現代測量數據處理研究生課程質量提升探索與實踐

摘" 要：隨著空天地現代化測繪裝備及測繪大數據等技術的快速發展，測繪工程專業學位研究生課程現代測量數據處理的教學也面臨著新的機遇和嚴峻的挑戰。結合山東建筑大學測繪類學位研究生現代測量數據處理課程的教學實踐，依托省級研究生教育優質課程計劃項目，在課程教學團隊師資隊伍建設、課程教學方法和手段改革、多元化課程考核與評價、教學理念更新、課程思政實施路徑、智能測繪背景下的課程案例庫建設等方面開展一些探索和實踐，以促進課程教學質量的提升，加強研究生科研和創新能力的培養；并對進一步提升課程教學質量提出幾點建議和措施。

關鍵詞：現代測量數據處理；研究生課程；質量提升；多元化評價；智能測繪；教學實踐

中圖分類號：G643" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2096-000X（2025）09-0093-04

Abstract： With the rapid development of modern surveying and equipment as well as surveying big data technology， the teaching of the undergraduate course Modern Measurement Data Processing for geomatics engineering professional degree is also facing new opportunities and severe challenges. Combining with the teaching practice of the graduate degree course Modern Measurement Data Processing in Shandong Jianzhu University and relying on the Provincial Graduate Education Quality Curriculum Plan Project， some exploration and practice were performed in the construction of course teaching team and staff， reform of curriculum teaching methods and means， the diversified assessment and evaluation system of the curriculum， update of teaching concepts， implementation path of curriculum ideological and political education， construction of course case libraries in the context of intelligent surveying and mapping， etc. The purposes of these exploration and practice are to promote the teaching quality improvement， to strengthen the cultivation of graduate students' scientific research and innovation abilities. And several suggestions and measures are proposed to further improve the quality of course teaching in the end.

Keywords： Modern Measurement Data Processing; undergraduate course; quality improvement; multiple evaluation; intelligent surveying and mapping; teaching practice

現代測量數據處理是測繪工程專業學位研究生開設的一門學位課程，是測繪工程專業本科課程誤差理論與測量平差基礎的延伸，重點培養研究生系統掌握現代測量數據處理的理論和方法，獲得分析解決測量數據處理方面的能力，為學習其他測繪科學技術、進行科學研究、解決測量數據處理中存在的新問題提供理論基礎。依托山東省研究生教育優質課程計劃項目，在課程教學團隊建設、教學方法和手段改革、多元化課程考核與評價、教學理念更新及課程思政實施等方面開展了一些研究和實踐。

一" 課程教學團隊建設

測繪工程專業學位研究生課程現代測量數據處理教學團隊中有4名教師，職稱結構為教授2名，副教授1名，講師1名；其中具有博士學位的3名，45歲以下青年教師2名。該課程教學團隊中年齡分布合理，老教師與青年教師結合，充分發揮老教師的“傳、幫、帶”作用。團隊教師經常針對課程相關的理論教學內容、過程教學評價、教學資料歸檔等問題進行討論，同時發揮青年教師的科研帶頭作用，共同開展科研活動，積極申請科研項目并撰寫相關方面的論文，教學促進科研，科研也反哺教學，二者相輔相成共同促進課程教學質量提升。近些年來，團隊教師先后主持國家自然科學基金、山東省自然科學基金、山東省重點研發計劃項目等科研項目10余項，主持山東省“互聯網+背景下測繪類研究生創新能力轉型升級研究”、“現代測量數據處理研究生教育優質課程建設”等研究生教學研究項目3項。教學、教研與科研有機融合，促進課程教學質量的提升。

二" 多元化教學手段融合

現代測量數據處理課程理論性強、公式多、內容抽象，單純采用傳統以講授為主的課堂講授方法，學習內容難以理解，研究生學習興趣不高，不利于研究生能力的培養。該課程教學在2020年之前主要采用以課堂多媒體PPT課件講授為主，部分內容以黑板板書為輔的手段；2020年之后主要采用線下為主、線上為輔的教學手段和方法，即線下以多媒體PPT課件講授為主，線上基于智慧樹、騰訊會議等網絡平臺為輔；同時結合案例教學法及專題講座方法。例如，教學團隊姚國標教授在傾斜攝影測量領域已獲批國家和省自然科學基金項目多項，發表高水平論文多篇，將傾斜攝影測量數據處理方面的研究方法和成果以專題講座形式融入課程授課中，大大提高了研究生的學習興趣。

課程教學團隊教師錄制了部分教學視頻，依托智慧樹網絡平臺，將課程教學大綱、講課視頻、PPT課件、教材和參考書、參考學習資料及課程作業等學習資料上傳到基于智慧樹平臺建立的翻轉課堂的學習資源中，研究生通過手機APP或電腦可以隨時在網上查看或下載學習。同時建立任課教師和研究生的線上交流群QQ群和微信群，通過群平臺發布課程作業等學習資源并加強與研究生的交流。

