测量学研究

测量学研究（共12篇）

测量学研究 篇1

摘要：本文针对在课时减少的情况下,如何保证《控制测量学》课程的教学效果,介绍了一系列改革措施。具体措施包括:教学材料选取、理论教学方法改革和实践环节质量控制。实践证明,这些措施提高了教学效果,保证了教学质量。

关键词：控制测量学,教学改革,测绘工程,大地测量学

《控制测量学》是测绘专业本科生必修的一门核心专业课程，在整个专业的学习过程中具有非常重要的地位。然而由于当今的就业和升学竞争激烈，为拓宽学生的知识面，提高学生的竞争力，各高校不得不开设更多的专业相关的其他课程，以致本课程的教学课时不得不压缩。如何使课时量的减少对本课程的教学质量的影响减至最小成为测绘专业老师不得不思考的问题，作者从教学材料的选取、理论教学方法改革和实践环节的质量把握等方面提出对本课程的教学改革方法进行了探讨。

一、教学材料选取

根据现行教学大纲，学习完本课程应达到的要求有：

(1)了解国家控制网建立的一般情况；(2)掌握工程控制网设计的理论和方法，具有控制测量的外业观测技能，能完成控制测量的外业工作；(3)掌握控制测量数据处理的理论和方法，具备平差计算的基本技能、能完成内业计算。掌握这些基本要求后，我们就可以按本课程的理论建立测量控制网，从而确定地面点的坐标了。测量控制网的建立方法有两种：传统大地测量控制网和GPS控制网。为此，我们应该学习的内容有：国家控制网的建立原理和方法、工程水平控制网的技术设计、控制测量的基本测量技术与方法、地球椭球及其数学投影变换的原理与应用、常用大地测量坐标系及其变换、控制测量外业观测数据的内业处理等。

对照市面上的教材，我们认为武汉大学出版社2006年版的《控制测量学》（孔祥元、郭际明主编），能最好地覆盖上述内容，然而由于教学学时的原因，我们在有限的60个左右的学时内难以完整地学习这些内容。因而我们必须综合考虑整个专业课程体系的设置，从教材中选取其他相关课程中涉及较少的重点内容给学生进行重点讲述，使教材内容实用。

考虑到学生在学习本课程之前，学习过大比例尺数字测图原理，这部分内容与控制测量的外业观测方法部分有重叠；学生之前学习的测量平差基础部分与该教材中工程控制网的条件和间接平差部分也有一些重叠；所以在进行本课程教学时，只须将该两部分与之前学习内容不同的地方加以讲解即可。按教学大纲，本课程之后后续课程有GPS原理与应用课程，因此教学过程中，可以完全不讲授GPS原理与应用的相关内容。对于教学内容的选取，除了这里说到的删减一些教材的内容外，我们还有必要增加一些布网和计算的实例，从而加深学生的直观印象和提升学生的学习兴趣。

二、理论教学方法的改革

传统教学模式中，学生在教学过程中没有思考的空间，被动接受，主观能动性不能得到充分发挥。另外，本课程自身的特点是部分内容较抽象，学生通过教材给出的内容难以形成直观印象，从而影响学生的学习效果。为提高理论教学效果，我建议从如下两个方面加强。

1. 通过提出问题，学生讨论分析，提升学习效果。

控制测量外业作业过程中，有许多规范需要遵守，如在精密水准测量的过程中（以二等水准为例），教材中列出的作业一般规定有11项，其中有些项教材给出了这种做法的好处，有的则没有。教学这类问题的时候，我们可以预先布置下节课要讲的内容，让学生在课外思考讨论，下次课让学生上台将所考虑结果讲给大家听，其他学生做补充，最后教师做总结。例如，精密水准测量中要求“一个测段的水准测量路线的往测和返测应在不同的气象条件下进行，如分别在上午和下午观测”。教材中对于该项要求的原因没有做详细的解释，我们可以让学生将其考虑结果跟别的同学交流，最好老师做总结。当然具体这项要求，是因为大气密度的变化受温度的影响，而大气密度的变化会引起大气折光的变化。上午地面吸热，地面上的大气层离地面越高温度越低；午后，地面逐渐散热，地面温度开始低于大气温度。所以，大气折光的影响在一天中不同时间不同，一个测段的往返测分别在上下午的话，其观测高差的平均值可以减弱大气折光的影响。同时，我们可以将教学内容延伸，让学生讨论不宜进行水准测量的时段和原因。这样的讨论，能很好的激励学生的主观能动性，提升学生的学习兴趣和学生的成就感，从而提高学习效果。

2. 引入计算软件，加深学生对教材内容的直观印象。

本课程有许多改化公式，也就是在直接量的基础上加入一个改正数。遇到这种问题时，教材中经常会说某个量比较小可以略去，某个量比较小但不能略去。对于这样的内容，学生经常会困惑到底哪个小的量能略去，哪个不能略去？对于这样的问题，作者建议教学过程适当用一些数据举例。例中数据的计算可通过MATLAB软件进行。以椭球面上距离改化到平面上需要加入的改正数为例，在不同等级的控制网中采用的公式不同，为什么会不同呢？学生难以通过教材给出的内容形成直观的印象，从而影响学生对于该部分内容的学习效果。

教材上提到一等三角网的距离改正公式为：

二等三角网的距离改正公式为：

为什么在二等三角网的距离改化计算时可以少取一项呢，我们以武汉市某点附近一段距离为例加以计算进行说明。该点经纬度为北纬29度58分20秒，东经113度53分29秒，采用1975国家推荐椭球，假设一段长度为50KM。按正算公式可以计算得出该点附近的Ym=279117.006m，该点的平均曲率半径为Rm=6.367393842723078e+006，将S代入，可得两式计算的结果差为0.007692315735459m，相对误差为1.538463147091861e-007。可见这样小的相对误差，当然可以省去。MATLAB的引入，可以让学生对于这些微小量有直观的印象，当然能提高学习效果。同时，由于MATLAB在测绘专业中的重要性，这样也能增加学生学习MATLAB的兴趣。

三、实践环节质量控制

本课程实践性很强，按照教学计划，在课程教学结束后有一个集中实习。实习是学生应用理论知识解决实际问题的关键环节，因此实习环节质量直接关系着该课程的学习效果。如何提高实习质量呢？

首先，需要使学生清楚实习的重要性。其重要性的体现可以通过告知学生实习目的以实现，控制测量实习的目的有：(1)巩固课堂知识，加深对基本理论的理解；(2)掌握控制测量的作业程序及施测方法；(3)掌握测量成果的平差处理方法；(4)提高学生从事测绘工作的计划、组织和管理能力，培养学生的专业品质和职业道德。其实，需要精心组织实习内容。实习内容要符合教学计划，并能加深学生对控制测量整体概念的理解。实习内容包括：(1)精密边角测量，含精密测距仪和经纬仪检验及外业观测和成果处理；(2)精密水准测量，含精密水准仪检验及二等水准观测和数据处理；(3)导线测量，主要是导线网的观测与平差计算。通常实习是模拟实际，由学生完成一个假定控制网设计和测设。如果条件允许，最好能将实习与生产实际相结合。如果实际情况不允许，也应尽量组织学生参观一些实际生产项目。最后，成绩评定阶段，老师需综合客观地给出学生的实习成绩。成绩评定时，可首先按每个小组打分。具体的做法是将实习项目分别赋予一定的权重值，然后对于每个子项目按任务完成情况和成果情况打分，该两项各50%的权重，再计算该子项目的得分，最后加权平均形成小组得分。在小组得分基础上，按个人业务能力、工作态度、团队协作、出勤等，给出一个调整系数，取系数范围0.8～1.2（这个系数的取得可由小组组长建议）。最后老师根据实习报告以及班干部、课代表等的建议，对系数再进行微调，将最终系数乘以小组成绩，得到个人实习成绩。

四、结论

作为测绘专业的主干课程，《控制测量学》的教学改革对于本专业的人才培养具有重要意义。作者根据自身教学实践，从该课程的教学材料选取、理论教学方法改革和实践环节质量控制等方面进行了总结。实践证明，经过改革，学生的理论知识更加扎实，分析和解决问题的能力明显提升，动手能力也进一步增强。教学改革无止境，为进一步提高教学效果，我们还需要不断地进行摸索以培养最能适应社会需求的测绘人才。

参考文献

[1]孔祥元,郭际明.控制测量学[M].武汉:武汉大学出版社,2006.

[2]田林亚,潘松庆.测绘专业《控制测量学》课程教学改革与思考[J].勘察科学技术,2003,(6):27-30.

[3]徐卓揆.控制测量课程设计教学中的软件应用方法[J].测绘通报,2012,(1):105-107.

[4]孙文彬,赵学胜.“控制测量学”教学改革的探讨[J].矿山测量,2009,(2):71-73.

[5]杨柳.问题教学法在控制测量教学中的实践探索[J].测绘信息与工程,2011,(6):52-54.

