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摘要:现代摄影测量实习是高校无人机应用技术专业非常重要的一门实习课程,它主要是对学生们测绘的技能进行培养,因此这门课程的教学改革也成为了高校无人机应用技术专业教学非常重要的一项内容,而微型无人机在这一课程的教学改革过程中就发挥了相当重要的作用。所以本文将会对微型无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中的应用方法进行探究,以期能够为这一方面的工作提供更多的依据。
关键词:微型无人机 现代摄影测量实习课程 教学改革 应用方法
1.引言
在当前阶段,随着社会以及经济的快速发展,我国各个部门对地表基础数据的要求越来越高,而且各种数据来源的实效性以及各种地图产品的精确度都在不断提高。在这样的情况下,高校的无人机应用技术专业就需要根据国家在这一方面相关的需求,对高校学生的培养工作提出更多的新要求。在当前已有的数字测图、精密工程与变形测量、数字测量技术以及大地测量理论技术的基础上,不仅要确保学生们能够具有扎实的知识基础,还要确保他们能够熟练地掌握一些测绘工程的相关技能。而要想做到以上的内容,就有必要对高校现代摄影测量实习课程进行教学改革,而在这一过程中微型无人机就会发挥着相当重要的作用,因此本文重点将會对微型无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中的应用方法进行研究。
2.微型无人机的特点以及测量精度影响因素
2.1微型无人机的特点
2.1.1安全性高
摄影测量的一些作业现场往往都是一些载人飞行器不能够到达的地区,而这些地区往往属于危险地区,例如高原、火山口、沙漠以及沼泽,在这样的情况下,即使微型无人机出现事故,也不会造成人员伤亡,能够在最大程度上将损失降到最低。
2.1.2成本较低
运用微型无人机进行实地测量,用户不需要一次性投入大量资金,而且也不需要自己租用场地,能够做到现场起降,运营成本以及维护成本都会远低于载人机系统。
2.1.3审批手续简单
由于微型无人机的体积相对来说比较小,因此它的机动性比较强,因此运用微型无人机可以做一些超低空以及超视距飞行,从这一方面来说,对天气的条件要求往往就没有那么严格了,因此,它往往不需要那么严格的审批手续。
2.1.4效率高
在运用微型无人机拍摄时可以对摄影的资料进行回放,在这一过程中如果出现不合要求的部分就可以重拍,此外,微型无人机的飞行时长一般就是他们有效的拍摄时长,微型无人机的工作现场相对来说十分集中,更加方便统筹安排。
2.2微型无人机测量精度影响因素
2.2.1相机物镜存在较大色差
一般来说,相机中的任何物镜都被认为是一种具备特殊光学效果的玻璃,而它对于不同频率和波长的光线往往会具有不同的折射率,因此当在焦平面上建立焦点时往往就可能会导致使得其中产生一定的色差,而这些影像中的色差往往也会导致相片上的一些图像比较模糊。由于数码照相机中的物镜安装时会出现有一定程度的残差,这就会导致其所拍摄到的景象和影像之间难以保持比较准确的相似性,进而导致影响出现了几何变形。
2.2.2数码噪音
在运用微型无人机进行拍摄时,每一卷胶片往往都会对应一个感光度值,但是每一个数码相机往往会有不同的相当感光度值,如果运用高感光度进行拍摄时,传感器的信号往往就会被放大,而且相应的感应电流也会变大,出现了更多的噪音。之所以这样主要是由于数字相机自身元器件的特殊性以及在线路设计中所需要采用的的减振和降噪技术以及拍摄过程中所使用较高的传感度等因素而导致的。一般来说,数字化的噪音都会导致拍摄到的图像上出现杂点,影响到图像的质量。
3.现代摄影测量实习课程改革的意义
在一些传统的摄影测量当中往往都是以大飞机或者是大型航摄无人机来获取相应的数据来进行处理,这样就能够满足大学生们对一些软件操作技术培训的需要,但是大学生们在这一过程中往往很难对于数据采集流程有一个正确的认识,这就造成了他们不能对图像采集设备进行操作,不能够构筑起一套比较完善的相机摄影测量知识框架,这就将会在很大程度上影响到这一专业课程的教育实施。此外,在当前阶段,市场上各种微型单视角以及多视角无人机等相关技术都已经逐步发展得相当成熟,因此这些设备的价格正在不断降低,相应的操作难度也在不断降低。在这样的情况下,为了能够更好地调动学生们的学习积极性,确保教学效果更好,就需要根据相关摄影测量的一些特点,然后在融合微型无人机能力,对当前阶段现代摄影测量实习实践课程在教学思想以及教学内容方面进行调整,有效地提升教学质量,确保学生们能够更好地掌握现代摄影测量的技能。
