浅谈无人机航空摄影测量学在教学中应用

来源 :科技信息·学术版 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yellue
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  摄影测量学是信息的获取及对信息加工、处理的一门科学。传统的摄影测量学是利用光学摄影机获取像片,通过像片来研究和确定被摄物体的形状、大小、位置、和相互关系的一门科学技术[1]。航空摄影测量主要包含外业与内业工作两大部分,外业主要包括控制点测量与地物调绘;内业包含空中三角测量、正射纠正、测图等流程[2]。目前,无人机在航空摄影测量领域发展迅速,广泛应用于测绘、巡线等领域。我校作为贵州省高等职业院校早期开设无人机应用技术专业的高职院校,如何在实际教学中开发设计出一套适应高职学生的教学计划及课程体系成为了重点。
  1.航空摄影测量学在教学中存在的问题
  摄影测量学作为高职专业无人机应用技术的专业核心课程,在教学和实践中主要存在以下两个问题。
  1.1理论性强,内容不容易理解
  摄影测量学的主要内容主要包含解析空中三角测量数字地面模型的建立以及数字摄影测量基础等内容,需要根据共线条件方程,将具有重叠的两张影像恢复重叠区域的三维现实[2]。其数学计算过程严密,对学生的数学功底要求极高,需要大量的公式推导,如内、外方位元素、像点位移、立体的前方交会、后方交会等内容,在讲解这些知识点时,需要大量的数学思维和计算能力。然而在讲解的过程当中,公式的推导学生容易感到枯燥乏味,进而影像学习效率。高职的学生数学功底普遍不牢,对于这一理论知识的掌握,有一定的难度。
  1.2理论知识与实践环节融合不强
  传统的地面测量是测绘行业采集收集数据的主要方式,根据时代的发展,现如今测绘行业已经从传统的地面测量逐渐发展为摄影测量,近几年,测绘行业对毕业生综合能力的要求在逐年提高。根据走访贵州省一些测绘行业及对我校无人机应用技术专业毕业生调查发现,能够掌握摄影测量的流程,并在校学期期间,能够掌握航空摄影测量流程,主要包含内业和外业技术,并且能够完成较为简单的测绘项目的毕业生比较受用人单位青睐。目前,在如今的摄影测量教学过程中大部分教师都偏爱讲授理论知识,在实践的应用环节及如何应用航测软件进行航测的工程应用,包括数据的采集与处理讲解相对较少。这对学生在理论知识与实践过程中融合度不高,不利于学生全面掌握航空摄影测量理论知识,对学生的竞争力提高有限。随着大部分高职院校开设无人机应用技术专业,如何用在航空摄影测量领域发挥充分无人机的作用成为教学的关键之处。
  2. 无人机摄影测量教学体系建立与实践
  教学体系的建立是培养测绘行业工程实践能力的重要依托,是由教学体系的目标、框架、内容、质量评价等要素组成。
  2.1 教学目标
  为了提高无人机应用技术专业在测绘方向的素质、能力,教学目标应达到以下目标:掌握无人机航空摄影测量的基本原理和基本方法;掌握无人机航测方案的设计;像控测量和调绘等外业工作技能;内业数据处理等技能;航测项目管理等综合技能。
  2.2 教学体系结构框架
  为了适应测绘行业的当前发展,结合我校自身的教学场地条件,培养具有
  内外业实践能力、创新能力的应用型人才,我校构建了“一机二平台三环节”的教学结构。
  “一机”是以无人机作为载体,将测绘无人机融入整个教学体系中。“二平台”是指校内和校外实践教学平台。校内实践包括摄影测量建模实验室和外业教学平台,校外实践平台包含校企学习合作实习基地,主要是学生在顶岗实习的实习场所。“三环节”包括课内实训、毕业设计和顶岗实习三个环节。
  2.3 教学内容
  (1)课内教学环节:该环节以课内实践的形式传插在课堂的理论教学中,主要的学习内容包括无人机航测设备、航空摄影测量基础、无人机航测数据处理、无人机航测和无人机遥感技术的应用等内容。采取教师集中讲解与分组指导,现场演示与户外实地模拟测绘的教学方式,帮助学生了解无人机测绘的相关流程和应用,掌握软件的基本功能和操作,通过数据处理进一步加深航空摄影测量技术原理,为后续的实訓打下良好的基础。