测量学研究 篇2

实时动态GPS测量技术在水深测量中的应用研究

本文基于笔者多年从事水深测量的.工作经验,以实时动态GPS测量技术为研究对象,探讨了其原理,作业步骤及误差处理方法,文章首先简要介绍了水深测量定位方法和RTK定位技术,而后以此为基础,探讨无验潮水下地形测量的基本原理和方法,进而基于笔者的工作实践,给出了详细的作业步骤,最后,笔者基于大量相关文献,分析探讨了影响测量精度的因素及处理对策,相信本文的研究对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义.

作 者：罗凯 作者单位：广东海事局海测大队,广东广州,510320刊 名：科技资讯英文刊名：SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION年，卷(期)：2009“”(15)分类号：P2关键词：实时动态 GPS测量 水深测量 无验潮 RTK

测量学研究 篇3

【关键词】GPS测量技术；静态测量；动态测量；应用

随着高科技的进步与发展，GPS测量技术在各大工程测量项目中的应用已经越来越广泛，GPS测量技术不仅具备高精度、高速度，同时具有全天候性、实时性的优点，传统的常规测量方法正逐步被GPS测量技术所替代。

1.GPS测量技术

1.1 GPS测量技术简介

GPS定位技术主要是通过人造地球卫星进行点位定点测量，我国通过使用GPS定位技术，设立精密工程控制网，对隧道贯通、大坝变形监测等进行精密工程测量。通过多次实验与应用，高精度的GPS定位技术在工程测量项目中的应用愈来愈多，它不但功效性高、实用性强，而且还具备全天候性、实时性等优点。

1.2 GPS测量技术的优势

GPS测量技术具有精度高、测量技术观测时间短、测量技术的自动性高、测量站之间无需互相通视等优势，它的精度可达厘米级与分米级，其基线越长，其精度性越高。而且GPS测量技术的静态相对定位一般需要的观测时间仅为40分钟至180分钟；而动态相对定位所需观测时间一般仅需几分钟，甚至几秒钟即可。

且其操作简洁方便，点位的选择范围广、观测经费低。

2.GPS测量技术在工程测量中的具体应用分析

GPS定位技術的高精度与高效率、高实用性，使得GPS定位技术愈来愈多的应用于各大精密测量工程项目中，尤其是运用载波相位法进行的观测量具有极高的精度水平，下面就其在工程测量中的具体应用展开分析。

2.1 GPS测量技术在控制测量方面的应用

为满足城市建成区和规划区测绘的需要，城市控制网具有控制面积大、精度高、使用频繁等特点，城市Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级导线大多位于地面，随着城市建设的飞速发展，这些点常被破坏，影响了工程测量的进度，如何快速精确地提供控制点，直接影响工作的效率。常规控制测量如导线测量，要求点间通视，费工费时，且精度不均匀。GPS 静态测量，点间不需通视且精度高，但数据采集时间长，还需事后进行数据处理，不能实时知道定位结果，如内业发现精度不符合要求则必须返工；应用GPS测量技术将无论是在作业精度，还是作业效率上都具有明显的优势。

2.2 GPS测量技术在点位选择中的应用

GPS测量技术的应用中，其测量观测站不需相互通视，其点位选择范围较广，而且便于控制。

2.2.1点位选择前的准备事项

在采用GPS测量技术进行点位选择之前，应当首先收集、了解工程测量区域的具体情况，包括地理位置、点位数量、点位分布情况及原有点位的实际分布情况，便于在进行点位选择时选择最恰当的观测位置，为工程测量项目的顺利开展拉开帷幕。

2.2.2 GPS测量技术在点位选择中的应用分析

一方面，为了保证GPS测量技术在整个工程测量项目中能顺利进行观测，减少多路径误差及便于发播传送差分改正信号，应当选择视野较为宽阔的地方，而且周围障碍物的高度角必须在10°以下。另一方面，为了保证在GPS测量过程中，GPS卫星信号不被各类电磁波所干扰，必须保证所选择的观测点位稳固，而且周围两百米以内不能有强电磁波干扰源，包括高压输电线及无线电发射设施等，即点位的选择应避免处于大片水域或者高层建筑之中。

2.3 GPS测量技术在工程测量的观测时段选择中的应用

根据文中所述，GPS测量技术主要通过GPS卫星定位信号，进而求解测量点的空间位置及三维坐标。为了保证在工程测量的过程中，能观测到精度高、数量足够的卫星，降低大气折射对工程测量成果的影响，对于所观测的卫星高度角要求也较高，其高度角不能低于10度至15度，以此保证所观测的卫星对观测站构成的几何图形强度足够。

因此，只能通过精密卫星星历与观测的坐标，从而选择恰当的观测时段对卫星进行观测，保证观测点所观测到的空间距离的精度性，以便求解准确的空间三维坐标，使得工程测量的观测成果达到最佳程度。

2.4 GPS测量技术在静态相对定位中的应用

GPS静态相对定位主要是指通过两台或两台以上的卫星接收机进行卫星信号的接受，接着对采集到的数据进行分析、处理，求解出精确的测区空间位置，即三维坐标。GPS静态相对定位的高精度性，可以根据测量区域中某点的具体坐标位置，从而求出其他点的精确坐标位置。当前，静态GPS相对定位技术应用于我国野外工程测量愈来愈广泛，包括地球定位测量、大型工程野外涵洞、隧道定位测量、位移监测等工程测量项目。常规的工程测量技术不仅程序复杂，而且测量成果精度性比较低，而静态相对定位技术的使用，使得我国工程测量事业发展前景更为广阔。同时，静态GPS相对定位技术的使用不受天气环境、气候所限制，不仅减少了成果干扰因素，而且提高了整体观测精确度及观测效率。

在我国的工程测量项目中，航空摄影测量对精度及技术的要求是相当高的，静态GPS相对定位技术的使用，提高了航空摄影测量图像的控制点数量及精度，以便图像可以自行纠正。GPS静态相对定位技术使得所观测的图像简便易懂，便于工作人员对其进行分析、处理、研究。

2.5 GPS测量技术在动态相对定位中的应用

GPS动态相对定位指的是通过使用GPS信号对观测目标相对于其他参照物的位置、时间、形态、速度、加速度等动态参数进行观测、分析。GPS实时动态定位主要是利用设置在运动载体上的GPS卫星信号接收机对GPS信号接收机天线所在的位置进行实时观测。一方面，动态GPS相对定位通过及时将基准站的观测信息、数据传播到流动站，形成数据链，便于基准站将观测的信息及时传播至流动站，从而对数据进行分析对比，此种数据分析方法称为及时处理方法。另一方面，动态GPS在观测后期对所测得的差分数据仅作相关数据处理，而非传输至流动站，即滞后处理方法。

动态GPS相对定位主要用于对道路的勘测工程之中，为道路勘测作出直线及曲线的定位，对于道路的维修与养护具有极大意义，不仅可以减少工程量，还可以降低整体养护费用，提高效率。

3.结语

综上所述，GPS定位技术不仅费用适宜，而且效率较高，GPS测量技术的高精度及高速度，使得确定三维坐标的求解更为简易。但是其中仍然存在着些许不足，随着我国科学技术的不断发展，对于GPS定位技术我国还应当继续研究，包括对精密测量软件、精密星历的完善。通过不断的改进与完善，GPS测量技术的应用前景将更为广阔，进一步为工程建设等领域提供更多的服务。■

【参考文献】

[1]成桂静.GPS在工程测量中的应用[J].山西建筑，2009，（1）：355-357.

[2]王青松.浅谈GPS在工程测量中的应用[J].科技咨询导报，2009（20）：47-48.

我国大地测量学的发展研究综述 篇4

1 现代大地测量学的六大特点

经典大地测量学的内容主要涉及三个方面: (1) 几何定位数据, 如确定地球形状和大小, 确定点的位置等; (2) 求定地球重力场; (3) 测定地球自转 (章动、极移和周日长) 。简而言之, 经典大地测量学研究地球几何形状、定向及其变化, 并关注点的定位、重力及其变化。在过去的20年中, 由于空间大地测量学、计算机技术和信息技术的飞跃发展, 使经典大地测量学所涉及的上述三个方面注入了新的内容, 形成了现代大地测量学, 它具有不同于经典大地测量学的六大特点。

1.1 长距离

大范围现代大地测量学所量测的范围和间距, 已可以从原来的几十公里扩展到几千公里, 不再受经典大地测量中“视线”长度的制约, 现代大地测量学能提供协调一致的全球性大地测量数据, 例如测定全球的板块运动, 冰原和冰川的流动, 洋流和海平面的变化等等, 因此过去总在局部地域中进行的大地测量现在已扩展为洲际的、全球的和星际的。

1.2 高精度

现代大地测量的量测精度相对于经典大地测量而言, 已提高了2到3个数量级。例如我国天文大地网是中国60年代大地测量的最高精度, 其相对精度约为3ppm, 而目前GPS定位的相对精度一般情况下都可以做到0.1ppm。

1.3 实时

快速经典大地测量的外业观测和内业数据处理是在有相当时间间隔内完成的两个不同的工序。而现代大地测量的这两个工序, 几乎可以在同一时间段内完成, 即实时或准实时地完成。例如对静态或动态目标的实时定位 (导航) , 对形变的实时监测, 可以准实时测定由于大气和海洋角动量的变化与地球自转的关系。最近升空的GRACE卫星能准实时测定由于大气质量的再分布和雪、冰、地下水变化所引起的地球重力场的短暂性变化等等。

