[摘  要]傳統航空攝影測量實踐教學因受到諸多因素的影響，如安全性低、成本高以及場地條件苛刻，等等。這些因素導致學生無法充分實踐操作，難以理解教學內容。在信息化測繪背景下，助推地理信息行業的發展，也更加提倡要將無人機攝影測量技術應用于教學實踐中，而在OBE理念引導下，真正實現以學生為中心、學習效果與實踐創新能力為導向，有效彌補了以往教學中存在的不足，形成了科學合理的教學流程。基于此模式，能培養出更多優質的創新實踐型人才，滿足社會對測繪專業人才的要求，打造出高質量的實踐教學體系。

[關鍵詞]OBE  無人機攝影測量  實踐教學

課題：陜西省“十四五”教育科學規劃2023年度課題“以學生為中心理念下的《無人機攝影測量》課程分層教學實踐研究”（課題編號：SGH23Y3140）。

引  言

信息化測繪是測繪地理信息行業發展的必然趨勢，它利用現代信息技術手段，實現地理信息的數字化、網絡化、智能化和可視化。而攝影測量學作為測繪類核心課程，具有著無可比擬的專業性與實踐性。尤其是無人機技術的不斷發展，無人機攝影測量技術已成為攝影測量實踐教學的重要手段，它具有機動靈活、高效快速、精細準確等特點，被廣泛應用于各行各業中。在信息化測繪背景下，為了滿足社會對人才的需求，研究通過基于OBE理念下進行探討無人機攝影測量實踐教學的新模式，探索新的教學方案和多元化實踐教學方法，旨在提高學生的實踐能力與綜合素質，滿足社會對人才的需求。

基于OBE理念的無人機輔助攝影測量實踐教學的必要性

1.提高學生實踐能力和創新思維

OBE理念是一種先進的教育理念，它強調以學生為中心，以學習效果和實踐創新能力為導向。這種理念注重的是學生的全面發展，以及他們在實踐中所獲得的真實能力和技能。無人機輔助攝影測量實踐教學是一種創新的教育方式，它利用無人機技術為攝影測量實踐教學提供更多的實踐機會。這種實踐機會讓學生在親身實踐中掌握攝影測量的技能和方法，從而提升他們的實踐能力和創新思維。在無人機輔助攝影測量實踐教學中，學生可以親自操作無人機進行拍攝，并通過后期數據處理和分析，掌握攝影測量的基本原理和技能，實現對學生創新思維與解決問題能力的培養。

2.適應信息化測繪背景下的需求

隨著信息化測繪技術的日益發展，無人機攝影測量技術逐漸成為廣泛應用的測量方法。這種技術的興起，徹底改變了傳統攝影測量的方式，為許多領域如土地資源調查、城市規劃、交通監控等提供了極大的幫助。在攝影測量實踐教學中，引入無人機攝影測量技術無疑是一個明智的選擇。通過實踐操作，學生可以更深入地了解和掌握無人機攝影測量技術，從而更好地適應信息化測繪背景下的行業需求。這種技術的應用也將促進攝影測量行業的創新與發展，推動行業的技術進步。

3.補充傳統實踐教學內容的不足

傳統的攝影測量實踐教學通常依賴于傳統的攝影測量設備和測量方法，主要通過使用復雜的相機和測量儀器來收集和處理大量的圖像和數據。然而，這種傳統的教學方式存在一定局限性，如操作煩瑣、數據處理時間長、對環境和天氣要求高等。無人機攝影測量技術具有操作簡單、數據處理速度快、對環境和天氣要求低等優點，因此可以有效彌補傳統攝影測量實踐教學內容的不足。通過引入無人機攝影測量技術，學生可以更加深入地了解現代化的攝影測量技術和數據處理方法，并利用計算機視覺技術和圖像處理算法來進行自動化處理和分析，有效提高實踐教學的效率和精度。

