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测量学的应用

时间:2023-05-26 17:33:19

开篇:写作不仅是一种记录,更是一种创造,它让我们能够捕捉那些稍纵即逝的灵感,将它们永久地定格在纸上。下面是小编精心整理的12篇测量学的应用,希望这些内容能成为您创作过程中的良师益友,陪伴您不断探索和进步。

测量学的应用

第1篇

一、引言

测量学》可分《矿山工程测量》、《建筑工程测量》、《水利工程测量》、《地质工程等测量》、《交通工程等测量》等,是土建、水利、电力、地质、地理、矿山、交通、规划、国土、房产、市政、港口、航海、农林、资源、环保、防灾、安全等专业的必修课,正式出版的测量学教材有百余种之多。这些教材按出版时间和讲授内容大致可分为经典的测量学、引入了新技术的测量学和现代测量学三大类。经典的测量学系统介绍了传统的水准测量、角度测量、距离测量、直线定向、控制测量、碎部测量、测量误差等基本理论,地形图的基本知识与地形图的测绘方法以及相应专业所需要的测量知识等。但由于出版年代较早,其课程滞后现象较为严重,表现在定位口径窄、内容陈旧、通用性差。上世纪末期引入了新技术的测量学,由于电子测距技术和“3S”技术的发展,一些测量学教材把光电测距、电子测角、全站仪测坐标、“3S”技术等分别作为一节加入到经典的测量学课程中,其优点是测量学内容有了新变化、新发展,其缺点是对新技术、新知识的引入仍停留在原理和概念性介绍的层面,实用性差。现代测量学是把现代测绘技术与传统测绘技术有机地进行融合,把“3S”融合于测角、测距、测高、定位与测设的整个作业过程之中。现代测量学是我们需要建设和完善的目标,也是本文要讨论的重点。

二、测量学教材的定位

非测绘专业测量学的“课程定位”问题,应该由毕业生的就业岗位分析和技能需求分析而定。许多非测绘专业学生毕业后主要从事对应专业的技术、管理工作,他们只有少数人专门从事测绘工作,即便从事测绘工作也往往是管理测绘工作或者是兼职工程测量工作。非测绘专业学习测量学的目的除了要掌握工程测量的基本知识、基本技能,掌握工程测量常用仪器的操作方法外,更重要的是要懂得测量工作的基本要求,领会测绘科学技术在工程建设、工程质量控制和安全生产中的重要作用,要能把测绘基本知识、基本理论和基本方法灵活运用于工程实践。因此,非测绘专业学生还需要了解现代测绘科学技术和地球空间信息学的概貌,并具有组织、管理、协调和监督测绘工作的能力。为之,非测绘专业测量学教材不能定位在经典的以测图为主的测量学上,而应该定位在测绘科学技术或者地球空间信息学的层面上。应该在讲解测绘科学的基本理论、基本技术和基本方法的基础上,全面介绍摄影测量与遥感、地图投影与地图编制、地理信息系统等的研究成果。教材应基本覆盖测绘科学中大地测量、摄影测量与遥感、地图制图及工程测量等学科的理论和技术。编写《测量学》统编教材,一种方案是统一制定测量学基础部分的教材编写大纲,而各专业测量部分仍沿用教材编写习惯分专业编写;另一种方案是综合考虑各专业的需要,尽量兼顾多个专业的特点编写大纲和教材。就第二种方案而言,测量学应适用于土木、水利、地质采矿、交通、房地产、城市规划、地理、环境保护、农林、资源调查等非测绘专业。实际上经典的测量学定位对测绘学科的自身形象也带来了不良影响。因为非测绘专业大部分学生只有测量学这么一门测绘科学的课程,许多人毕业后因为缺乏对测绘科学的全面了解和正确认识,总认为测绘科学技术就是测量学,测量学就是测绘学。他们尚且如此,没有学过测量学的人对测绘科学技术了解到什么程度便可想而知。