1.4“时间维”

现代大地测量的第四维是时间或历元。现代大地测量能提供在合理复测周期内有时间序列的, 高于10-7精度的大地测量数据。这些测量成果, 必然或必须要以“时间”作为大地测量学数据中的第四个坐标 (第四维) , 否则高精度和实时测定在不断运动的物质世界中就没有意义。也就是说大地测量学原来的三个方面的静态内容, 在当前实时和高精度测量的条件下, 必须与它们所相应的时间 (历元) 相联系。这是现代大地测量学的一个重要特点。

2 我国大地测量学工作的回顾

经过几十年的努力, 我国大地测量工作已经在下列几个方面作出了巨大成绩。

2.1 平面基准

建立了独立的大地定位, 完成了全国天文大地网整体平差 (5万个点) , 具有3ppm的相对精度, 确立了中国的二维坐标系统, 是80年代初期经典大地测量技术的世界先进水平。

2.2 高程基准

确立了更符合实际的黄海8 5高程基准, 完成了全国二期一等水准网的布设和计算 (100环, 近10万km) 。

2.3 重力基准

在中国多点 (14点) 多次用不同类型绝对重仪进行了绝对重力测量, 从而在中国直接确立了重力基准。消除了波茨坦重力原点起始误差及其长距离的传算误差。完成了重力85基准网和一等网的布测和计算。

2.4 空间大地网

建立了国家卫星多普勒网 (35个点, ±2~3精度) , 建成了VLBI站两个 (上海和乌鲁木齐) , SLR站四个 (上海、武汉、北京、长春) , 完成了国家A级GPS网和B级GPS网 (近2300个点) 的布设和计算。

2.5 野外基线长度基准

建立了符合国际标准的最高精度的野外基线长度基准;建立了分布全国的十余个EDM长度检定场。

2.6 天文基准

完成了全国天文经度基准网的布设和计算。

3 我国大地测量的展望

80年代的大地测量工作, 其特点是按当时世界上的先进技术对50至60年代所建立的大地测量基准进行的更新、换代、改造和发展。在21世纪, 我国大地测量应该逐步进入精确、动态、实时的数据获取、数据贮存、数据分发的现代化体系, 以保障我国经济和社会持续发展的需要。

3.1 完善国家三维空间大地网, 建立G P S综合服务体系

在“九五”期间应将现有的三个全国性的GPS网, 以GPS固定追踪站、VLBI站和SLR站为骨干, 联合平差, 建成一个有统一坐标体系、历元和运动速率的国家高精度三维空间大地网。在这一基础上, 进一步扩大GPS固定追踪站数量, 由此发展成为我国GPS综合性服务系统, 使我国大地测量逐步进入精确、动态、实时定位的现代化体系。这一体系的任务基本包括三个方面: (1) GPS永久性跟踪站数据的采集、处理, 提供GPS信息等服务; (2) 为空间气象预报提供服务, 即提供大气可降水份和电离层电子浓度服务; (3) 提供地壳形变信息。这种集GPS追踪、GPS数据采集、数据通讯、数据处理和提供GPS信息服务于一体的网络体系, 是一种集成式的系统工程, 它应是向国家和社会作全方位开放的服务。这一系统应包括: (1) 全国至少100~200余个GPS永久性追踪站; (2) GPS数据获取和处理结点; (3) GPS信息和数据传输网络; (4) GPS信息服务和分发。

3.2 中国地区重力场参数的精化

由于85重力基准网的损毁, 因此要尽快建立国家级新的重力基准网。这个网应有较多较均匀的绝对重力点, 较高精度, 覆盖大陆和尽可能大的海域。完成具有分米级精度的我国似大地水准面的推算。推算时以国家GPS (水准) 网为基础, 尽可能利用原有的一、二等天文重力水准网, 结合重力和地形资料改善我国大地水准面的分辨率和精度。继续消灭中国大陆的重力测量空白地区。力争用三个五年计划 (至2010年) 消灭以1°×1°为格网的重力测量空白地区, 力争实测分辨率达到10’×10’。利用卫星测高资料改善中国海域的栅格平均海面地形和重力异常的精度和分辨率。积极开展小波理论应用于 (局部) 地球重力场的研究, 特别注意将这一理论应用于中国多山地区和近海地区的局部重力场表示。

3.3 复测国家一等水准

利用激光数字水准仪及其相应技术, 复测我国一等水准网。进一步削弱一等水准测量中的系统误差, 以向国家和社会提供更精确、更可靠的高程数据。同时可以提供更精确可靠的全国地壳垂直形变速率。实测时可以考虑包括部分二等水准线路, 并结合空间技术确定中国黄海高程基准和全球高程基准的关系。

参考文献

测量学研究 篇5

树木测量的作业流程和方法研究-以香港树木测量为例

文中通过对作者近年在香港参与实施并完成的.几个树木测量项目的总结,介绍在香港完成该项工作的一般要求、作业流程及技术方法,以期能给开展这项测量工作的机构和专业人员提供参考.

作 者：刘敏 何高波  作者单位：西安煤航信息产业有限公司,陕西西安,710054 刊 名：矿山测量 英文刊名：MINE SURVEYING 年，卷(期)： “”(3) 分类号：P21 关键词：树木测量   树木调查   树木评估   作业流程   工具与方法  

矿用转速测量仪研究 篇6

关键词：转速测量仪；处理器

1 转速测量仪的研究背景

随着复杂可编程逻辑器件的广泛应用，将使整个系统大大简化。转速测量仪是当今电子电路技术应用的一个典型例子，在硬件设计方面使用的器件非常多，而且在进行联机操作时异常复杂，并且在运用中容易出现较大的时迟。为了提高该设备的整体操作运用特性，它主要采用的是单一的十进制数字来表示被测设备信号转速的通用测量装置。一般来说，计算单位时间内待测设备信号的时钟脉冲个数，而此时的单位时间称之为闸门时间（通常为1秒钟）。在测量时，被测闸门时间的设定越大，能够测得的转速精确度越高，但时，被测闸门时间的设定越大同时也意味着两次测量的时间间隔也会越长。如果闸门时间设定太短；那么，转速测量所得的数据也就更新的越快，其结果就是测量的准确度自然会降低。

2 转速测量仪设计方案的确定

2.1 设计理念 设计1：采用目前主流处理器ARM7，因为ARM7微处理器具有中断、计数、定时等多种寄存器，这些功能实现动态扫描被测转速测量信号的计数，并把采集的数据完成特定的处理以后，通过数字式显示屏实现实时显示。该设计的原理功能系统图如下图2-1。

图2-1 基于ARM7转速测量仪原理框图

测量学研究 篇7

测量学是一门历史悠久的学科,有其经典的理论和方法。测绘新技术正向数字化、信息化、自动化和网络化方向发展,进而使测量学为科技、经济、工程建设和社会发展的服务领域不断地扩大。以地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)为代表的3S技术正在渗透到各种工程建设中。在测量学科中已经应用了最先进的科技成果:光电测距、电子计算、卫星定位、航天遥感等,这些成果促进了测量学理论和方法的发展[1]。在计划经济体制的影响下高校专业越分越细,测量学的学时数也不断压缩,一般为50~60学时,实习期限在1~2周,北京工业大学的土木工程、水务工程、城市规划等专业的《测量学》课时目前仅为32学时,实习周为1周。尽管土木工程、水务工程、城市规划等专业的学生学习《测量学》并不是要求其成为测量学科的专家学者,但是对测量学的知识还得了解并能够熟练运用。因此,《测量学》教学应着眼于让学生充分了解测量学在各自专业领域中的地位和作用及如何为工程建设服务。这不仅是各工程学科的发展对测绘学科提出的新要求,而且也是测绘学科的飞速发展迫使测量学要改革,还是市场需要复合型人才的现实要求。对于各专业来说,学习测量的实质就是应用测量学,强调的是致用[2]。针对课时量减少的现状,各高校的专业教师对于测量学的教学改革各抒己见。

二、传统教学模式的局限

《测量学》主要内容包括测量基本工作、地形测量,教学环节包括理论教学、课间实验和实习三方面。《测量学》对培养学生测图、读图、放样等方面的基本技能和实践动手能力,以及分析问题、解决问题的能力起着极其重要的作用。近年来,生产上对土木工程测量的要求发生了较大变化,传统教学中的某些不适应及缺陷也逐步显现出来,迫切要求重新认识和改革《测量学》的教学,以满足生产需要[3]。传统的《测量学》教学模式存在不少局限。第一,随着计算机科学和电子技术的迅速发展,现代测绘工程使用仪器设备、观测技术、手段和数据处理方法亦有了巨大发展,对于测量学内容,不再是只介绍一般的测角、量距、测图、用图和放样。第二,在传统的教学模式下,非测量专业的学生对测量学与本专业的联系认识不清晰;由于测绘新理论、新技术、新仪器和新方法的不断涌现,原有的许多手工测量工作逐步被信息化测绘技术所取代,人的因素逐渐减弱,从而出现学习兴趣和热情不高的情况。第三,教学与实践脱节,《测量学》是一门实践性很强的学科,实践性是测量学的灵魂。虽然在课程中有6学时的课间实验与1周的集中实习,但由于时间短、仪器和场地的限制,学生的知识完善、操作水平提高很有限。第五,教学方式单一,考核模式过于死板。传统的教学模式中,老师讲,学生听,“填鸭式”的教学。考核模式大多“终考定全局”。不能真实地反映学生的能力,更不能激发学生的学习热情,出现作业抄袭、考试作弊、“抱佛脚”等现象[4,5]。

