教學的模式。鑒于此，筆者從分析目前攝影測量學教學存在的問題，結合基于項目教學的方式進行攝影測量教學改革。

1 目前攝影測量教學存在的問題

（1）理論知識豐富，對數學教學知識要求較高。攝影測量是一門嚴謹的學科，理論知識豐富包括中心投影透視變化作圖，共線方程，共面方程，坐標轉化等，而這些知識涉及大量的公式，方程式解算，而這些知識內容均以線性代數、高數、概率論、高數等眾多數學知識為基礎。由于對數學知識的高要求對學生的攝影測量這門專業課程，造成了一定的困難。

（2）涉及眾多坐標系，要求學生有比較強的空間立體感。攝影測量課程中涉及大量坐標系且坐標系統的相互轉換要求學生有比較強的空間立體感。

（3）重視后期數據處理，忽略跳過前期數據采集。在傳統攝影測量教學過程中，大部分的高校比較重視攝影測量后期數據處理，而對于數據采集方面，由于成本較高，學生參與度較低。

（4）攝影測量相關知識與社會生產脫節。傳統的教學模式采取，理論課程采取課堂講授模式，而實踐課程主要是實驗，采用virtuozo等數據采集，沒有真正的將所學知識應用于測量生產項目，造成所學知識與社會脫節。不能實驗學以致用，這也是導致學生缺乏對攝影測量學習的興趣之一。

2 基于項目教學的攝影測量學教學改革探究

筆者針對攝影測量學目前教學處在的問題，通過測繪企業事業單位以及往屆畢業生的調研，從激化學生學習興趣，將課程教學與社會生產密切結合，提出了基于項目教學的攝影測量學教學改革的思路，攝影測量學項目教學的思路如下圖1所示。項目教學法融“教學、實踐、項目”為一體，首先由任課教師基于航攝項目的工藝流程進行攝影測量知識框架梳理，將理論知識和實踐知識的講授都按照這條主線進行，第二步進行項目與教學融合，進行測繪項目生產。

2.1 攝影測量理論知識和攝影測量工藝流程進行教學知識點梳理

按照航空攝影測量工藝流程梳理課程主干體系（圖1項目與教學融合階段），進行分塊梳理知識點：航空攝影測量規劃設計、空中三角測量、創建立體模型、影像匹配特征點采集、生產DEM、生成DOM數據成果。基于項目教學的攝影測量學教學改革的思路（圖1），采取體系化教學，圍繞主框架補充講解攝影測量基本概念等零碎知識點。將理論知識和測繪數字化產品生產高度結合，采取課堂教學知識和社會生產需求的無縫結合。

2.2 項目與教學融合

攝影測量課程對于實踐部分要求較高，有很強的實用性和應用型的特性，而目前很大一部分的高校相對側重對攝影測量采集編輯后期數據的處理，而對前期攝影測量數據是如何獲取的內容涉及較少，而基于項目教學的攝影測量實踐教學改革，與理論知識高度契合，將實踐內容分為攝影測量數據采集、傾斜攝影測量三維建模和攝影測量4D產品生產兩部分。

（1）攝影測量數據采集。對于攝影測量重要組成部分數據采集實踐部分，通過無人機飛行模擬器進行練習模擬無人機飛行技術，然后再由有無人機駕照的教師教學生進行實地飛行，和學生一起做攝影測量數據采集工作，包括無人機航線規劃和行高計算、重疊度設計、無差分GPS像控點的布設與測量、帶差分GPS像控點的布設與測量

（2）傾斜攝影測量三維建模和制作4D產品。開展攝影測量理論教學和實踐課程后，要求學生全程參與測繪單位的一個攝影測量生產項目或者是學校所承接的攝影測量項目，讓學生所學的理論知識與實踐知識用到生產項目上。要求學生全程參與測繪產品生產流程的每一個環節，并且按照測繪成果質量進行驗收檢查。學生完成項目后要進行知識點梳理，要將所用到的知識、出現的問題整理成文檔的格式上交，也作為攝影測量考核的一部分，以便學生更好的理解攝影測量相關的理論知識。

2.3 結合項目教學考核方式進行改革

基于項目教學的攝影測量教學改革高度保持了所學知識與行業企業一線工作內容相符性，保持了學習與生產的高度一致性，完全解決了學習與生產脫節的問題。在校內完全參照企業工作崗位的生產流程來確定學生的教學培養項目，因此，學校對學生的考核方式也需要隨著教學方法的改進而改革，項目教學模式向的考核分為三部分理論基礎知識考試+生產項目成果考核+實踐考核。

3 結束語

基于項目教學的攝影測量教學改革探究，對于理論知識按照攝影測量產品生產流程進行梳理知識系統，從而攝影測量知識的系統性和連貫性。對于融入了無人機飛行數據采集，補充了目前攝影測量數據采集的漏缺。在進行像控測量過程中，加強了與GPS課程的聯系。同時采取項目服務于測繪生產項目，使得所學知識與行業高度接軌，保持教學知識的先進性，由于參與了項目教學的學生是嚴格按照生產規范進行數字產品生產，培養了學生從事測繪生產項目嚴謹的工作態度。從目前筆者所上攝影測量課程的效果來看，項目教學的模式在內容上降低了課程中理論知識的比重。通過生產項目生產過程進行理論探索試教學，讓學生先了解所學知識的目的性和應用范圍，學生站在更宏觀的高度進行思考。項目教學在教學形式上“以學生、項目”為中心，取代了“以教師、理論”為中心的傳統教學方法。使學生更加容易理解復雜的理論知識，以項目促教學極大的激起了學生的學習興趣。并且，從目前畢業生以及在校生的情況來看去得了很好的效果。