3.微型无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中的应用
由于微型无人机操作比较简单,而且价格相对来说也比较低,安全性高,而且不同的微型无人机往往能够以单视角或者多视角的方式来对地表影响进行采集,在很短的时间内就能够做到对航线进行规划,不仅能够对传统数字摄影测量地图进行制作,而且还可以对地表进行三维重建,但是在这一过程中往往也会教学的各个环节提出了更多的新要求。
3.1认可教师转变思想
摄影测量学课程相对来说比较抽象,而且由于其具有的概念多以及知识面广,因此这对学生们的想象力要求非常高。在理论课程的教学过程中,学生们通过课堂学习虽然能够帮助自身理解摄影测量学的相关内容和运用软件对数据进行处理。但是在摄影测量实习过程中当中就需要学生们了解航摄任务的过程,这其中既包括外业全过程,同时也包括内业全过程。教师需要对学生们根据现行规范完成航摄的能力进行培养,注重对学生们动手能力以及质量评估能力的培养。因此教师在教学的过程中需要充分地发挥自身的主观能动性,对学生们利用已学知识解决实际问题的能力进行培养,确保学生们能够具有更高的动手能力,充分地激发学生们的学习积极性,最终使得现代摄影实习课程教学改革能够取得更好的效果。 3.2对教学内容进行改革
现代无人机摄影实习课程为了能够更好地针对当前无人机测量技术的热点进行适应,所以教学内容就更加需要做出调整。着力关注和提升学生们动手操作以及实践的能力,提高他们在实际操作中掌握的测绘知识和技能。外业部分从航拍任务的规划角度出发,包含了航线的设计、像片的调绘以及航拍和影像收集的部分,而内业部分是针对于统正射影像以及数字高程模型产品,在培训学生们将像片进行相对定向、绝对定向以及内定向的过程中,同时还需要针对倾斜摄影技术对学生们三维城市技能进行培训,将一些新技术与传统技术之间实现融合。在这一过程中,学生们需要全程动手实践,包括任务规划、无人机起降以及数据采集和处理的过程。此外,教师还要充分地运用好微型无人机的图像采集系统对学生们的摄影测量项目全过程设计能力进行培养,确保学生们能够具有更高的动手能力,最终使得学生们的就业竞争力得到有效地提高。
3.3改革考核方式
在当前阶段,各个高校中的摄影测量实习往往会依据一些软件以及内业成像效果对学生们的实习成绩进行评定,但是这种考核方式相对来说很难能够提升学生们的自主学习能力以及对航摄项目进行设计的目的,最终导致达不到现代摄影测绘实习课程的实践性教学目标。所以我们的教师在对于学生们进行考核的同时还需要对学生们主动进行思考以及他们主动参与学习的各种影响因素进行考虑,可以从学生们的航摄工程项目设计说明书、图像控制节点和测量精确性、航摄视频影像的采集效果、三维空间城市建模的效果以及传统的数字化产品制造和生产的这些几个方面入手来对于学生们进行一个全方面的考核,运用综合打分针对性地进行考核。这种方式可以有效提升了学生们的参与程度,确保学生们能够积极主动地学习和思考,从而确保现代摄影测量实习课程能够取得更好的教学效果,学生们能够有更好的学习效果。此外,教师在这一过程中自身也要掌握一些微型无人机操控的相关知识,根据考核评价的结果对自身的知识结构进行优化,有效地提升自己的教学质量。
4.结语
综上所述,无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中发挥着相当重要的作用,因此教师在教学的過程中要对教学的思路以及教学内容进行完善,改革课程考核的方式,充分地将无人机在这一课程改革中的积极作用发挥出来。提升现代摄影测量实习课程的教学效果,确保学生们的实际动手能力能够得到提升,使得学生们在未来的工作过程中能够具有更强的竞争力,更好地促进学生们的发展。
参考文献
[1]杨柳.3D影像森林资源调查信息提取研究[D].北京:北京林业大学,2017.
[2]刘强.基于微型无人机航测的三维地形辅助测量方法研究[J].自动化与仪器仪表,2021(5):29-31,35.
[3]任向红.微型无人机航空摄影测量技术在宁夏土地整治中的应用--以宁夏中北部土地开发整理重大工程项目为例[J].测绘与空间地理信息,2013(9):168-169.
[4]李琼.对微型遥控无人机低空摄影测量精度影响的主要因素研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(24).
[5]刘才龙.微型无人机三维倾斜摄影测量建模实验综述报告[J].江西建材,2020(5):65-66,68.