三、研究性教学

教学方法是一个不断探索、不断更新的问题,传统教学理念的相对滞后已成为现代教育发展的瓶颈。培养具有创新精神和创新能力的高科技人才已经成为当今知识经济时代国家对大学教育的根本要求,因此研究性教学方法已成为现代高等教育改革亟待解决的核心问题。研究性教学是指教师积极主动地探索教学问题,把教学变为创造性的、有意义的探究性活动,使教学推陈出新,促进教师和学生的发展。研究性教学既能发挥教师的主导作用,又能发挥学生的主体作用;既能培养学生的学习兴趣,激发学生思维,又能培养学生提出问题、分析问题、解决问题的能力;既能使学生掌握系统扎实的基础知识,又能培养学生的实际操作能力,克服接受性教学的缺陷[6,7]。为适应国家对创新型、工程型人才的培养需求,进一步提高《测量学》教学水平和教学质量,按照学校的教学要求,亟需在教学中开展测量学课程研究性教学研究与实践。

四、课堂研究性教学探索

1. 保持教学内容的逻辑性、连贯性。

尽管测量学的许多知识是根据工程实践经验总结出来的,叙述性内容较多。但作为一门课程,其无论是在整体内容的组织上,还是在各章节内容的组织上是有逻辑可循的。目前,测量学的内容基本上都是围绕“确定地面点空间位置”和“开展测量工作”来组织的,整体脉络清楚。在《测量学》课程内容中,第一章内容是提出课程的研究对象和解决问题的思路,及测量工作的基本程序和原则。第二至四章,围绕“确定地面点的空间位置”,具体介绍3个基本观测量获取的原理和方法。第五章介绍观测3个基本观测量过程中产生误差的原因以及评定精度问题。第六章之后围绕“开展测量工作”展开内容。从控制测量到碎部测量,从测定到测设。除此,各章节内容的取舍和组织上具有很强的内在逻辑性。如对3个基本观测量获取的介绍,从概念、原理到仪器的认识和操作,最后到内外业工作如何进行来展开,由浅入深,具有很强的逻辑性。将内容上的内在逻辑性在教学中很好地反映出来,可以避免学生产生内容繁杂无章的感觉,达到提高教学效果的目的。

2. 加强互动式教学,培养学生创新思维能力。

针对目前测量课时减少,教学信息量相对增加的现状,采用启发式、讨论式和现场模拟式的教学方法教学效果显著。教师在努力搞好教学的同时,应积极参与科研和生产工作,不断提高理论水平和丰富实践经验,从而达到深入浅出、生动活泼的教学效果。如何激发学生的求知欲望和学习兴趣,让学生由被动听变为主动学,需要教师采用灵活多变的教学方法和手段,处理好经典内容和新技术之间的关系,既要发挥教材的作用,又要向学生传递测绘新技术、新仪器的信息。如,讲解水准测量原理及仪器使用时,将仪器带到教室现场讲解,学生理解接受快。图表多、计算公式多时可结合多媒体,将步骤分解,引导学生步步思考。

3. 抽象的理论与工程实例相结合。

测量学理论是生产生活实践中积累的相关知识理论化和系统化的产物。在教学实践中,若只讲述测量学的基本概念、原理、方法,而不结合相应的规范、工程实例,就会造成理论知识与工程实践脱节。相反,若只是讲述规范与实例,那么学生在没有掌握理论知识基础的情况下,不可能真正理解和应用工程测量学相关理论,更不必说具有创造能力。因此,在《测量学》教学中,结合相应的规范及典型的工程实例,做到理论与实践相结合,使学生掌握测量的基本原理、方法和及其在工程实践中的应用。

4. 利用多媒体、录像等教学手段,丰富教学形式。

测量学是一门实践性很强的科学,仅通过口述、板书,学生很难理解学习内容。利用多媒体的图片和录像能够更直观、更具体、更有效地传达信息。如,仪器的造型除了现场演示也可用图片展现;用录像来表达仪器的具体操作和工程实例;用计算机演示测量相关软件的操作;这样既开阔了学生的视野,又弥补了目前先进设备不足的问题。我单位为申请北京市土木工程示范中心测量分中心,制作了多媒体演示讲稿并到实验基地进行了录像,在多媒体教室进行教学,并将《测量学》课件逐步在校园网上登载,供学生在网上复习和自学,以此提高教学效率,激发学生的学习热情。

5. 增加测绘新技术、新设备的内容。

测绘新技术带来了测量仪器设备的革新,新仪器的代表为全站仪、电子水准仪和GPS,要向学生讲解它们的基本原理以及在土木工程中的应用,如全站仪用于施工放样和变形测量,电子水准仪用于沉降观测,GPS用于测定点位3维坐标等。通过老师的正确引导,让学生自主性学习是研究性教学的目标之一。在“测量新技术”的教学中,将学生分组,各组选择一种新技术主题,通过自主学习,准备多媒体课件上讲台向全体学生讲述,将会充分发挥学生的自主学习积极性,同时也让学生最大限度地了解测绘科学的新技术与应用及进展,也达到了把本学科领域的最新技术引入教学内容的目的。

6. 产学研相结合。

在教学过程中,鼓励并引导学生对某一具体问题做更深入的研究,鼓励学生发表论文、发明专利并参与到科研项目中,做到教学与科研相结合。如,GIS处理数据、GIS在水资源管理中的应用,基于GPS的滑坡等地质灾害的监测、全站仪在土木工程施工中的应用,等。土木工程方向的教师负责、参与各类土建工程项目,也鼓励学生积极参加教师的横向企事业单位的项目。

摘要：针对非测绘专业《测量学》课程课堂教学中传统模式存在的局限,鼓励研究性教学方法,并从保持教学内容的逻辑性和连贯性,加强互动式教学,培养学生创新思维能力、抽象的理论与工程实例相结合,利用多媒体、录像等教学手段,教学中增加测绘新技术、新设备的内容,产学研相结合等多个方面探讨研究性教学模式。

关键词：测量学课程,研究性教学,传统模式

参考文献

[1]程效军,等.测量学课程建设与实践[J].昆明冶金高等专科学校学报,2003,(04).

[2]汪祖民.对土木工程专业普通测量学教学目的的重新认识[J].高等建筑教育,2001,(03).

[3]聂志红《.工程测量》教学改革实践与思考[J].长沙铁道学院学报,2006,(02).

[4]王庆国,等.提高《测量学》教学效果的几点体会[J].测绘工程,2007,(2).

[5]徐金鸿,等《.工程测量学》课程教学改革探索[J].测绘科学,2010,(S1).

[6]汪霞.大学研究型教学中的“研究”[J].教育发展研究,2007,(22).

测量学研究 篇8

测量学是我院建工类专业一门重要的专业基础课程, 主要面向土木工程、工程造价等专业。该课程实践性特别强, 它要求学生在掌握基本知识和基本理论的基础上, 通过实践操作, 进一步获得基本技能和专业技能。在测量课程的教学过程中, 实践操作是基本的教学活动, 是培养学生完成工程测量岗位工作能力的重要环节。测量学的实践教学主要包括两种形式:课间实验和全日制综合实习。课间实验安排在课程教学过程中, 与日常教学内容密切相关, 起到巩固、理解课堂教学内容的作用。全日制综合实习安排在整个课程教学活动结束后进行, 使学生在获得基本知识和基本技能的基础上通过完成一至两个综合性项目而进行一次全面、系统的训练, 并培养学生独立工作和分析问题、解决实际问题的能力。不管是哪种形式, 不论完成哪种工程测量工作任务, 学生都要经历操作仪器、正确使用测量仪器完成项目或任务的基本过程。仪器操作不当, 进行项目或任务的流程步骤错误必将直接影响学生完成测量工作的质量, 影响建筑工程施工活动的科学性和准确性。因此学生准确掌握工程测量中仪器的性能与用途及操作要点, 正确进行工程项目的操作流程是至关重要的。

可是, 长期以来, 学生普遍存在理论学习能力强、动手能力差的现象。虽然任课老师对仪器操作及项目进行的流程步骤有详细的讲解, 但是学生一到测量实践场地进行仪器操作或项目实施时, 还是茫然不知所措, 特别是进行综合性实习项目, 对整个实习过程的流程步骤模糊不清, 经常是操作完了上一步, 不知下一步怎么做了, 或者遗漏了重要的操作流程而浑然不知。同时学生的不规范操作往往造成测量仪器不同程度的损坏。建工学院这些测量仪器的维修维护工作一直以来主要靠供应商来做, 从出现故障到修复, 中间的时差有时会影响实验实训的正常进行。因此, 如何强化测量课程的实践操作环节, 如何使学生在有限的学时内更快、更好地掌握仪器操作及项目实施流程是我们要亟待解决的问题。