三、测量学教材的内容

测量学教材内容应根据测量学教学大纲而组织,测量学教学大纲则应由对测量学的课程“定位”来确定。编写教材大纲和组织教材内容的原则是:(1)按课程体系要求,突出现代测绘教育的特色,以测绘科学技术和地球空间信息学为核心组织基本内容;(2)要合理选择新知识、新技术、新成果,要体现知识的先进性,同时要正确处理传统技术与现代技术的关系,达到教学内容合理、全面。测绘科学技术和地球空间信息学的内容应介绍有度;(3)要注意知识的系统性、连贯性和精炼性,各个章节之间应当尽量精练组合、相互协调、前后呼应、融为一体,避免内容的重复;(4)要注意高等教材的兼容性,体现现代测绘技术在工程建设各行业中应用的针对性,教材应能供多个专业选用;(5)要注意新教材与《测绘学概论》的区别。对测绘学和地球空间信息学为“定位”核心而言,测量学内容应该有:地球空间学科的基本理论;地球空间点位信息的采集工具,测绘仪器的基本原理、用途和使用;点位的测定与测设,地面模型的描述;GIS的概念及其应用;摄影测量与遥感的基本原理和应用;测绘技术的成果成图在不同学科领域的应用等。

虽然近年来已有几种较好的教材出版,测量学教材在内容体系上增添了许多新理论新技术,然而在信息量倍增而学时数不变甚至减少的情况下,如何精选教学内容仍然是一个十分重要的问题。有多位学者已就测量学的教学设计了必修课、限选课和任选课,分学期讲授。但目前多数学校较为现实的做法仍是综合考虑各专业的需要,根据统一的大纲和教材,编写包含必修和选修内容在内的一门课为好。具体而言,必修部分是各专业的教学重点,内容应包括地球空间学科的基本理论;地球空间点位信息的采集工具,测绘仪器的基本原理、用途和使用,点位的测定与测设等。选修部分应按照目前各院校各专业教材编写惯例,按相应专业需要介绍建筑工程、路桥工程、水利水电工程、地质采矿工程、房地产与城市规划、农林、国土资源调查管理与环境保护等专业的测量技术与方法,当然,还应包括地面模型的描述;GIS的概念及其应用;摄影测量与遥感的基本原理和应用等内容。为了让学生了解较多的测量仪器设备,以备毕业后选购、选用,作为附录应增加介绍常用测量仪器的内容;为了让学生了解常用测量仪器使用和维护保养方法,克服非测绘专业学生接触测绘仪器少,测绘实验、实习指导书配套性差,使用仪器不当经常损坏仪器的缺陷,附录中还应增加常用测量仪器使用和维护保养指南;为了让学生了解现行测绘定额和收费标准,为非测绘专业学生进行测绘技术工作和管理测绘技术工作提供帮助,附录中也应介绍测绘定额和收费标准简介等内容。对传统测绘科学技术,只需保留基本理论和基本方法,应大胆删除陈旧、落后、不实用的内容。经纬仪、水准仪及其应用占据篇幅可缩减;平板仪及其应用的内容应少讲或不讲,小三角测量、三角测量应删除。当然,考虑到当前仍处于现代测绘技术与传统测绘技术“新老交替”时期,部分传统测绘技术仍在实际作业中应用,在处理现代测绘技术与传统测绘技术的关系时应体现现代测绘仪器和技术与传统测绘仪器和技术的融合。#p#分页标题#e#

四、测量学教学的组织

根据测量学的定位和教学大纲,我们不难理解测量学组织教学的目的应该是:(1)了解GPS、数字测图、数字摄影测量与RS、GIS的基本知识,学会识图和用图。(2)掌握工程测量的基本理论、基本知识、基本概念、基本技能,学会水准仪、经纬仪、全站仪的操作和使用。(3)学会本专业常用的测量、放样方法和技术,有一定的从事本专业测量、测设的能力。尽管测量学的内容较多,但只要严格按照以上教学目的和要求,组织课堂教学和实践教学也就比较容易。首先任课教师应确保必修部分的基本概念、基本知识、基本理论、基本技能的教学重点,在此前提下可根据不同专业的特点有选择地讲授选修部分。教学形式应区别重点、难点和一般,灵活采取面授、自学、讨论、讲座、参观等多种形式。次之,还应区分专业由针对性地安排1~2周教学实习,当然实习项目不一定局限于传统的地形测图。第三、为了加强教学效果,不同专业还可安排如下教学实验:(1)经纬仪(含电子经纬仪)使用;(2)水准仪(含数字水准仪)使用;(3)全站仪的使用,极坐标法测三维坐标和放样点位;(4)全球定位系统观测及放样(演示);(5)数字测图及地理信息系统成果演示;(6)摄影测量内业成图过程演示等。

第2篇

[关键词]实践教学 测量实验 教学方法

[中图分类号] G420 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2014)04-0076-03

