刘 军 张晓博 王秋玲 王 鹤

（1.防灾科技学院生态环境学院，河北 廊坊 065201；2.防灾科技学院地球科学学院，河北 廊坊 065201）

0 引言

信息化测绘是测绘地理信息行业发展的必然趋势。摄影测量学是通过影像研究信息的获取、处理、提取和成果表达的一门信息科学。摄影测量学课程是测绘工程、遥感科学与技术以及地理空间信息工程等测绘类本科生的一门核心课程。摄影测量实践教学是学生能力培养的重要环节。受飞机平台、航空摄影仪（或数码相机）、安全因素、实习场地匮乏等因素的影响，传统的航空摄影测量在摄影测量教学中不具备应用的现实性，无人机技术的发展特别是无人机航测技术的出现解决了这一问题。

随着无人机与数码相机技术的发展，无人机摄影测量技术为信息化摄影测量的实践教学提供了有利条件。无人机航测具有机动灵活、高效快速、精细准确、作业成本低、适用范围广、生产周期短等特点，能够快速获取小范围和地形复杂区域的高分辨率影像，在小范围大比例尺地形图修补测、城市三维建模、地质灾害调查、房地一体化等领域具有广阔前景。生产单位已具备从外业数据获取到内业数字产品生产的全流程作业模式，摄影测量也由一般测绘单位“难以企及”走向了“大众化”，测绘行业和生产单位对这类人才的需求也在日益增加。

因此，在信息化测绘背景下，本文结合防灾科技学院测绘工程本科专业的摄影测量学实践教学情况，将无人机摄影测量技术应用到摄影测量学实践教学中，基于OBE理念，坚持以学生为中心，以学习效果、实践能力和创新能力为导向，探讨设计基于无人机的摄影测量实践教学方案，建立多元化无人机实践教学考核方法，以满足社会用人单位对无人机摄影测量人才的需求。

1 无人机辅助摄影测量实践教学的必要性

近年来，民用无人机性能稳定操作便捷，多所高校相继在数字测图、摄影测量等课程中引入无人机，拓展实践教学内容。王丽美等人基于小型测量无人机航测技术，探索了信息化测绘时代摄影测量学实践教学体系的构建，并依托实验室课题、校企合作基地以及社会服务项目设置了具体实验方案和内容，验证了无人机航测应用到摄影测量实践教学中的必要性和可行性。王星捷自主设计研发了教学测量无人机，对航空摄影测量、空三测量等教学测量试验进行了测试，实验结果表明满足测量规范要求，有效解决了无人机测量在教学上的应用，为无人机教学测量设备和试验教学的研究提供了技术参考。陈建军等人将无人机技术引入摄影测量学课程中，精选具体的项目案例，并通过室外实践，让学生们掌握无人机操作及项目实施流程，激发了学生的兴趣，提高了学生利用新兴技术解决实际问题的能力。此外，叶险峰等人紧跟信息化测绘人才的培养需求，对无人机摄影测量实践教学体系的构建原则、体系设计和实施保障等方面进行了探索与实践，证明了方案的可行性。

因此，在信息化测绘背景下，将无人机摄影测量技术应用到摄影测量学实践教学中是非常必要且完全可行的，一方面，在丰富课程实践教学内容的基础上，既能够激发学生的学习积极性，又能够提高学生的实际动手能力；另一方面，根据近几年就业单位和毕业生的反馈信息了解到，熟练掌握航测流程的毕业生更能够满足用人单位和当今社会发展对测绘人才的需求。

2 无人机摄影测量实践教学的内容

OBE教育模式强调以学生的学习结果和社会需求为驱动力，进而反向设计教学活动。为此，实践教学要坚持以培养学生能力和满足企业需求为导向，结合工程教育认证标准，认真听取企业单位对学生能力的需求建议，重新研究修订了摄影测量实践教学大纲，补充无人机实践教学内容，设计合理的无人机辅助的摄影测量实践教学流程，切实提升实践教学的质量。

实践教学平台是开展实践活动的基础，基于OBE模式，数字摄影测量实验室建立了与企业需求相适应的实践教学平台。实验室拥有多旋翼无人机及其相应的数据处理软件（Pix4DMapper、VirtuoZo等），其中多旋翼无人机如下：

（1）大疆Phantom 4 Pro V2.0（见图1），该无人机属于消费级航拍无人机，价格低廉，续航时间达30min，搭载1英寸2 000万像素的CMOS传感器。

图1 大疆Phantom 4 Pro V2.0

（2）大疆Phantom 4 RTK（见图2），该无人机标配机载D-RTK，配合千寻网络RTK服务或高精度GNSS移动站使用，可实现厘米级定位。同时支持原始卫星观测值及曝光事件数据记录，可用于动态后处理（PPK，Post-Processed Kinematic）差分解算。具有TimeSync系统，可实现飞控、相机与RTK的时钟系统微秒级同步。搭载1英寸2 000万像素的CMOS传感器。

图2 大疆Phantom 4 RTK

3 无人机摄影测量实践教学的实施

基于OBE模式，依托实践教学平台，让学生完成无人机航线设计、像控点布设、数据获取与检查、内业数据处理与数字产品制作等整个数字摄影测量过程，培养学生操控无人机和进行摄影测量实际生产的能力。具体实施路线如图3所示。

图3 无人机辅助的摄影测量实践教学流程

4 无人机摄影测量实践教学考核

客观、公正地评定实习成绩将会激发学生实习的积极主动性与创造性，反之就会影响实习效果。目前摄影测量生产实习主要根据学生的实习期间表现（如出勤率、实习态度等）、实习成果（数字产品是否符合规范要求）、实习报告（包括编写格式和内容是否符合要求，分析问题、解决问题的能力等）3个方面进行考核。以学生学习效果为导向的考核模式应注重在实践教学全过程中加强对学生综合能力的考核。在将无人机摄影测量技术引入到摄影测量学实践教学后，要结合无人机测绘作业流程，综合航测方案设计（航线设计、像控布设方案）、无人机影像获取、内业数据处理及数字产品制作等环节，建立了一种多元化实践考核评价体系，分别从方案设计答辩（30%）、过程（包括低空无人机影像采集、数据处理和数字产品制作）考核（40%）以及实习报告（30%）3个环节进行摄影测量实践教学全过程考核，激发学生潜能，培养学生自主运用综合知识，解决复杂实际问题的能力和创新能力。

5 结语

依托小型无人机实践教学平台，突破了传统摄影测量实验教学过程中安全性低、成本高、场地条件要求苛刻等限制，摸索并总结出了一套基于OBE理念的无人机辅助的摄影测量实践教学流程，具体包括无人机航线设计、像控点布设、数据获取与检查、内业数据处理与数字产品制作等环节；建立了一种注重考核实践教学全过程的多元化摄影测量实践教学考核评价体系，学生可快速掌握无人机航测的基本原理和过程，增加对内、外业工作的理解，提高了学生的工程实践能力，激发了学生潜能，增强了学生创新设计意识，达到了改革实验教学的目的，为培养更加满足社会需求的新型测绘工程人才奠定基础。