1 项目研究的内容

(1) 测量课程的实践教学环节主要包含哪些内容。 (2) 土建测量岗位典型的施工测量工作有哪些。 (3) 如何使学生在有限的学时内更快、更好地掌握仪器的操作步骤及综合项目的实施流程, 达到培养学生综合实践能力的目的。 (4) 如何改变以往仪器操作和综合项目实施的教学方法, 避免学生随意和不规范的操作对昂贵测量仪器的损害。

2 项目具体的实施过程

2.1 2010年9-12月

将测量学实践操作的教学内容划分为:仪器基本安置及使用 (水准仪、经纬仪、全站仪、GPS) 、课内实验 (水准仪的检验与校正、测回法观测水平角、竖直角观测、普通水准测量、四等水准测量、碎步测量、施工测设) 、集中综合实习 (测绘地形图、施工测设) 、土建测量岗位典型施工测量工作 (深基坑高程放样、全站仪坐标放样、中平测量、普通水准测量) 、测量技能比赛 (全站仪放样及边角测量) 五大内容。用图解法将五大实践操作内容细化、分解、定义, 确定五大实践教学内容包括的具体步骤及注意事项。

2.2 2011年1-6月

采集仪器基本安置及使用、课内实验照片, 对照片进行文字注释和编辑装饰, 制作“仪器基本安置及使用、课内实验实践操作教学分解图片”。录制集中实践环节-2周测量综合实习内容、与南方测绘公司共同制作全站仪六个典型功能演示。

2.3 2011年7-8月

课题组教师去山东省医科院施工企业进行了工程实践, 根据土建测量员主要工作内容制作土建测量岗位典型施工测量工作四个教学动画。

2.4 2011年9-12月

将“《测量学》实践操作图解教学法”用于测量教学, 改变以往测量实践内容的教学方法, 对于仪器的构造、安置操作和测量项目实施过程及土建测量工程过程进行正确分解、定义及注释。充分利用摄影图片、动画、视频传载的学习信息, 使枯燥的测量实践教学内容转化为具体、直观的学习信息, 改善、规范学生的学习环境。

收集教学过程中学生对“《测量学》实践操作图解教学法”的反馈信息, 不断对已有资料进行修改、补充、调整, 进一步完善制作内容。

2.5 2012年1-6月

根据参加的省、市等各类测量技能比赛的内容, 制作了全站仪放样及边角测量的视频。

2.6 2012年7-12月

经过试点运行后, 组织召开企业、教师、学生座谈会和“课题建设小组”会议, 总结经验, 撰写相关论文, 在测量学课程的教学中全面推行“图解教学法”, 将前期探索制作的图片、视频、动画、录像等全面应用到测量课程的实践教学环节。希望能为同类高职院校测量学课程的实践教学提供样板和示范, 以达到培养真正能为施工企业熟练、规范进行仪器操作进行精确测量工作技术员的目的。

3 项目取得的实际效果

(1) 《测量学》课程实践操作采用了图解教学法, 强化了课程的实践操作环节, 指导学生的仪器操作, 正确定义、分解仪器操作和项目实施的流程, 充分利用摄影图片和视频传载的学习信息, 将枯燥的测量实践操作转化为具体、形象直观的学习内容, 使学生在有限的学时内更快、更好地掌握仪器的操作步骤及综合项目的实施流程, 达到培养学生综合实践能力的目的。 (2) 图解教学法用于测量课程的实践教学, 改变以往仪器操作和综合项目实施的教学方法, 对于仪器的构造、基本安置和实验、实训项目及土建专业典型测量工作的实施, 进行示范性指导, 避免学生随意和不规范的操作对昂贵测量仪器的损害, 解决多年困绕测量仪器管理、维修方面的难题。

通过工程施工录像等手段, 将实践操作过程清晰形象地展现在学生面前, 给学生以深刻印象, 使学生能更好地掌握测量仪器的使用方法和建筑工程施工测量的工作内容和操作技能。采用图解教学法后使课堂教学的形式和方法发生了巨大的改变, 课堂气氛活跃, 而且方便学生利用课余时间自主学习。

采用了图解教学法后学生参加省、市等各类测量技能比赛的获奖情况 (表1) 。

4 结语

教学实践证明, 《测量学》课程实践操作采用的图解教学法是实施操作性与实践性教学的有效方法。该教学方法的实施有效促进了学生学习的积极性, 大大提高了学生的基本技能、专业技能和综合技能。对实践性较强的课程教学和培养学生的综合素质有较好的效果, 值得我们从事测量学教学的同仁去探索。

摘要：测量学是建工类专业一门重要的专业基础课程。在测量课程的教学过程中, 实践操作是基本的教学活动, 是培养学生完成工程测量岗位工作能力的重要环节。不论完成哪种工程测量的工作任务, 学生都要经历操作仪器、正确使用测量仪器完成项目或任务的基本过程。本文主要就采用图解教学法如何强化测量课程的实践操作环节, 如何使学生在有限的学时内更快、更好地掌握仪器的操作及项目的实施流程, 培养学生的综合实践操作能力方面作了进一步的探索。

关键词：能力培养,实践操作,图解教学法

参考文献

[1]焦娟妮, 谭雯.我国食品行业企业社会责任研究[J].中国集体经济, 2012 (21) .

[2]王君.地方性高校大学生学生学习状况的调查与思考[J].中国证券期货, 2012 (11) .

测量学研究 篇9

关键词：测量学,教学研究,课程体系,土地资源管理

0 引言

我国土地资源管理专业的发展已经有60多年的历史,土地资源管理专业的发展是伴随着我国土地管理工作的需要而产生、发展和壮大的。据统计全国已经80多个院校开设有土地资源管理专业。尤其是从上世纪90年代以来,随着土地开发、土地利用以及土地保护等问题的日益突显,房地产市场的繁荣,土地及房地产管理工作在社会经济发展中的地位日益提高,我国土地资源管理专业的数量和招生规模随之壮大(1)。我国的土地资源管理专业开始是由农业院校的土壤专业演化而来,到现在的侧重于资源、管理和信息技术等各具特色专业体系。随着地理信息技术、遥感技术和测绘技术的发展,其在现代土地管理工作中的重要作用越来越凸显。

据统计,在土地资源管理专业的课程设置中,大部分院校均开设有地图学、土地(地理)信息技术、遥感技术和测量学等相关课程,这些都是技术类的课程,知识点有所联系。虽然都不是专业主干课程,但它们共同构成了土地资源管理专业的基本技能。这些课程所提供的成果和技术也是土地资源管理工作的数据、手段和方法。尤其是测量学,它为土地资源管理工作提供第一手的数据,在日常的管理工作中起着重要的作用。

随着信息技术、计算机技术的发展和软硬件的更新,测量学的教学内容无论从理论还是实践都发生了很大的变化。测量的实施向自动化、动态化和智能化,测量成果呈现出数字化、多样化和集成化等特点(2)。

本文就作者在教学中碰到的问题对测量学的理论教学和实践教学进行探讨,提出针对土地资源管理专业测量学教学的一些建议。

1 测量学在土地资源管理专业中地位

土地资源管理专业是我校的应用型本科专业,其技术性课程有地图学、土地信息系统(GIS)、遥感(RS)和测量学(GPS)等,而主干课程中土地资源学、土地管理、土地整理、土地利用管理、土地利用规划、地籍管理、土地调查与评价等课程均以测量学为技术手段和获取信息的途径,学好测量学对掌握本专业主干课程的内容将起到事半功倍的效果。

测量学是研究地球的形状和大小、确定地球表面点位的科学,其应用的领域相当广泛,涉及到国土、规划、工业与民用建筑、房地产和水利等国民经济的部门(3)。而土地资源管理专业所设置的测量学是直接为土地资源开发、土地利用、土地交易和土地保护等服务的学科,其目标是要求学生掌握测量学的基本理论、基本知识和基本技能,通过测量学课程的实践和实习,掌握现代测绘技术和手段及常用测绘仪器的操作方法,并运用这些知识、技术、方法和测绘仪器和软件解决土地管理工作中的问题(4)。

2 测量学的教学建设

随着地理信息技术(GIS)、遥感技术(RS)和全球定位技术(GPS)的发展,3S技术在测绘工作中的应用越来越广泛。现代测绘的新技术、新方法、新手段和新工具,需要及时地在测量学教学内容中体现出来。面对增加哪些知识,删减那些内容,才符合土地管理测量学的教学要求;如何安排才能使这些新内容、新技术和传统测量学的知识和实践有机地融合等问题;怎么将3S技术融入测量学教学中;怎么将测量学的知识和技能应用到本专业其他主干课程中去,在现在教学中并没有形成科学、合理的土地管理专业测量学内容体系。

2.1 教学内容

全球定位技术、一体化数字测图系统,遥感技术和地理信息技术等这些与地球空间信息科学交叉产生的相关学科及产生的新技术,对土地资源管理专业的学生来讲都是应该了解和掌握的(5)。对于土地资源管理专业而言,测量学作为工作的重要工具之一,在其课程教学内容中应该提供先进的、多样的地球空间信息采集、处理、分析、表达和管理的方法和技术。