充分發揮線下和線上各自的優勢，摒棄了傳統的純講理論和公式的教學模式，引入多元化手段和方法，采用外業數據采集及處理的工程案例、視頻播放、分組討論和演講、計算機編程、撰寫小論文等多元化手段，讓研究生的學習由全被動學習逐步轉為主動學習，從而提升學生的自主學習能力和科研興趣。

三" 教學內容緊跟時代發展與科研前沿

隨著現代化測繪裝備的發展，現代測繪數據采集方法發生了巨大的轉變，需要處理的測繪數據來源于多源異構數據且具有多種不確定性，因此，現代測量數據處理的理論與方法也需要不斷深化和提升，而相關教材的更新速度跟不上時代發展的速度，傳統教學內容跟不上時代的發展。為此，團隊教師緊跟時代發展與科研前沿，不斷更新教學內容，除了按照課程教學大綱及相關教材中的基本理論等進行授課之外，還引入了許多與學科發展前沿相關的新內容，例如整體最小二乘估計理論、多源異構數據融合理論、無人機傾斜攝影測量數據處理、InSAR形變監測數據處理和多星座GNSS組合數據處理等，同時為研究生提供了大量的優質網絡學習資源，使研究生及時了解現代測繪科學技術及其應用的最新動態。

現代測量數據處理課程實際上還具有很強的實踐特點，即應用先進的數據處理理論分析解決現代測量數據處理中遇到的問題。為此，團隊教師在授課過程中結合大量的緊跟測繪時代發展的實際案例講述現代測量數據處理理論，例如，無人機傾斜攝影測量系統及數據處理、遙感影像全自動配準、多星座多頻GNSS精密定位數據處理、GNSS控制網平差和精密工程測量控制網數據處理等，大大提高了研究生的學習興趣，對于研究生的論文選題及相關研究打下良好的基礎。此外，為緊跟時代發展，近幾年聘請了多名校外實踐經驗豐富的技術專家來校講課或做學術報告，通過多媒體課件和三維動畫、視頻等方式展示和講解無人機地形圖測繪和三維建模、激光雷達測繪技術等現代測量數據采集平臺和數據處理軟件的操作使用等，使課程內容緊跟測繪時代發展，開拓了研究生的視野。

四" 課程教學融入課程思政元素

結合測繪類專業的特色和現代測量數據處理課程的特點，圍繞研究生專業育人目標構建專業課程思政。從測繪學科發展歷史、測繪重大歷史事件、重大測繪工程等諸多視角，建設系列專業課程思政案例20余個。注重知識傳授、能力培養與價值塑造的統一，使研究生在獲得專業知識的同時，能夠領悟到課程中蘊含的價值和精神，課程思政實施總體方案和具體實施路徑分別如圖1和表1所示。

五" 智能測繪背景下的課程案例庫建設

目前測繪生產與服務正朝著數據獲取實時化、智能化、數據處理自動化、多源海量數據融合和服務應用知識化等方向轉變。隨著智能化需求的提高，“數字孿生城市”的建設對測繪產品向高分辨率、多維、高交互性等方面轉型升級提出了新的要求?；诙S空間的靜態數據采集和分析已經不能滿足基礎設施完善和城市建設的需求，各行各業的發展對基于多維一體的高分辨率、高交互性、動態實時的地理信息數據的需求愈發強烈，社會的建設同樣也需要融合物聯網的多維動態數據來進行進一步的創新性分析。近年來，測繪行業開始向智能化、全息化、精細化和個性化方向改革拓展。

因此，在智能測繪發展背景下，為提升測繪工程專業學位研究生的實踐應用和創新能力培養，結合本課程教學內容，團隊教師近幾年逐步建設課程教學案例庫，包括加權秩虧自由網平差、驗后方差分量估計在GNSS基線解算中的應用、附加系統參數平差在自檢校光束法區域網平差中的應用、穩健估計在GNSS基線解算及網平差中的應用、有偏估計在GNSS快速精密定位中的應用、最小二乘配置在GNSS高程擬合中的應用、GNSS/IMU組合導航卡爾曼濾波解算、近代回歸分析在大壩變形監測中的應用、無人機空三加密平差解算、無人機攝影測量數據處理、InSAR形變監測數據處理、機載三維激光雷達測量數據處理和基于北斗/GNSS的大氣水汽反演等。通過建立課程案例庫，加強案例教學，有利于研究生的實踐應用和創新能力培養，從而為測繪工程專業學位研究生人才培養目標的實現提供有力保障。

