本网讯：（王瑞华 图文报道）

一、课程简介

无人机倾斜摄影测量技术是近年来发展起来的一项高新技术，通过倾斜摄影测量技术的三维数据可以真实地反映地物的外观、位置、高度等属性，借助无人机高效灵活的优势，可以快速采集数据资料，建立三维模型。当前，无人机倾斜摄影测量技术已经在各行各业中被广泛认可和应用。无人机倾斜摄影测量技术在当下国土测绘工作中，可以解决传统测量技术效率低下并且无法快速形成图像的问题。倾斜摄影测量技术作为一门全新的测绘技术，在当下的国土测量工作中，有着重要的地位，借助其低成本、高效率、灵活的工作开展形式，可以确保相关国土测量工作得到有效地开展和完善。

本项目围绕《地籍测量学》《地籍管理》《地图学》等土地资源管理专业课，通过在线虚拟仿真实验使学生了解无人机的基本构成、组成单元和控制方式，在线模拟无人机的航摄操作，使学生在虚拟仿真环境中熟悉无人机测绘系统的组建、各个组成单元的性能，掌握无人机飞行的操控、飞行路线的设计、像片控制点（简称像控点）的布设测定、影像数据的采集过程，了解影像数据的处理流程、数字地形图的生产方法，采用虚实结合的方式，从而让学生掌握无人机国土测绘地形图的这一新兴技术。

无人机倾斜摄影测星虚拟仿真实验教学项目，解决了无人机测绘实验高成本、高风险的难题，避免了学生在实验过程中的误操作而导致无人机尤其是镜头的摔坏、无人机砸中地面物或行人而发生的事故，降低安全风险和隐患，解决很多城市空域禁飞的难题或一些地方空域飞行申请的烦琐手续，压缩基础技能训练时间，减少昂贵设备的高成本投入和实践教学场地的消耗，达到学生1人/组的实验教学要求，实现实验资源全覆盖，为无人机实地操作、三维建模和测绘地形图打下良好的技能基础。

1.虚拟仿真实验教学的目的

围绕国土测绘无人机倾斜摄影测量数字地形图的实践教学，学生利用人机交互的虚拟仿真技术，解决了高成本、高风险的难题，在虚拟环境中，通过认识无人机系统、模拟操作无人机系统，设计无人机飞行参数和飞行路线并进行数据的采集，完成对数据的处理以及数字地形图产品的生产，注重培养学生在虚拟环境中熟悉无人机的结构、掌握无人机的飞行操作，培养新时代下掌握新型测绘技术的高级应用型人才。

2.实施过程

本项目采用虚实结合式教学，在培养学生动手实践能力的基础上，充分发掘虚拟仿真平台的技术优势，使学习更加深入且生动，同时有利于充分调动学生自主学习的兴趣和积极性，将自主学习、互助学习、研究性学习有机结合。

《国土测绘无人机倾斜摄影测量虚拟仿真实验教学项目》的教学分为三个层次。第一层次，实验原理教学；第二层次，虚拟仿真实验教学；第三层次，实地实践操作实验教学。

（1）实验原理教学

通过软件中的原理介绍，学生了解无人机倾斜摄影测量的原理，例如“像控

点的布设”，讲解像控点的用途以及像控点布设的原则，使学生掌握在不同场景和比例尺下像控点位置的选择以及布设的流程；“航线设计”部分，讲解地面分辨率与飞行高度之间的数学关系，相片重叠度、飞行速度与数据质量之间的关系，使学生掌握各项飞行参数设置的原理。

（2）虚拟仿真实验教学

实验过程采用实验室集中操作和课下练习相结合的方式，目的是培养学生自主式、探究式学习的能力。学生首先进入网络平台预习、观察、模拟相关实验内容，例如在“像控点布设”模块中，根据系统中提供的像控点布设的原则，在不同比例尺下选择像控点布设的位置，学生可以与系统提供的正确位置比对，验证自己学习到的知识点，之后需要完成该模块的练习题，系统会根据学生答案给出分数，在完成所有模块练习题之后系统给出的总分数将作为实验成绩的一部分。在学生预习的基础上，教师在虚拟实验课堂上对整个实验涉及的理论知识和注意事项进行再次的梳理和讲解，演示操作步骤，并布置实验内容，具体规定实验要完成的目标。之后，学生在课下完成教师布置的实验任务，并在线提交实验报告，师生可通过平台上的在线答疑功能进行互动交流，教师在线评分并及时反馈给学生。

