基于项目教学的摄影测量学教学改革探究

◇北部湾大学资源与环境学院 张亚丽 田义超 黄远林 李素霞 杨芸珍

摄影测量学是一门快速发展的学科，也是目前地图更新的主要方式。本文分析了目前高校摄影测量教学存在的问题，并结合作者自身的摄影测量学教学经验，提出了基于项目教学的摄影测量学教学改革思路。对项目教学进行了探究，在理论知识教学方面采取基于摄影测量工艺流程进行教学方式改革、在实践课程教学方面采取将前期数据采集和后期数据图像处理并重。通过项目将生产与教学融合，使得所学知识与行业高度接轨，保持教学知识的先进性。

摄影测量学是一门快速发展的学科，经历了模拟摄影测量、解析摄影测量、数字摄影测量阶段，从手工操着进入了自动化处理。当今GPS技术，图像处理技术、无人机技术、计算机视觉和人工自能各项技术的快速发展，作为一种重要的快速获取地理基础信息的方法，摄影测量学在众多行业得到广泛应用，在“数字地球”、“数字城市”的建设中具有重要地位[1]。为了将摄影测量知识更好的服务于社会生产，解决生测绘生产与教学内容脱节，是摄影测量教学改革必须要考虑的问题[2]。

国内很多高校的教师对摄影测量学进行了教学改革，如杨化超等[3]测绘工程专业摄影测量学课程教育的实践与思考论文中，提倡将摄影测量学有应用型向研究方向发展，在教学模式改革方面提出了加大课件制作和开展研究型实践教学。成晓倩等[4]摄影测量学的教学改革探讨与实践文中将“编码-发送-接收-解码为主线的形式，对摄影测量学进行教学改革。叶勤等[5]测绘工程专业摄影测量学实验教学改革探索，提出对同济大学的摄影测量学教学改革。胡倩伟等[6]创新型摄影测量教学实验系统的设计文中，开发了摄影测量实践系统，对实践课程进行改革。从摄影测量教学改革的成效来看，也都取得了相应的成果，但是仍然存在着教学与社会生产脱节。无人机技术、GPS技术，计算机技术的迅速发展，极大的降低了航摄数据采集成本，应用型本科院校承担摄影测量项目提供了良好的基础。目前，国内的高校对于摄影测量学教学的模式，暂且没有采取项目教学的模式。鉴于此，笔者从分析目前摄影测量学教学存在的问题，结合基于项目教学的方式进行摄影测量教学改革。

1 目前摄影测量教学存在的问题

（1）理论知识丰富，对数学教学知识要求较高。摄影测量是一门严谨的学科，理论知识丰富包括中心投影透视变化作图，共线方程，共面方程，坐标转化等，而这些知识涉及大量的公式，方程式解算，而这些知识内容均以线性代数、高数、概率论、高数等众多数学知识为基础。由于对数学知识的高要求对学生的摄影测量这门专业课程，造成了一定的困难。

（2）涉及众多坐标系，要求学生有比较强的空间立体感。摄影测量课程中涉及大量坐标系且坐标系统的相互转换要求学生有比较强的空间立体感。

（3）重视后期数据处理，忽略跳过前期数据采集。在传统摄影测量教学过程中，大部分的高校比较重视摄影测量后期数据处理，而对于数据采集方面，由于成本较高，学生参与度较低。

（4）摄影测量相关知识与社会生产脱节。传统的教学模式采取，理论课程采取课堂讲授模式，而实践课程主要是实验，采用virtuozo等数据采集，没有真正的将所学知识应用于测量生产项目，造成所学知识与社会脱节。不能实验学以致用，这也是导致学生缺乏对摄影测量学习的兴趣之一。