测量学是农科类专业的专业基础课程,是一门实践性很强的课程,理论和实践教学联系十分紧密,实践教学课时占总课时的一半以上。不断深入地进行教学内容及实践教学方法的改革,根据农科类各专业特点及培养方案的要求,要培养更加贴近生产实际的卓越农艺师、卓越畜牧师、卓越草原师的需要,应加大综合性实验教学,增加作业在课程教学中的比重,建立稳定和规范的实践教学基地,是取得良好教学效果的手段和途径。是提高教学水平和质量有效措施。测量学实验和测量学实习是测量学实践教学中的两大主要环节,在课程教学活动中具有重要作用,对学生理解和掌握测量学的理论知识、培养实践技能、提高学生的实际操作能力、提升学生分析和解决问题的能力具有重要意义。

测量学课程在青海大学农牧学院的草业科学、农学、林学等农科类专业中,是一门重要的必修专业基础课。适用的专业多,范围广,实践性强。主要培养农牧业生产方面专业人才,在土地资源管理,农业资源与环境、资源环境与城乡规划、草地建设和管理,园林规划设计、园艺等方面进行调查、勘测、规划、设计等基本测绘工作。

一、实践教学方法改革与实践

测量学是一门实践性很强的学科。实践教学作为本科教学环节中的重要部分,是培养学生实践能力,如:测绘仪器的操作技能、测量数据成果的计算处理及绘图水平和创新能力的重要途径。在教学活动中进一步开展实践教学改革,将实践教学环节与理论教学同步进行,通过实践教学加深对所学理论知识的理解与领会,并用所学理论丰富和发展实践教学活动。通过实践教学使学生理解和掌握测量学的基本知识、基本理论和基本的测绘方法,将理论与实践相结合,从而培养学生解决实际问题的能力和团队协作精神。

(一)实践教学内容的改革

实验教学在测量学教学中占重要地位,是测量学实践教学的重要组成部分,是巩固课堂内容,印证理论知识和训练学生测绘能力的基础环节,也是连接课堂理论和测量实习的中间环节。实验教学对学生的学习能力、创新能力、实践能力的培养也起了很重要的作用,因此,积极地对测量学实验教学进行改革,是提高教学质量,培养学生实践创新能力的重要基础。结合课程教学内容和改革方案,编写关于测量学实验指导的用书,通过调整和增设实验项目,以提高教学质量。目前,测量学主要开设包括水准仪使用、水准测量、经纬仪使用、水平角测量、竖直角测量、视距测量和全站仪使用共8个实验项目(表1)。

测量学实习是对理论教学的深化和补充,是巩固和深化学生对课堂知识理解的重要环节,是实验教学的综合设计应用,是在实习场地集中进行的测绘实践教学,是测绘仪器操作技术、数据计算技巧、处理成果能力、制图水平等综合训练的教学环节。结合农科专业特点,编写了测量学实纲,测量学实习指导书,设计实习方案和项目,主要包括经纬仪地形图测绘,道路及渠道纵、横断面测量。

随着测绘理论和技术的不断提高,以电子水准仪、全站仪、GPS等为代表的现代测绘仪器设备及相应的测绘技术在工程实践中已经得到广泛应用。在农科类专业测量学教学过程中,须将新的测绘技术及时介绍和引入到教学活动中,如:掌握全站仪的使用方法,了解数字化测图的作业模式,使学生及时全面地了解和掌握现代测绘的新技术和新方法。

(二)实践教学手段的改革

实验教学是整个教学过程中的一个重要环节,它通过教师的讲解演示,把理论知识从抽象变具体,将无形的理论变成有形的实践,提高学生学习兴趣,引导学生去理解和探索实践,使他们能够积极投入到实践教学活动中,认真听取教师讲解、细心观摩教师演示,精心实践,获取实验数据,这样既可以使学生掌握相关测量知识,巩固学习成果,又可以培养综合实践能力,取得良好的教学效果。

(三)实践教学方法的改革

在教学过程中,应鼓励学生积极主动地参与教学的各个环节,认真完成实践教学项目,在教学实践中获得知识、提高实践技能、培养团队合作意识。教学活动应从教与学的实际出发,采取灵活多样的教学手段和方法,激发和调动学生学习的积极性、主动性和创造性。通过“理论+ 实践的教学模式”,使学生对课程及专业的认识得到进一步整合提升,在获得扎实的理论知识的同时,强化实践技能的培养。