  (2)综合技能实训:利用4周集中实习时间,基于无人机内业数据处理、倾斜摄影三维建模技术、模拟项目生产,完成从测绘航线设计、外业测绘、像控点的布设、内业数据处理及倾斜摄影三维模型的生成的全过程。对校园区域进行航测线路规划、参数的计算,提交设计方案。外业阶段,学生自选校园的指定区域自行进行像控点的布设,进行航线规划,利用航测无人机完成数据的采集。内业阶段,学生根据外业采集的数据利用EPS软件进行区域地形图的绘制,利用Context Capture软件进行航测区域的三维模型的还原。
  毕业设计同样也是综合技能检验和提高的重要形式,同样能够提高学生的综合实践能力。当前,学生对摄影测量与倾斜摄影方向的毕业设计越来越感兴趣,选该方向题目的同学持续增加。毕业设计可根据课题要求,通过查阅文献、方案设计、软件的应用,培养学生测绘工程的应用能力。
  (3)顶岗实习
  顶岗实习是学生深入参与无人机测绘项目与工程应用的最好机会,可将课题教学与实践生产结合起来。通过顶岗实习“零距离”接触,能够将实习和设计环节的综合实践能力在实际工程中得到应用及检验,同时能够快速提高学生的测绘工程思维。在单位实践过程,学生感受到了企业的各项管理制度及项目管理规程,培养了学生团队合作能力和职业素养。
  2.4 教学考核与评价
  考核与评价是实践教学的重要环节。通过制定考核,既可以引导和督促学生学习,检验学生的学习效果,又能够不断修正改进现有教学过程中的不足。考核方式分为课堂教学考核与集中实践考核。
  课堂实践考核主要包含3项,分别为学生的外业航测的基本操作技能、内业主要考察学生数据处理能力及平时表现情况,各占30%、40%、30%。对于综合技能实训,单独作为一门课程进行考核,侧重于无人机航测的综合能力考察,从测量外业到内业、从技术设计到设计方案等全过程进行综合考察与评价。综合技能实训以小组为单位进行考察,分为个人过程考核、项目答辩考核、实习报告的撰写,三项各占30%、40%、30%。   3 实践教学过程开展情况
  3.1 倾斜摄影校园建模
  由于上述教学体系为2020年建立,将在我校2020级高职无人机应用技术专业学生中实行,目前在我校仅在2018与2019级高职学生中实行,在两个年级毕业设计中进行实施考核。
  校园倾斜摄影三维建模基本上可以分为四大步骤。
  第一步是外业数据获取,倾斜影像数据获取主要包括实地选址、设计航线和实施飞行。第二部是数据筛选,包含图片筛选、影像去畸变、像控点数据检查、图片整理、相机参数校对等。第三步是建立工程模型。可使用三维建模软件是Context Capture或PIX4D,它们根据预处理后的数据自动匹配特征点进行空三运算,空三运算完成后,软件根据算法构建模型点云,将点云连接起来构成三角网,通过纹理修饰,最终得到三维模型。
  3.2 建模成果生成展示
  通过纹理修饰后,由于影像都有位置和方向信息,该过程可根据位置信息将对应的影像附着在三维模型表面,最后输出纹理逼真的三维模型。如图1和图2所示。
  
  4. 结语
  无人机航空摄影测量时间教学具有技术要求高、综合性及实用性强的特点。在当前无人機信息化测绘的背景下,无人机航空摄影测量技术构建实践教学体系,突出学生工程应用能力和实践创新能力的培养。根据目前的培养状况,学生对无人机测绘工程的基本能力尚可。无人机摄影测量技术发展正在日趋成熟,应用领域更加广泛,只有不断拓展采用更多发展的空间。
  参考文献
  [1]叶险峰,黄登山,刘正才 信息化测绘背景下无人机摄影测量实践教学体系的构建[J].科技论坛,2019,03:150-151
  [2]陈建军,尤号田,付波霖 无人机在摄影测量学教学实践中的应用探讨[J]. 教育现代化,2019,03(27):146-147
  [3]梁柳铄.倾斜摄影测量技术在三维建模中的应用[J].数字化用户,2018,24(24):211.
  [4]刘通,黎展荣.基于无人机三维重建现状模型的风景园林设计研究与教学探索[J].风景园林,2018,25(6):130-134.
  [5]曹琳.基于无人机倾斜摄影测量技术的三维建模及其精度分析[D].西安:西安科技大学,2016.