[6]任剡,许端,孙学艳.微型无人机磁航向测量系统的设计与实现[J].西安航空技术高等专科学校学报,2011,29(1):18-2
作者简介:程英鑫,男,1979年12月,广西三江人,苗族,柳州城市职业学院,邮编,研究方向:无人机应用技术,大学本科,高校讲师。
课题信息:2021年度柳州城市职业学院科研立项课题《基于无人机在校园安防领域中的应用研究》课题编号:2021KYB08
关键词:微型无人机 现代摄影测量实习课程 教学改革 应用方法
1.引言
在当前阶段,随着社会以及经济的快速发展,我国各个部门对地表基础数据的要求越来越高,而且各种数据来源的实效性以及各种地图产品的精确度都在不断提高。在这样的情况下,高校的无人机应用技术专业就需要根据国家在这一方面相关的需求,对高校学生的培养工作提出更多的新要求。在当前已有的数字测图、精密工程与变形测量、数字测量技术以及大地测量理论技术的基础上,不仅要确保学生们能够具有扎实的知识基础,还要确保他们能够熟练地掌握一些测绘工程的相关技能。而要想做到以上的内容,就有必要对高校现代摄影测量实习课程进行教学改革,而在这一过程中微型无人机就会发挥着相当重要的作用,因此本文重点将會对微型无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中的应用方法进行研究。
2.微型无人机的特点以及测量精度影响因素
2.1微型无人机的特点
2.1.1安全性高
摄影测量的一些作业现场往往都是一些载人飞行器不能够到达的地区,而这些地区往往属于危险地区,例如高原、火山口、沙漠以及沼泽,在这样的情况下,即使微型无人机出现事故,也不会造成人员伤亡,能够在最大程度上将损失降到最低。
2.1.2成本较低
运用微型无人机进行实地测量,用户不需要一次性投入大量资金,而且也不需要自己租用场地,能够做到现场起降,运营成本以及维护成本都会远低于载人机系统。
2.1.3审批手续简单
由于微型无人机的体积相对来说比较小,因此它的机动性比较强,因此运用微型无人机可以做一些超低空以及超视距飞行,从这一方面来说,对天气的条件要求往往就没有那么严格了,因此,它往往不需要那么严格的审批手续。
2.1.4效率高
在运用微型无人机拍摄时可以对摄影的资料进行回放,在这一过程中如果出现不合要求的部分就可以重拍,此外,微型无人机的飞行时长一般就是他们有效的拍摄时长,微型无人机的工作现场相对来说十分集中,更加方便统筹安排。
2.2微型无人机测量精度影响因素
2.2.1相机物镜存在较大色差
一般来说,相机中的任何物镜都被认为是一种具备特殊光学效果的玻璃,而它对于不同频率和波长的光线往往会具有不同的折射率,因此当在焦平面上建立焦点时往往就可能会导致使得其中产生一定的色差,而这些影像中的色差往往也会导致相片上的一些图像比较模糊。由于数码照相机中的物镜安装时会出现有一定程度的残差,这就会导致其所拍摄到的景象和影像之间难以保持比较准确的相似性,进而导致影响出现了几何变形。
2.2.2数码噪音
在运用微型无人机进行拍摄时,每一卷胶片往往都会对应一个感光度值,但是每一个数码相机往往会有不同的相当感光度值,如果运用高感光度进行拍摄时,传感器的信号往往就会被放大,而且相应的感应电流也会变大,出现了更多的噪音。之所以这样主要是由于数字相机自身元器件的特殊性以及在线路设计中所需要采用的的减振和降噪技术以及拍摄过程中所使用较高的传感度等因素而导致的。一般来说,数字化的噪音都会导致拍摄到的图像上出现杂点,影响到图像的质量。
3.现代摄影测量实习课程改革的意义
在一些传统的摄影测量当中往往都是以大飞机或者是大型航摄无人机来获取相应的数据来进行处理,这样就能够满足大学生们对一些软件操作技术培训的需要,但是大学生们在这一过程中往往很难对于数据采集流程有一个正确的认识,这就造成了他们不能对图像采集设备进行操作,不能够构筑起一套比较完善的相机摄影测量知识框架,这就将会在很大程度上影响到这一专业课程的教育实施。此外,在当前阶段,市场上各种微型单视角以及多视角无人机等相关技术都已经逐步发展得相当成熟,因此这些设备的价格正在不断降低,相应的操作难度也在不断降低。在这样的情况下,为了能够更好地调动学生们的学习积极性,确保教学效果更好,就需要根据相关摄影测量的一些特点,然后在融合微型无人机能力,对当前阶段现代摄影测量实习实践课程在教学思想以及教学内容方面进行调整,有效地提升教学质量,确保学生们能够更好地掌握现代摄影测量的技能。
3.微型无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中的应用