2 基于项目教学的摄影测量学教学改革探究

笔者针对摄影测量学目前教学处在的问题，通过测绘企业事业单位以及往届毕业生的调研，从激化学生学习兴趣，将课程教学与社会生产密切结合，提出了基于项目教学的摄影测量学教学改革的思路，摄影测量学项目教学的思路如下图1所示。项目教学法融“教学、实践、项目”为一体，首先由任课教师基于航摄项目的工艺流程进行摄影测量知识框架梳理，将理论知识和实践知识的讲授都按照这条主线进行，第二步进行项目与教学融合，进行测绘项目生产。

2.1 摄影测量理论知识和摄影测量工艺流程进行教学知识点梳理

按照航空摄影测量工艺流程梳理课程主干体系（图1项目与教学融合阶段），进行分块梳理知识点：航空摄影测量规划设计、空中三角测量、创建立体模型、影像匹配特征点采集、生产DEM、生成DOM数据成果。基于项目教学的摄影测量学教学改革的思路（图1），采取体系化教学，围绕主框架补充讲解摄影测量基本概念等零碎知识点。将理论知识和测绘数字化产品生产高度结合，采取课堂教学知识和社会生产需求的无缝结合。

2.2 项目与教学融合

摄影测量课程对于实践部分要求较高，有很强的实用性和应用型的特性，而目前很大一部分的高校相对侧重对摄影测量采集编辑后期数据的处理，而对前期摄影测量数据是如何获取的内容涉及较少，而基于项目教学的摄影测量实践教学改革，与理论知识高度契合，将实践内容分为摄影测量数据采集、倾斜摄影测量三维建模和摄影测量4D产品生产两部分。

（1）摄影测量数据采集。对于摄影测量重要组成部分数据采集实践部分，通过无人机飞行模拟器进行练习模拟无人机飞行技术，然后再由有无人机驾照的教师教学生进行实地飞行，和学生一起做摄影测量数据采集工作，包括无人机航线规划和行高计算、重叠度设计、无差分GPS像控点的布设与测量、带差分GPS像控点的布设与测量

（2）倾斜摄影测量三维建模和制作4D产品。开展摄影测量理论教学和实践课程后，要求学生全程参与测绘单位的一个摄影测量生产项目或者是学校所承接的摄影测量项目，让学生所学的理论知识与实践知识用到生产项目上。要求学生全程参与测绘产品生产流程的每一个环节，并且按照测绘成果质量进行验收检查。学生完成项目后要进行知识点梳理，要将所用到的知识、出现的问题整理成文档的格式上交，也作为摄影测量考核的一部分，以便学生更好的理解摄影测量相关的理论知识。

2.3 结合项目教学考核方式进行改革

基于项目教学的摄影测量教学改革高度保持了所学知识与行业企业一线工作内容相符性，保持了学习与生产的高度一致性，完全解决了学习与生产脱节的问题。在校内完全参照企业工作岗位的生产流程来确定学生的教学培养项目，因此，学校对学生的考核方式也需要随着教学方法的改进而改革，项目教学模式向的考核分为三部分理论基础知识考试+生产项目成果考核+实践考核。

3 结束语

基于项目教学的摄影测量教学改革探究，对于理论知识按照摄影测量产品生产流程进行梳理知识系统，从而摄影测量知识的系统性和连贯性。对于融入了无人机飞行数据采集，补充了目前摄影测量数据采集的漏缺。在进行像控测量过程中，加强了与GPS课程的联系。同时采取项目服务于测绘生产项目，使得所学知识与行业高度接轨，保持教学知识的先进性，由于参与了项目教学的学生是严格按照生产规范进行数字产品生产，培养了学生从事测绘生产项目严谨的工作态度。从目前笔者所上摄影测量课程的效果来看，项目教学的模式在内容上降低了课程中理论知识的比重。通过生产项目生产过程进行理论探索试教学，让学生先了解所学知识的目的性和应用范围，学生站在更宏观的高度进行思考。项目教学在教学形式上“以学生、项目”为中心，取代了“以教师、理论”为中心的传统教学方法。使学生更加容易理解复杂的理论知识，以项目促教学极大的激起了学生的学习兴趣。并且，从目前毕业生以及在校生的情况来看去得了很好的效果。