  作者简介:杨朔(1991—),性别:男,民族:汉,籍贯:贵州贵阳,职务:教师,学历:硕士研究生,单位:贵州航空职业技术学院,研究方向:无人机应用技术教学
其他文献
摘要:本文从坚持理想信念不动摇、培养时代新人正确的三观,拓宽思想政治教育渠道、提高时代新人的获得感,创新思政教育课程、实现全课程育人,加强网络信息管理、培育时代新人,强化思政教育团队建设、提升教育人员的素质等六方面出发,阐析了新时代高校网络思政的育人路径选择。  关键词:新时代;高校;网络思政;育人;路径选择  网络思政育人工作是新时代高校思想政治教育工作的重要组成部分,对当代大学生成长成才起着十
期刊
摘要:微课作为一种新型的教学手段,正在经历从无到有向从粗到精的转变,对质量的要求越来越高。只有高质量的微课才能够切实提高学生在实践课中学习的积极性和教学实效性,从而为推动课堂改革提供坚实动力。  关键词:高质量微课 实践类课程 课堂改革  高职教育主要是培养技术型、应用型的高级专门人才,培养的人才素质必须满足人才市场的需求,因此,对学生应掌握的实践动手能力和应用技能提出了明确的要求,在这一改革背景
期刊
摘要:在5G时代快速发展的背景下,引发了各個行业的大变革。企业针对科技变化做出优选战略抉择,将企业内部各项工作活动转向多样化、科学性、智能化。在此需求下,作为领导辅助者的秘书人员应具备较高的职能水平及与之相适应的智能结构。以此为基点,对5G时代下企业行政秘书工作转变的角度进行探究,深入剖析高校秘书学专业人才培养的新途径、新模式,以构建双向输送渠道,打造双向沟通桥梁。  关键词:5G时代;秘书学专业
期刊
摘要:教育设备在高校的教育过程中发挥着重要作用,但目前的使用效果并不理想。高校的教育设备利用率普遍较低,高校教育投资效率与教育资源利用之间存在不平衡的现象,这与教育设备的购买、维护和管理等方面有着很大的关系。因此,要最大限度地发挥教育设备的经济效益,就必须准确分析和考虑如何有效提升高校教育技术设备的利用率。  关键词:高校教育;技术设备;利用率  引言  现阶段的信息技术飞速发展不仅改变了人们的生
期刊
摘要:近年来,随着我国经济水平的不断提升和社会的不断发展,我国与世界上各个国家的经济贸易往来不断加深,商务往来次数也在不断增加,商务英语的重要性也在不断凸显出来。大学作为我国高等院校,是我国人才培养的主要基地,更应提升对商务英语的重视程度,认清其在教学中的误区,并积极采取应对措施,全面提升大学商务英语教学成果,为我国对外贸易培养实用型人才。  关键词:大学商务英语;教学误区;突围策略  引言:大学
期刊
摘要:在教育体制改革的广度、深度和力度空前推进的宏观背景之下,高校的教育教学活动既面临着全新的契机,同时也要在方式的优化、内容的丰富上做出更多的探索。整体来看,高校的教学发展是核心要务,但是随着社会、企业对于人才要求的日益提升,高校也应该将学生管理工作摆在重要的发展位置之上。将高校的学生管理活动和思想政治教育工作高度整合,这是全面提升大学生道德认知、自身综合素养的良好契机。文章在研究进行的过程当中
期刊
摘要:随着社会的不断进步,我国高等教育正在向普遍化、大众化的趋势发展,高等院校的招生规模在不断的扩大。我国研究生教育也在不断发展,各大高校对研究生招生进行“扩招”。本研究通过分析陕西科技大学2018、2019、2021三年研究生录取数据,发现该校研究生招生人数也在逐年增加。以数据分析情况所反映出的现状作为出发点,讨论现如今陕西科技大学研究生教育培养面临的一系列问题。  关键词:陕西科技大学;研究生
期刊
摘要:民间艺术是传统文化的重要载体,其中蕴含着丰富的教育资源。将民间艺术融入高等艺术设计教育,丰富教育资源,实现传统文化的继承和发扬。民间艺术教育融入高等艺术设计教育内涵丰富,本次研究就民间艺术教育融入高等艺术设计教育的价值和意义进行探究。  关键词:民间艺术教育;高等艺术设计教育;价值与意义  民间艺术具有独特的魅力,是民族文化的重要载体,是民族宝贵的文化遗产。民族艺术其具有鲜明的民族特色,凝结
期刊
摘要:大学英语写作教学应充分利用产出导向法,根据学生特点不断改进教学,促进学生英语写作技能的发展。近年来,随着我国高校英语教学改革的深入,英语写作能力的培养问题已经引起了众多专家学者和教师的关注。同时,“产出导向法”的新形势给大学英语写作教学带来了新的挑战和机遇。基于此,本文对基于“产出导向法”的大学英语写作教学实践进行探究,具有重要意义。  关键词:产出导向法;大学英語写作  一、产出导向法概述
期刊
摘要:传统农业的改造是系统化的、切实可行的。舒尔茨的《改造传统农业》一书中对实现农业现代化很有启示。改造传统农业的首要条件就是改变农民的传统理念,通过教育的方式逐步传递新思想、新理念。只有这样,才能够切实有效的推动农业发展,彻底改造传统农业。  关键词:改造传统农业 教育 农业发展  《改造传统农业》一书中提到:要让农业成为经济增长的一台强大发动机,就必须向农业投资,而这要取决于投资所采取的形式。
期刊