杨朔 吴臻 肖明星 宋树红 余浪

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