由于微型无人机操作比较简单,而且价格相对来说也比较低,安全性高,而且不同的微型无人机往往能够以单视角或者多视角的方式来对地表影响进行采集,在很短的时间内就能够做到对航线进行规划,不仅能够对传统数字摄影测量地图进行制作,而且还可以对地表进行三维重建,但是在这一过程中往往也会教学的各个环节提出了更多的新要求。
3.1认可教师转变思想
摄影测量学课程相对来说比较抽象,而且由于其具有的概念多以及知识面广,因此这对学生们的想象力要求非常高。在理论课程的教学过程中,学生们通过课堂学习虽然能够帮助自身理解摄影测量学的相关内容和运用软件对数据进行处理。但是在摄影测量实习过程中当中就需要学生们了解航摄任务的过程,这其中既包括外业全过程,同时也包括内业全过程。教师需要对学生们根据现行规范完成航摄的能力进行培养,注重对学生们动手能力以及质量评估能力的培养。因此教师在教学的过程中需要充分地发挥自身的主观能动性,对学生们利用已学知识解决实际问题的能力进行培养,确保学生们能够具有更高的动手能力,充分地激发学生们的学习积极性,最终使得现代摄影实习课程教学改革能够取得更好的效果。 3.2对教学内容进行改革
现代无人机摄影实习课程为了能够更好地针对当前无人机测量技术的热点进行适应,所以教学内容就更加需要做出调整。着力关注和提升学生们动手操作以及实践的能力,提高他们在实际操作中掌握的测绘知识和技能。外业部分从航拍任务的规划角度出发,包含了航线的设计、像片的调绘以及航拍和影像收集的部分,而内业部分是针对于统正射影像以及数字高程模型产品,在培训学生们将像片进行相对定向、绝对定向以及内定向的过程中,同时还需要针对倾斜摄影技术对学生们三维城市技能进行培训,将一些新技术与传统技术之间实现融合。在这一过程中,学生们需要全程动手实践,包括任务规划、无人机起降以及数据采集和处理的过程。此外,教师还要充分地运用好微型无人机的图像采集系统对学生们的摄影测量项目全过程设计能力进行培养,确保学生们能够具有更高的动手能力,最终使得学生们的就业竞争力得到有效地提高。
3.3改革考核方式
在当前阶段,各个高校中的摄影测量实习往往会依据一些软件以及内业成像效果对学生们的实习成绩进行评定,但是这种考核方式相对来说很难能够提升学生们的自主学习能力以及对航摄项目进行设计的目的,最终导致达不到现代摄影测绘实习课程的实践性教学目标。所以我们的教师在对于学生们进行考核的同时还需要对学生们主动进行思考以及他们主动参与学习的各种影响因素进行考虑,可以从学生们的航摄工程项目设计说明书、图像控制节点和测量精确性、航摄视频影像的采集效果、三维空间城市建模的效果以及传统的数字化产品制造和生产的这些几个方面入手来对于学生们进行一个全方面的考核,运用综合打分针对性地进行考核。这种方式可以有效提升了学生们的参与程度,确保学生们能够积极主动地学习和思考,从而确保现代摄影测量实习课程能够取得更好的教学效果,学生们能够有更好的学习效果。此外,教师在这一过程中自身也要掌握一些微型无人机操控的相关知识,根据考核评价的结果对自身的知识结构进行优化,有效地提升自己的教学质量。
4.结语
综上所述,无人机在现代摄影测量实习课程教学改革中发挥着相当重要的作用,因此教师在教学的過程中要对教学的思路以及教学内容进行完善,改革课程考核的方式,充分地将无人机在这一课程改革中的积极作用发挥出来。提升现代摄影测量实习课程的教学效果,确保学生们的实际动手能力能够得到提升,使得学生们在未来的工作过程中能够具有更强的竞争力,更好地促进学生们的发展。
参考文献
[1]杨柳.3D影像森林资源调查信息提取研究[D].北京:北京林业大学,2017.
[2]刘强.基于微型无人机航测的三维地形辅助测量方法研究[J].自动化与仪器仪表,2021(5):29-31,35.
[3]任向红.微型无人机航空摄影测量技术在宁夏土地整治中的应用--以宁夏中北部土地开发整理重大工程项目为例[J].测绘与空间地理信息,2013(9):168-169.
[4]李琼.对微型遥控无人机低空摄影测量精度影响的主要因素研究[J].城市建设理论研究(电子版),2013(24).
[5]刘才龙.微型无人机三维倾斜摄影测量建模实验综述报告[J].江西建材,2020(5):65-66,68.
[6]任剡,许端,孙学艳.微型无人机磁航向测量系统的设计与实现[J].西安航空技术高等专科学校学报,2011,29(1):18-2
作者简介:程英鑫,男,1979年12月,广西三江人,苗族,柳州城市职业学院,邮编,研究方向:无人机应用技术,大学本科,高校讲师。
课题信息:2021年度柳州城市职业学院科研立项课题《基于无人机在校园安防领域中的应用研究》课题编号:2021KYB08