4.培養社會需要的測繪專業人才

在OBE理念指導下，教育者需要關注測繪專業人才應具備的能力和素質，以及社會對測繪專業人才的需求，從而制定出相應的教育計劃和課程設置。無人機輔助攝影測量實踐教學是一種先進的實踐教學方式，能夠為學生提供更多的實踐機會，讓學生更好地掌握現代測繪技術和方法，增強學生的就業競爭力。通過實踐操作，學生可以深入了解測繪工作的具體流程、技術要點和注意事項，提高自己的實踐能力和技術水平，更好地滿足社會對測繪專業人才的要求。

OBE理念下無人機攝影測量實踐教學的內容

OBE理念是一種以學生為本的教育理念，強調以學生的學習成果和社會需求為出發點，進行反向教學活動設計。這種模式著重于培養學生的綜合能力，特別是解決問題的能力，以滿足企業和社會的需求。因此，實踐教學在培養學生的能力方面起著至關重要的作用，并且需要密切關注企業需求，以滿足社會的需要。教師需根據工程教育認證標準修訂攝影測量實踐教學大綱并補充無人機實踐內容，以確保教學內容與認證標準一致且貼近實際應用。建立與企業需求相適應的實踐教學平臺，提供實踐工具和資源及交流合作機會以提高適應企業需求和競爭力。數字攝影測量實驗室擁有多旋翼無人機和數據處理軟件，這些資源可以為學生提供更多的實踐機會，并幫助他們更好地掌握攝影測量技能。

在OBE理念下，實踐教學注重培養學生的能力，以滿足企業需求為目標。這意味著在教學設計過程中，需要考慮社會和行業的需求，將學生的學習成果作為出發點，反向設計教學活動。這種模式下，教師需要關注學生在學習過程中的能力培養，并確保所教授的內容符合企業和社會的需求。修訂攝影測量實踐教學大綱并補充無人機實踐內容是符合OBE模式的教學方法。通過結合工程教育認證標準，教師可以更好地評估學生的學習成果，并確保所教授的內容與行業標準相符。補充無人機實踐內容可以幫助學生更好地掌握攝影測量技能，并提高學生的實踐能力。設計合理的實踐教學流程則是提高教學的有效方式。通過合理的流程設計，教師可以幫助學生更好地掌握攝影測量技能，并提高他們的實踐能力。同時，建立與企業需求相適應的實踐教學平臺可以更好地滿足企業需求，并幫助學生適應未來的工作環境。數字攝影測量實驗室擁有的多旋翼無人機和數據處理軟件等資源可以為學生提供更多的實踐機會。這些資源可以幫助學生更好地掌握攝影測量技能，并提高他們的實踐能力，也可以幫助教師更好地進行教學設計，為高質量教學奠基。

實驗室擁有的多旋翼無人機及數據處理軟件Pix4DMapper、VirtuoZo等，多旋翼無人機數據如下：

1.大疆Phantom4 Pro V2.0。這款無人機是一款專為攝影愛好者設計的消費級航拍無人機，價格親民且實用。其續航時間長達30分鐘，為拍攝提供了更多的時間和空間，讓攝影師能夠更好地捕捉到每一個精彩瞬間。該無人機配備了一款高性能的1英寸2000萬像素的CMOS傳感器，這款傳感器能夠捕捉到細膩的細節和鮮艷的色彩，為攝影師提供更高質量的航拍照片和視頻。同時，這款無人機還具備精準的飛行控制系統和多種拍攝模式，讓攝影師能夠自由地掌控拍攝角度和效果，輕松拍攝出令人驚艷的航拍作品。此外，該無人機還具有智能化的飛行輔助功能，如自動跟蹤、自動避障等，讓攝影師能夠更加專注于拍攝，而不必擔心飛行安全問題。還支持遙控器和手機APP控制，讓攝影師能夠更加方便地進行航拍操作。可見，這款無人機是一款價格低廉、性能卓越、功能齊全的消費級航拍無人機，是攝影愛好者的理想選擇。