六" 多元化課程考核與評價

建立完善的課程考核評價體系是研究生課程教學質量提升的保障。在近幾年的現代測量數據處理課程考核評價體系中，對以下方面做了改革和實踐：一是采用多元化考核評價方式并加強過程化考核和評價。過程考核中，增加了計算機編程方面的作業題和期末綜合小論文等綜合性強的科研訓練，以提高研究生編程和寫作的綜合能力。計算機編程方面的題目涉及秩虧自由網平差、擬穩平差、攝影測量相對定向參數解算等現代測量數據處理。期末綜合小論文要求運用所學的現代測量數據處理方法及當前現代測繪發展趨勢，結合自己的研究方向撰寫一篇研究報告或小論文，論文題目包括（但不限于）GNSS數據處理中病態問題的處理方法研究，最小二乘配置在GNSS高程擬合中的應用，多元回歸在遙感圖像處理、大壩變形監測和預報中等的應用，穩健估計/驗后方差分量估計在現代測量數據處理中的應用，無人機傾斜攝影測量數據處理、現代測量數據處理與人工智能關系等，研究生可結合自己的研究方向進行撰寫，以提高研究生的測量數據處理和分析，以及學術研究和寫作能力。二是加強期末試卷的能力考核，增加考核內容的研究性、創新性與綜合性，提高課程挑戰度。在期末考試試題中減少知識型題量，適當增加能力型考題，研究生需綜合所學知識通過分析和總結才能回答，通過綜合性和能力型考題，培養研究生自主學習和思考能力，提升綜合素質。

七" 結束語

隨著測繪大數據、智能測繪及信息技術的發展，現代測量數據處理研究生課程的教學也面臨著新的機遇和嚴峻的挑戰，需要不斷提升教師自身的學術水平及知識結構，改革教學方法，更新教學內容，加強實踐平臺建設。

針對測繪工程專業學位研究生課程現代測量數據處理，從師資隊伍、教學內容、教學方法和手段、課程思政及課程考核等方面開展了一些研究和探索；使研究生能更好地掌握現代測量數據處理的理論與方法，為現代大地測量與測量工程、地理信息系統工程、攝影測量與遙感等不同研究方向的研究生進行科學研究打下堅實的基礎，對培養研究生的科學探索精神、工程實踐能力、科技報國情懷具有重要的作用。

下一步還需加強教師團隊建設、不斷將優秀青年教師納入課程教學團隊，加強課程案例庫及知識圖譜的建設，加強實踐平臺建設，逐步建立現代測量大數據處理與虛擬仿真實驗室，通過現代測量數據的外業采集和內業處理與分析，引導研究生發現問題、分析問題和解決問題，提高研究生科研創新能力及解決復雜工程實踐問題的能力，不斷提升課程教學質量。

參考文獻：

[1] 張勤，張菊清，岳東杰，等.近代測量數據處理與應用[M].北京：測繪出版社，2011.

[2] 胡圣武，肖本林.現代測量數據處理理論與應用[M].北京：測繪出版社，2016.

[3] 邱衛寧.現代測量數據處理理論與方法[M].武漢：武漢大學出版社，2008.

[4] 劉國林，趙長勝，張書畢.近代測量平差理論與方法[M].徐州：中國礦業大學出版社，2012.

[5] 朱建軍，宋迎春.現代測量平差與數據處理理論的進展[J].工程勘察，2009，37（12）：1-5，21.

[6] 丁克良，周命端，劉淼.研究生課程“現代測量數據處理”教學改革與實踐[J].測繪通報，2014（S1）：297-299.

[7] 余學祥，楊旭，方新建，等.《GNSS定位原理與數據處理》研究生核心課程建設思考[J].中國多媒體與網絡教學學報（上旬刊），2020（11）：214-216.

[8] 劉萬科，張小紅，李征航，等.衛星導航定位系列課程建設[J].測繪地理信息，2016，41（5）：89-92.

[9] 朱建軍，宋迎春，胡俊，等.測繪大數據時代數據處理理論面臨的挑戰與發展[J].武漢大學學報·信息科學版，2021，46（7）：1025-1031.

[10] 黃賢英，盧玲，劉超.大數據分析方向案例庫建設及案例設計探索[J].福建電腦，2020，36（12）：100-101.

[11] 陳軍，劉萬增，武昊，等.智能化測繪的基本問題與發展方向[J].測繪學報，2021，50（8）：995-1005.

[12] 李清泉，汪馳升，熊思婷，等.從幾何計算到特征提取的廣義測量數據處理[J].武漢大學學報·信息科學版，2022，47（11）：1805-1814.

[13] 龔健雅.人工智能時代測繪遙感技術的發展機遇與挑戰[J].武漢大學學報·信息科學版，2018，43（12）：1788-1796.

[14] 高井祥，王堅，李增科.智能背景下測繪科技發展的幾點思考[J].武漢大學學報·信息科學版，2019，44（1）：55-61.