具体的教学内容大体包括以下3种:(1)基本理论和方法。基本理论包括地球的形状和大小,地面点位置的表示,坐标系统、高程系统建立和投影系统变换及改正,地球曲率对测量的影响,“3S”技术的基本原理,测量误差的基本理论。测量学的基本任务是测定和测设,课程内容包括对点、线、面的测定和测设方法。其中包括控制测量的方法、摄影测量的方法和GPS测量方法;大比例地形图测绘的方法及判读方法和数字化测图方法;地籍和房产测量的方法;施工测量中点的放样方法。(2)基本内容和技能。测绘仪器的基本构造和测量原理;测绘仪器的操作和使用;测绘仪器的检验和校正;测绘仪器包括水准仪、经纬仪、测距仪、全站仪和GPS接收机;测量的内容包括:距离测量、高程测量、水平角及竖直角测量及计算和误差的消除。(3)基本步骤和程序。测量准备工作,表格及图件等材料的收集和准备,仪器设备的检查等;野外测量的实施;野外观测结果的内业整理及补测;成果的汇总及输出。

2.2 教学实践

作为技术类课程的测量学,实践环节很重要。不仅要求学生具备基本的理论知识,更要求学生有很强的动手操作能力和解决实际问题的能力。教学实践和实习在教学大纲中占有重要地位,占据整个学时的40%左右。教学实践是培养学生动手操作能力、分析和解决实际问题能力的最有效的途径和手段(6)。在实习环节,将4～6名学生分成一小组,结合测量项目,能够使学生将课本上的理论知识和实际测量工作联系起来,达到巩固测量学基本理论和基本知识,掌握常用测绘仪器设备的使用方法、测绘工作的工作步骤和工作流程和测绘工作所需的基本技能的效果。

(1)在学习了基本理论和原理后,紧接着进行相关仪器设备的野外实践操作,以项目的形式进行练习,在实践操作过程中提出问题,探索,最终解决问题,达到巩固知识提高认识。将所学到的知识,所领悟的原理形成成果记录下来。

(2)在考核上,加入通过仪器操作解决一个实际问题的内容,测试学生对理论和实践的掌握程度以及解决实际问题的能力,并通过团队合作完成。将此成绩纳入期末总成绩里。

(3)综合的测量实习实践。设定学校为测量对象,通过综合运用测量仪器(如全站仪,GPS接收机),遥感图件和GIS数据,测绘出学校平面图,并利用高分辨率的遥感影像和地形图制作学校的三维地图。将地形信息,各楼宇信息,交通信息,绿化信息及应急避难场所等信息综合起来,建立学校的数字校园系统,可使使用者在三维校园中漫游,达到身临其境的效果。

2.3 教学方法

测量学的教学建设不仅教材要更新,教学内容要与时俱进,教学方法要适合本专业的学生,而且要制定切实可行的实施方案。首先,进行模块化教学,打破教材的束缚,并进行系统化的教学实践,采用模块知识的单项实践和整体知识的综合实践相结合;其次,将学生对知识掌握的程度进行量化考核,把课程的考核分散到平时的学习、实践和多次测验中去;最后,邀请专家进行指导并跟学生进行有效的沟通,改进不足之处。

3 结语

测量学作为专业的基础性的技术课程,和土地信息系统、遥感技术和地图学等技术性课程,构成了土地资源管理专业的技术体系。通过技术课程的学习,使学生能将“3S”技术融会贯通,应用到土地资源管理实践中去。随着技术的进步,软硬件的更新,测量学的教学内容也会不断的丰富。

注释

1邓华梅,李肖锋.非测绘专业《测量学》课程的教学改革探讨[J].测绘科学,2012(1).

2张卡,盛业华.非测绘专业摄影测量学教学方法探讨[J].测绘科学,2011(5).

3段贻民,杜国标.非测绘专业测量学教学改革方案的研究[J].测绘通报,2004(5):58-60.

4高飞,吴兆福.关于非测绘专业测量学教学改革的思考[J].昆明冶金高等专科学校学报,2003.19(4):13-15.

5何立恒,鲍其胜.非测绘专业测量学教学改革的思考[J].测绘工程,2003.12(2):59-61.

测量学研究 篇10

1 《测量学》课程教学改革背景

东北林业大学秉承学校办学理念, 提高教学质量, 进行了全校规模的教学改革。推行考试及评价改革, 改变以往期末一考定成绩的方式, 转变为“全过程”考核。以增加考试次数为手段, “逼迫”学生在每个阶段都要认真学习, 使学生慢慢的自然的形成“全过程”学习的习惯。从2012 年开始, 我校对301 门课程进行改革试点, 增加考试次数。学校规定, 除期末考试和平时成绩外, 48 学时以下的科目, 要增加一次阶段性考试; 48 学时~ 80 学时的, 要增加两次阶段性考试; 80 学时以上的则要增加三次阶段性考试。2013 年9 月, 考试改革继续推行, 有624 门课程实行了考试改革, 占学期开课门数的58. 4% 。2014 年, 考试改革在全校范围全面推行, 成绩评定如图1 所示。

在推行考试改革的同时, 为了转变教师传统的“填鸭式”教学, 转变学生“被动式”学习, 学校进一步进行了教学改革, 大幅度缩减全校所有课程计划学时, 给学生创造更多的时间和空间进行“主动式”学习。

学校大力度的进行此次的教学改革, 不仅对学生, 同样对在一线教学的每位教师来说也是一次艰巨的挑战。

2 《测量学》课程现状

我校传统的《测量学》课程按照不同专业需求设置了48 学时、56 学时和64 学时三个梯度的教学大纲, 授课内容主要围绕测定和测设两大方面进行全面的基础理论与实践的教学, 同时, 在相应理论课学习的过程中还设置了课内实验课, 主要包括水准测量、角度测量、导线测量、绘制地形图和测设点位等五个实验项目, 主要目的是使学生能够熟练掌握各类测绘仪器的使用方法, 提高学生实践动手能力。在学期末, 还对部分专业设置了《测量学》课程实习, 进一步加强和巩固学生对测量学知识的理解与应用。现在, 学校要求大幅度缩减授课学时, 《测量学》课程重新修订教学大纲, 授课学时修改成32 学时、40 学时、48 学时等三个梯度, 其中包含课堂实验学时。

在我校非测绘专业中, 《测量学》被定位为专业基础课, 学校对其投入的力度往往不够, 测绘仪器设备数量有限, 以光学仪器为主, 相对陈旧, 先进测绘仪器设备更新缓慢, 远远滞后于一些生产单位和科研院所[2]。

同时, 我校面向的是非测绘专业学生群体, 各专业教学计划把《测量学》课程的授课时间安排在第二学期到第四学期。授课时间靠前, 学生在没有全面接触专业课的前提下, 这就导致了大部分学生对《测量学》课程缺乏学习兴趣, 主观认为与本专业相关性不大, 修到学分即可。这些都给《测量学》课程增加了一定的授课难度。

3 《测量学》课程教学改革方法

针对我校目前推行的考试改革和《测量学》课程学时缩减的现状, 对本课程教学和考核已经到了必须有针对性的进行改革阶段, 总结出一套适合我校《测量学》课程实践教学改革的教学模式[3]。

3. 1 与专业紧密结合, 提高学生学习兴趣

根据多年的教学经验, 如何上好第一节课至关重要。教师首先要把《测量学》课程与学生专业紧密结合在一起, 充分利用多媒体教学平台, 以图片和动画等教学手段, 讲解《测量学》在各非测绘专业上发挥的作用, 使学生明白为什么要学习《测量学》, 学好《测量学》的重要性, 从而提高学生对《测量学》课程的重视程度。在授课过程中, 也要与专业紧密结合, 多补充与专业相关的案例和现在先进测绘仪器图片及使用视频等, 潜移默化的激发学生的学习兴趣。

3. 2 转变教学思路, 引导学生自主学习

随着我校《测量学》课程学时数的缩减, 教学内容多、学时少, 以教师为中心的“填鸭式”“灌输式”等教学方法[4]已不适合现在的教学环境。在传统的教学观念里, 教师书本上所有的内容几乎都面面俱到, 担心一旦没提及个别知识点, 学生就会犯错误。但其实这种教学方式会扼杀学生独立思考问题的能力。在课程学时数少的现实情况下, 教师需要转变教学思路, 结合各专业需求, 制定科学合理的教学大纲, 教学内容需要根据课程知识结构有所侧重, 重点部分内容由教师课堂讲解, 其他部分内容由学生自学完成, 充分发掘锻炼学生的自主学习能力。

教师需要密切关注学生的学习状况, 可以通过布置课后思考题、阶段性考核等方式掌握学生自学完成内容的程度, 适时纠正学生错误。教师的角色必须由“主角”转换成“配角”, 以学生为中心, 解放思想, 引导学生自主学习。

3. 3 创新阶段性考试方式

自我校推行考试改革以来, 大部分教师均采用笔试的形式加以阶段性考核。学生每学期按10 门课计算, 每门课平均设置2 次阶段性考试和1 次期末考试, 由此计算学生每学期平均需要进行30 次考试。加上每一轮阶段性考试时间安排较集中, 有时会出现一周内学生要应对5 门考试, 这无疑加大了教师和学生的考试压力。甚至造成部分学生考试“麻痹”, 自我放弃的学习状态。针对这些情况, 教师既要通过以考试的形式监督学生学习状况, 又要尽量降低学生的备考压力, 同时提高学生学习兴趣。如何两者兼顾, 那么教师需要创新考核方式。