2.大疆Phantom4 RTK。該無人機配備了機載D-RTK技術，能夠與千尋網絡RTK服務或高精度GNSS移動站配合使用，實現厘米級精度的定位。這種高精度的定位能力使得該無人機在航拍、地形測量等領域具有強大的優勢。同時，該無人機支持記錄衛星觀測值及曝光時間數據，提高PPK差分解算精度和可靠性。設計精細，搭載TimeSync系統，實現飛控、相機與RTK時鐘系統微秒級同步。這種同步技術確保了該無人機在飛行過程中能夠準確記錄每一個動作和位置，從而提高數據處理的準確性和可靠性。此外，它還搭載1英寸2000萬像素的COS傳感器，能夠捕捉到非常清晰、細膩的圖片和視頻，這對于航拍、監測等領域的工作來說是非常重要的。由此可見，該無人機集成了多項先進技術，能夠實現高精度的定位和數據處理，同時還具備出色的圖像捕捉能力，這使得它在諸多領域中具有廣泛的應用前景。

OBE理念下無人機輔助測量實踐教學內容的實施

實踐教學平臺是一個創新且實用的平臺，它基于0BE模式，為學生提供了無人機航線設計、像控點布設、數據獲取與檢查、內業數據處理與數字產品制作等數字攝影測量流程的實踐機會。通過這個平臺，學生不僅能夠深入了解和掌握攝影測量的基本原理和方法，還能夠提升他們操控無人機的熟練度和實際生產能力。在實踐教學過程中，學生將扮演主導角色，主動參與并完成各項任務。他們將根據實際需求，進行無人機的航線設計和像控點布設，獲取并檢查數據，然后進行內業數據處理和數字產品的制作。這個過程能夠將理論知識轉化為實踐經驗，提升他們的技術水平和解決問題的能力。此外，實踐教學平臺還將提供一系列的培訓和指導，包括攝影測量的基本原理和方法、無人機操作技巧、數據處理和分析能力等。這些培訓和指導由專業教師和實踐經驗豐富的行業專家提供，為學生提供必要的支持和指導，幫助他們更好地完成實踐任務。具體思路如下圖：

在航空攝影與像控測量領域，學生需要充分考慮無人機的性能參數。此外，像控點布設與量測也是需要仔細考慮的問題，包括像控點的選擇、布設方式以及量測精度等。在航測參數設計階段，學生要關注航測比例尺的選擇以及航測精度的設定等。無人機航飛時，需要考慮飛行速度、飛行高度以及飛行軌跡等因素，確保數據采集的完整性和準確性；在像控點布設階段，學生要選擇合適的地理位置，并根據拍攝目標的特點和無人機的性能參數來設置像控點。這個過程不僅鍛煉學生的空間想象能力和地形地貌識別能力，還提高了他們解決實際問題的能力；在數據質量檢查環節，學生需要對采集到的數據進行預處理、圖像拼接以及精度評估等操作，確保數據質量符合要求，還需考慮拍攝目標的特點以及地理環境等因素，例如，地形起伏以及氣候條件等。這些因素都會對航空攝影和無人機航拍產生影響，因此需要在計劃和設計時進行周密考慮。通過這樣的實踐操作，學生能深入地理解航攝的基本原理和無人機航拍的技術要求，學習如何根據不同的任務需求選擇合適的無人機和相機設備，如何優化航測參數以提高數據質量，以及如何處理和解析采集到的數據等，對于未來的職業發展具有助推作用。