（3）实地实践操作实验教学

在有条件的情况下，在野外让学生实地观摩无人机飞行人员操作无人机进行数据采集的整个过程，学生也可以动手操控无人机飞行，可以更加具体地了解无人机的操作流程和各项飞行参数的设置过程，以及实地操作相关地面测量仪器进行像控点测量与地形图测绘，进一步掌握课堂和实验中所学的知识

二、特色与创新

（一）实验方案设计思路

无人机倾斜摄影测量是测绘领域的新兴技术，随着技术的不断完善，正越来越多地应用于数字地形图测绘，可生产较高精度水平的数字地形图。由于无人机飞行存在较大安全风险与航空管制的问题，致使无人机倾斜摄影测量教学还只能停留在理论教学层面，为了解决这一实践教学难题，同时为了压缩基础技能训练时间，避免雨雪天气的干扰，减少昂贵设备的高成本投入和实践教学场地的消耗，只有通过虚拟仿真，才能将这一新技术的实践教学引进课堂。

本项目采用线上理论与操作相配合，掌握其原理与方法，线下观察与实操，掌握其技能，通过虚实结合的方式开展实验教学，使学生能够快速掌握利用国土测绘无人机采集数据及成图的整个流程，并自主学习无人机倾斜摄影测量的相关理论知识和操作方法。

（二）教学方法创新

实验教学采用三步走的方式，首先是实验原理的线上学习，其次是虚拟仿真实验教学，完成实验内容的交互操作实验步骤，最后是习题和评价。实验过程中，有关仪器操作部分，以虚为主，解决野外实践教学难题；有关软件操作以实为主，线上视频学习，线下软件实践操作。学生可随时进入系统学习，感受真实性，加深印象。实验前后有专业教师在线答疑或人机交互的学习指导和测验考核，教师可以在虚拟现场教学，在线与学生交流互动，实现学生自主学习、互助学习、探究性学习的有机结合。

（三）评价体系创新

虚拟仿真实验教学管理平台可以跟踪记录在线学习的学生整个实验项目的

学习情况（例如每个学生的学习次数、学习时长、准确率等），并实现在线测验和及时反馈。同时，将虚拟仿真实验教学项目纳入相关专业培养方案，制订相关教学效果评价方法。

本项目评价指标主要有3个：（1）登录次数与学习时长；（2）练习题的准确率；（3）在线与教师的互动情况。每个指标分“优良中差不”，对应着5分制，根据整个班级的在线学习情况，给出每个指标的评分，进行汇总，得到最后的评分。

（四）对传统教学的延伸与拓展

本项目实验内容与传统教学内容紧密结合又上下承接，尤其是传统测量知识，如水准仪、全站仪和RTK移动站的认识与使用，这部分内容与常规教学内容是一致的，通过该项目，是对常规实践教学的一个有效补充，在雨雪天气下无法开展野外实验时，可以在线学习，或为常规实践教学的预习和复习；另外，内容上又有所提升，将无人机测绘实践教学引进了课堂，将过去无法或难以开展的实验内容通过虚拟仿真成为现实。教学方法上，该项目与传统教学也有传承与发展，系统里的内容部署形式与传统教学风格是一致的，有理论有习题，有在线互动，但又有所发展，学生随时可以登录系统，可以自主学习，系统会自动给出评价，并记录学生在线学生的痕迹，有利于教师评价学生的过程性学习。

三、教学团队

王瑞华，毕业于武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室，目前主要讲课程为《地籍测量学》《城市遥感》《土地信息科学》《计算机应用》，目前是两个省级一流课程的负责人。

四、建设成果

一审|涂静美

二审|张月娥

三审|廖承红