以《测量学》为例, 针对《测量学》课程是一门实践性很强的专业基础课这一特点, 相比枯燥乏味的理论学习, 学生更喜欢以动手实践的形式接受新知识。那么, 《测量学》阶段性考试改革就以此为突破口, 创新考试形式, 以实践操作考试代替笔试, 在突出课程实践重要性的同时, 减轻学生考试压力。

1) 测量实验仪器主要包括水准仪、经纬仪和全站仪等。由于全站仪价格昂贵, 数量有限, 无法满足人手一台。因此, 考试项目只设置了DS3型水准仪和DJ2型经纬仪两项仪器操作项目, 每位学生需独立完成仪器的架设和读数任务。

学生成绩从任务完成用时、仪器操作规范性和读数准确性三个方面综合评定。时间得分可以按照一定的时间区间给予相应分数, 例如学生在水准仪操作考试中, 整个过程在180 s以内完成时间得分100 分, 在210 s内完成得分90 分, 以此类推。在仪器操作规范性上, 设置不同子项目, 对应相应分数, 如操作不规范, 则扣除该项分数, 例如仪器脚架打开角度不合适, 扣除5 分等。读数准确性则由教师当场检查学生读数, 在误差范围外扣除相应分。时间得分减掉后两项扣除分则为学生本次仪器操作最终得分。

2) 《测量学》不仅要求学生个人的实践动手能力强, 实际上还要求学生要有一定的团队协作能力。仪器操作员固然重要, 跑尺员、扶杆员在整个测量任务中同样重要, 如果操作不规范, 同样导致测量成果超限。很多学生都容易忽略这一点。因此, 我们设置了团队考核形式。以课程实验小组为单位, 给定水准测量或角度测量任务, 组内每位成员均需轮流完成仪器操作、跑尺、扶杆、记录、计算等工作, 自行设计考试流程和战术等, 完成测量任务, 以趣味性的比赛形式完成整个考试。

学生成绩分为团队成绩和个人成绩两项。团队成绩采用班内各测量小组完成时间排序和测量成果准确性给予相应的奖励分数, 团队成绩占总成绩的60 % 。即排名第一获得60 分, 排名最后获得鼓励分30 分。个人成绩主要从上述仪器操作规范性方面给予相应分数, 占总成绩的40% 。这种趣味性比赛的考试形式加强了学生的团队协作意识, 互相帮助, 对如何快速、高精度的完成整个测量任务认真思考, 规划设计, 达到了考核真正的目的。

3. 4 开放实验室, 提供学习场所

无论是课程改革, 还是考试改革, 对学生自学能力的要求均有所提高。学生在课余时间需要到实验室练习各类仪器操作。那么开放实验室, 给学生创造良好的学习环境是测量实验室必须要做到的。

自考试改革以来, 测量实验室在工作日全天开放, 一方面可以解决学生人数多与实验设备不足的问题; 另一方面可以提高实验室资源的利用率[5]。但尽管如此, 测量实验室由于受室内场地限制, 无法容纳过多的学生, 特别是仪器操作考试前期, 来实验室练习仪器的学生很多。为了解决这一问题, 测量实验室开通了网上预约功能, 如图2 所示。学生可以通过学号和姓名在系统内注册, 先在网上预约练习时间, 实验教师进行整体调控, 严格控制练习人数, 这样就可避免同一时间大量学生涌入实验室, 造成实验室场地混乱, 仪器损坏等负面影响, 使测量实验室能够井然有序的开展各项工作, 最大化的利用好实验室资源。开通网上预约功能, 同时也节省了学生的排队时间, 按照规定时间来实验室就可以练习仪器, 有利于学生合理安排学习计划, 提高学习效率。

4 《测量学》课程教学改革效果

经过近几年的摸索与大胆尝试, 《测量学》课程教学改革效果突出。

1) 阶段性考试改革后, 学生的实践动手能力明显加强, 这一现象在课程结束后的实习表现上尤为明显。一方面, 在实习过程中学生能够快速并熟练的掌握全站仪和GPS等先进测绘仪器的使用方法。这得益于学生对基础测量仪器操作具有扎实的基本功。另一方面, 对整个实习过程各实习分队也能够条理清晰的制定实习计划, 合理安排组内人员工作分工, 遇到问题也能够先进行讨论, 寻找问题根源和解决办法, 而不是直接寻求老师帮助。

2) 学生《测量学》课程期末考试不及格率明显下降, 从过去不及格率8% ~ 10% , 降为现在的1% ~ 2% , 甚至没有不及格的学生, 都说明学生对所学内容能够更加透彻的理解, 这归因于学生在学习过程中学习态度的转变。从过去学生被动接受教师“填鸭式”的灌输知识, 到现在学生需要在课本上主动探寻知识, 并通过课内实验自己动手加以验证, 使这些知识能够融会贯通, 灵活运用, 达到了很好的学习效果。

5 结语

在非测绘专业《测量学》课程教学改革和考试改革中, 我们虽然取得了一定的成绩, 但还存在很多不足, 需要进一步的探讨和完善考试体系。同时, 随着高科技的注入, 测绘学的理论基础、技术体系和学科目标也发生着较大的变化[6], 作为教师, 我们同样需要与时俱进, 不断学习新理论和新技术, 以提高教学质量为己任, 为国家现代化建设输送更优秀的技能型人才。

摘要：分析了东北林业大学全面推行的教学改革和考试改革办法的背景, 总结了教学内容多、学时少、仪器设备不足、实验场地受限等各种问题, 结合对非测绘专业学生授课的实际教学情况, 介绍了《测量学》课程大胆尝试新教学思路, 创新考试方法的改革模式, 并在近两年的实践中取得了一定的成果。

关键词：测量学,教学改革,考试改革

参考文献

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[2]高振东, 何俊仕, 杨国范, 等.非测绘专业测量学课程实践教学改革途径[J].沈阳农业大学学报 (社会科学版) , 2015, 17 (3) :310-314.

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地籍测量的基本方法研究 篇11

1.1地籍

地籍是指由国家监管、以土地权属为核心、以地块为基础的土地及其附着物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息的集合、用数据、表册和图等形式表示。地籍按发展阶段有税收阶段、产权地籍和多用途地籍和日常地籍。根据特点和任务、地籍又可分为初始地籍和日常地籍，而按特点可分为城镇地籍和农村地籍。

1.2地籍调查

地籍调查时遵循国家的法律规定，采取行政，法律手段，采取科学方法，对土地及其地上附作物的权属、位置、数量、质量和利用现状等基本状况进行调查，是获取和表达地籍信息的技术性工作，是为土地管理、房产管理、税收和城乡规划、国土整治与开发等方面提供及时、可靠和使用的重要基础资料。

地籍调查的基本程序是：准备工作（资料收集等）、地籍测量、资料整理、建立地籍档案、检查验收。

1.3地籍测量

地籍测量时为获取和表达地籍信息所进行的测绘工作，是地籍调查中依法认定权属界址和利用现状的技术手段，是地籍档案建立的信息基础。其基本内容是测定土地及其附作物的位置、权属界线、类型、面积等。

地籍测量应根据“测量尽可能满足国家经济建设多方面的需要”的原则，除能为土地管理和土地税收提供测量保障外，还必须为国民经济建设各有关部门提供信息，提供服务。地籍测量成果资料具有以下几个方面功能。

⑴为不动产的位置、面积、质量和权属线提供几何或数字资料，并建立在全国统一的坐标系内，这属于地理性功能。

⑵为不动产的权属、租赁和利用现状提供资料，经一定的法律程序颁布发证件后，则地籍测量的成果资料既具有法律效力，这属于法律性功能。

⑶为不动产的评价、分等定级、征税、有偿转让等提供资料，这属于税收或经济性功能。

⑷为区域规划、城镇建设、环境保护、旅游开发和古迹保护、国土整治等方面提供基础资料，这属于社会性功能，也就是土地利用管理和规划性功能。

从上述地籍测量的基本功能来看，地籍测量成果资料，不应局限于某一部门的单一要求和需要，而应充分发挥其经济效益和多用途的功能。

2、地籍控制测量

地籍控制测量时根据界址点和地籍图的精度要求，视测区范围太小、测区内存在控制点数量和等级情况，按测量的基本原则和精度要求进行技术设计、选点、埋石、野外观测、数据处理等测量工作。

2.1利用GPS定位技术补测城镇地籍基本控制网

在一些大城市中，一般已经建立城市控制网，并且已经在此控制网的基础做了大量的测绘工作。但是，随着经济建设的迅速的发展，已有控制网的控制范围已不能满足要求，有些控制点被破坏，为此，迫切需要利用GPS定位技术来加强和改造已有的控制网作为地籍控制网。

对于边长小于8km～10km的二、三、四等基本控制网和一、二级地籍控制网的GPS基线向量，都可以采用GPS快速静态定位的方法。应用GPS快速静态方法，精度可达到1cm～2cm左右，完全可以满足地籍控制测量的需求，可以大幅缩短观测时间和成倍提高经济效益。