在數據獲取與處理階段，學生必須確保數據的準確性和完整性。這是至關重要的，因為數據的質量將直接影響到后續數據處理的結果。為了熟練掌握各種工具和技術，學生要能夠使用專業的軟件和編程語言對數據進行處理和分析。這些工具和技術可能包括用于處理影像數據的圖像處理軟件、用于提取和解析POS數據的自然語言處理工具、用于控制數據采集的地理信息系統（GIS）軟件，以及用于影像預處理、特征點提取與匹配和空中三角測量的算法和技術。為了能夠正確應用這些工具和技術，學生需要進行精細的調整和優化，以便在數據獲取和處理階段最大限度地提高效率和準確性。例如，在進行影像預處理時，學生需要了解并掌握各種影像增強技術，如對比度增強、銳化、平滑等，以改善影像的質量和可讀性。同樣，在進行特征點提取與匹配時，學生需要熟練運用各種算法和技術，如SIFT、SURF、ORB等，準確檢測和描述圖像中的關鍵點和特征。只有經過這樣全面和專業的數據獲取與處理階段，才能在后續的內業數據處理中得到準確和可靠的結果。這些結果可以作為進一步分析和決策的依據，如進行目標檢測、分類、識別等任務，或者用于構建機器學習模型和進行人工智能應用開發。因此，數據獲取與處理階段的工作是至關重要的，需要學生具備扎實的專業知識和技能，以及高度的細心和耐心。

在數字產品制作階段，學生需要運用專業的數據處理和分析軟件，對采集的大量數據進行密集匹配處理。這個過程需要學生具備高超的數據處理技能，以便準確無誤地匹配數據，并構建出精確的三角網。通過這種方式，可以生成逼真的實景三維模型、數字高程模型、數字正射影像以及數字線劃圖。這些數字產品不僅具有極高的實用價值，而且可以為學生提供寶貴的實踐經驗。在這個過程中，學生還需要具備攝影測量的技能。攝影測量是一種從照片中獲取三維信息的方法，需要學生具備一定的幾何學知識和攝影技巧。通過攝影測量技術，學生可以準確提取出有價值的信息，并將其轉化為數字產品。這種技能在未來的職業發展中具有廣泛的應用前景，因此學生應該認真掌握它并不斷提高水平。通過密集匹配處理和構建三角網等步驟，學生可以更深入地理解數字產品的生成過程，此過程不僅考驗學生的數據處理技能，還能有效提高學生在攝影測量領域的實際操作能力。通過實踐操作，學生可以更好地掌握數字產品制作的關鍵技術和流程，為未來的職業發展打下堅實基礎。

基于OBE理念的無人機攝影測量實踐教學測評

合理的評估方法不僅可以有效激勵實習生，調動他們的學習積極性和工作熱情，還可以避免不公平的待遇和可能的負面影響。在攝影測量實習中，主要可以從以下幾個關鍵方面衡量實習生的表現：出勤情況、工作態度、成果規范以及報告質量。為了更好地培養學生的實踐能力和綜合素養，教師不僅關注他們在實習期間的專業技能表現，還更加重視他們的綜合能力考核。通過加強綜合能力考核，能夠更全面地評估學生的實際表現，并幫助他們更好地認識自己，發現自身的優勢和待提升的地方。

隨著無人機攝影測量技術的飛速發展，學校也可以將這種先進的技術引入到實習教學中。通過結合無人機測繪流程，可以建立一套多元化的實踐考核評價體系，例如，這個體系將全方位地評估學生在實習過程中的表現，從方案設計答辯30%，過程考核，包括低空無人機影像采集、數據處理、數字產品制作考核40%；以及實習報告30%，每個環節都將根據特定的評估標準進行打分，以確保評價的公正性和準確性。通過這樣的考核方式，能更好地激發學生的潛能，培養他們解決實際問題的能力和創新能力。從方案設計答辯環節開始，學生們就需要獨立思考、積極探索，提出切實可行的解決方案。在實習過程中，他們需要學會與團隊成員有效溝通、協作，解決各種可能出現的問題，而最終的實習報告則是對他們整個實習期間工作成果的總結和呈現。

結  語

在OBE理念下，無人機攝影測量實踐教學研究能夠有效地提高學生在無人機攝影測量方面的實踐能力和創新思維，為培養滿足社會需求的創新實踐型人才提供有力支持。因此，在今后教育教學工作中，需大力采用OBE理念，將其應用于實踐教學中，助推實踐教學成功改革，滿足社會對優質人才的需求，為測繪工程持續發展奠基。

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（秦萌：西安鐵路職業技術學院）