建立GPS定位技术布测城镇地籍控制网时，应与已有的控制点进行联测，联测的控制点最少不能少于2个。

2.2利用已有城镇基本控制网的方法

凡是符合1985年发布的《城市测绘规范》要求的二、三、四等城市控制网而未布设一、二级控制网的地区，可以其为基础，加密二级地籍控制网。

在利用已有控制成果时，应对所利用的成果有目的地进行分析和检查。在检查与使用过程中，如发现有过大误差，则应进行分析，对有问题的点（存在粗差、点位移动等），则应避而不用。

2.3应用光电测距仪进行一、二级导线地籍控制网的布设

在城市控制网的基础上进行一、二级导线地籍控制测量，可以采用光测距导线布设。

3、地籍碎部测量

3.1常规地面测量方法

3.1.1极坐标法

在控制点A上架设仪器，并以控制点B定向，测量目标点P与控制点B之间的角度B和目标点P与控制点A之间的距离S及垂直角C1，即可测定目标点的位置。由于全站仪的防范使用，该法已成为目前获取地籍要素的主要方法，通过直接将每个碎部点的高度角、水平角和斜距自动记录在外业电子手薄或掌上电脑上，直接解算界址点的三维坐标。

3.1.2白纸成图法

白纸成图法包括大平板仪、小平板仪配合经纬仪等作业模式，它是一种图解成图法。在建立图解地籍时，最初图解地籍测量时建立在平板仪测图技术基础上的。由于平板仪测量法不能提供精确的野外实测坐标数据，而只能得到图解资料，因而只能提供图解地籍。随着解析测量方法以及摄影测量法的广泛采用，平板仪测量法已逐步被取代。

3.2摄影测量方法

摄影测量法也称航空摄影测量法，它是按航空摄像片及其测制底图获取目标的位置。主要采用全数字摄影测量的方法求得界址点点位坐标。

3.3GPS测量方法

GPS作为一种当前最先进的定位工具正成为地籍信息十分重要的数据采集工具。近几年来，GIS型GPS接受机用于采集地面上的位置数据及详细的属性信息正日益发展。

GPS只提供地理空间位置，地籍空间书记还应该包括属性信息。例如，地籍信息系统中一条道路包括了该路的一系列的空间坐标及该道路的属性信息（宽度、等级等），而GPS只能在外业采集到一系列离散点的空间坐标。要想让这些点连成道路并知道其属性信息，就必须在外业采集这些离散点时加以说明和描述。说明和描述的方法可以借鉴大比例尺机助成图中采用的数据字典技术。数据字典是描述属性及空间数据间相互关系的字符集。利用GPS采集数据时，数据字典带有属性和特征项，特征项反应了被测点的特征。

利用GPS采集数据时，一般都配有电子手薄或掌上电脑。测定了某位置后，可以在电子手薄上输入其相应的特征和属性项。利用GPS采集地籍空间数据时切实可行的，但实际应用中要注意以下几个问题。

⑴GPS定位模式和精度要与地籍信息系统匹配GPS定位精度及模式多种多样，确定GPS处理方法之前一定要仔细研究以达到地籍数据所需要的精度。

⑵坐标系统的转换。由于GPS定位采用的是WGS—84坐标系，因此它测出的坐标与一般的GIS不相同，必须将WGS—84坐标进行转换，我国现在一般还是采用GIS系统为1954年北京坐标系的平面投影方式，因此，要对WGS—84坐标进行坐标转换及投影变换，才能满足地籍测量的要求。

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测量机器人单点测量精度试验研究 篇12

关键词：TCA2003,单点测量,精度

与国外比较, 对大型工程建筑物变形监测手段仍显落后, 自动化、实时采集监测信息尚未普及。因此, 研究运用先进仪器设备进行大型构筑物变形监测数据采集的高精度、智能化和自动化, 对解决测量实践过程中出现的一些技术问题具有现实意义[1,2]。文章将高精度的测量设备TCA2003引用到大型建筑物上进行点位的变形监测, 供同行借鉴参考。

TCA2003是一种能提高测量精度的测量机器人, 该测量机器人带有马达驱动, 因此在生产实践中能加快测量速度, 减轻测量强度。TCA2003把由程序操控的TPS系统和CCD技术有机地结合起来, 通过通讯和激光实现了测量的全自动化, 是一个集测距、照准、目标分别识别跟踪、测角、记录等多种功能于一身的综合平台[3]。对TCA2003来说, 只要测量对象满足工作条件, 黑夜和白天都能工作。文章所用的测量机器人由莱卡公司生产, 该仪器测距精度1 mm±1 ppm, 测角精度0.5″[4]。

1 TCA2003测量点位精度分析

为达到测量功能的目的, 组成TCA2003系统的元素主要包含了测量主机一台、目标点反射器若干、内置计算机和相关的数据处理分析软件[5,6]。TCA2003使用极坐标原理进行设计开发, 并实现了测量功能。在生产实践中, 需要把主体机器安置在以测站点O作为原点, 铅垂方向指向Z轴方向, 水平面处于X轴、Y轴组成的平面的右手系空间直角坐标系下 (见图1) 。然后, 再根据极坐标定位原理获得目标待测点P的X, Y, Z三个空间坐标分量。

其中, s为斜距, m;β, α分别为垂直角、水平角, (°) ;R为地球曲率半径值, km;k为大气折光系数;Z中的第二项为球气差的影响值, 而当距离较短, 此项可以选择忽略不计。

对式 (1) 通过误差传播定律进行处理, 得到:

其中, ms为测距误差, mm;mβ和mα均为测角误差, s;ρ为角度化弧度的常数值, 取206 265;mk为大气折光误差参数, mm[7]。以TCA2003为例, 测距精度1 mm±1 ppm, 测角精度0.5″。此时对球气差改正数影响可以忽略, 并且在变形监测中, 主要关注高差值的变化, 并且不加入目标高、仪器高等量取误差值, 此时将不同的距离、垂直角代入到式 (2) 中, 可以得到测量的高程中误差。

2 不同棱镜、平距下TCA2003测量点位精度分析评定

2.1 不同种类反射棱镜条件下测量结果的分析

选用圆棱镜和360°棱镜, 并对两种反射器均可识别到的天气情况和距离范围下的测量精度进行对比分析试验。相比于圆棱镜, 360°棱镜具有能从不同角度进行测量观测的优势, 而且棱镜的空间点位测量精度与垂直方向、水平方向测量精度不存在依赖关系。

实验过程如下:

将TCA2003架设在试验A处, 将两种棱镜 (圆棱镜即为M1, 360°棱镜即为M2) 架设在试验B, C处。使用TCA2003的自动目标识别功能, 采集到了21个测回的观测数据, 使用测量办公室软件将测量数据从TCA2003传导到计算机中[8], 用Excel处理、分析。

得到分析、处理结果如下:

M1, M2平距值是236.742 m和257.583 m, 两棱镜不同测回的所有观测结果的点位中误差为2.44 mm和1.72 mm;而采用每个测回观测值求均值后再求中误差结果是0.63 mm和0.44 mm。得到的结论是圆棱镜的精度略高一些, 但360°棱镜可以接受不同方向的观测而不会对观测结果产生影响, 360°棱镜的使用会在变形监测中得到更广泛的推广使用。

2.2 不同平距条件下TCA2003高程测量误差的分析

平距不同的条件下研究高程误差, 其中最大的影响因素为垂直角, 其次的影响因素是球气差, 而距离的测量值影响更次之。试验方案如下:反射器选用360°棱镜, 使用TCA2003自动目标识别功能, 每10 min采样一次数据。不同平距下, 在某地周边的山上选取7个点进行观测。结果处理如表1所示。

图2为不同平距条件下, 垂直角为45°时高差中误差值。试验和理论的中误差结果都是随平距的增大而增大。

对比得出:

1) 试验结果的精度值都小于理论值, 表明这台测量机器人的精度达到标定要求。

2) 当平距增加, 试验中误差向理论值靠近, 而实际使用该台TCA2003做变形监测测量时, 除要关注理论精度值外, 还需顾及各个不同机器人的实际使用状况, 即在使用之前, 必须进行精度评定[5]。

3 结语

1) 当通过TCA2003对400 m平距的高程进行测量时, 理论、试验结果的精度都在2.5 mm内, 即满足测量对精度的使用要求。同时, 在实际工程的变形监测过程中, 可以通过对多次测量值取平均、差分等等方法来处理获得的测量数据, 从而进一步提高测量的精度。

2) 由于360°棱镜和圆棱镜特性不同, 因此, 当距离较远达到500 m时, 应使用圆棱镜附加觇牌进行观察, 而360°棱镜已不能被测量机器人自动监测到。但考虑到360°棱镜具有从任何角度进行监测的优势, 因此, 可以将两种棱镜同时按测距条件不同进行配套使用。

3) 为了提高测量的精度, 需选用精度更高的气象观察设备, 增加采样频率, 具体可以在一天之内的不同时间段进行测量并求取平均值。同时, 要避开如早上、傍晚温差较大的时间段。

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