二、加强测量学实验室及实习基地建设

测量学实践教学的开展必须依托于实践教学基地,为保证实验教学的顺利进行,提升实验教学的水平和质量,必须加强实验室建设和建立项目齐全、功能完善的测量学实习基地,实践教学基地建设对于课程体系建设和课程教学改革具有重要意义。

我校农科专业测量学实验室投入的经费较少,只有常规的测绘仪器和设备,且套数少并陈旧。近几年随着西部大开发,中央支持地方院校项目的实施,逐步添置了电子经纬仪、全站仪。但仪器设备套数少,不能满足教学的要求。为了提高测量学教学水平,测量学实验室需购置大量的仪器设备, 拥有相当数量的全站仪、绘图仪、数字化成图软件、GPS等,使我们测量学实验室的仪器设备有一个大的提升,也为提高测量课实践性的教学质量提供条件。

为更好地开展实验教学,提高实验效果和水平,在校园内建立了部分实验场地,埋设了固定测量点标记和观测目标,能满足部分测量实验内容。实验场地的建立为实践教学创造了条件,我校部分有特征的地形,为实验场地的建设提供了便利条件。根据教学内容和专业的侧重点不同,还需建立如道路及渠道纵横断面测量基地、地形图测绘实习基地等,有了这些实验实习场地,才能保证实验实习的顺利进行,有效地提升测量学实践教学效果和水平。

三、在测量学实践教学改革中的思考

测量学在农科类专业属专业基础课程。要树立该课程在专业中的地位和作用,使学生认识到测量学在专业中的重要性应做到以下几点:第一,要使教学内容与工程实践相结合, 并不断充实更新新技术、新方法,增强教学活力,做到学以致用;第二,要研究教学方法,提高教学质量,调动学生学习测量学的积极性;第三,要与专业相结合,开展产、学、研活动,参与生产实践,可将测量学实习结合到专业生产部门进行,既服务于地方经济,扩大影响,提高自身地位,又解决了教学经费不足和教学基地的问题,调动学生学习测量学的积极性,也巩固和强化了学生的专业思想。例如,我们在1995年为门源种马场40万亩草场划界测量,1998年海西德令哈农业开发项目的地形测绘等,既解决了生产单位的实际问题,又解决了实践教学以及补充测量学实习经费不足等困难,实践教学效果明显,并得到专业部门的好评。

根据教育部关于测绘及相关学科对测量知识的要求和农科类专业培养方案,结合农科类院校的办学及专业设置特点进行认真研究,形成了对测量学课程进行改革与建设的总体思路:教学内容以应用为目的,注重基础性、实用性、通用性、先进性;具有农科类专业特色,突出针对性;在教学过程中大胆创新,理论与实践并重;逐渐完善基础设施,力争培养出基础理论扎实、知识技能先进、动手能力强、社会适应面广的技术性人才。结合并兼顾传统测绘方法的训练与现代测绘技术的实践要求以及专业需求,从测量学实践教学教材内容、仪器设备、实验实习场地等实践教学条件进行深入的分析研究和探讨。加强和提升测量学实践教学的手段和水平,以培养学生的学习兴趣和动手能力,并适应社会发展和现代科学技术应用,培养符合高等教育和市场经济体制需要的农科类专业的基础厚、口径宽、能力强、素质高的复合型人才的目标。

随着西部大开发的深入,城镇化速度的加快,生态建设工程加强,在草地资源、林业资源、土地资源的调查规划,水土保持、园林规划设计等方面对测绘技术要求越来越高,培养农科类专业学生适应现代社会发展和专业要求,为农牧生产、城乡规划、园林规划设计、新农村建设、农业资源与环境调查、土地资源管理、草地建设管理等社会经济建设的专业人才,是测量学实践教学不断改革和探索的动力。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 夏冬君,王世成,陶泽明.测量学课程实践教学改革的研究与实施[J].实验室科学,2012,15(5).

[2] 季如进,过静,葛茂荣.对普通测量学教学改革的几点思考[J].测绘通报,1999,(3).

[3] 李湘键.在实践教学中着力培养学生的团队精神[J].中国大学教学,2008,(11).

[4] 姬玉华,夏冬君.测量学[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,2004.

[5] 李国臣,耿彦峰,杨纪红.立足实践教学环节加强本科生创新能力培养[J].中国大学教学,2009,(6).

第3篇

关键词: 测量学;工程测量;测量机器人

1 学科地位和研究应用领域

1.1 学科定义工程测量学是研究地球空间(地面、地下、水下、空中)中具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的测设实现的理论方法和技术的一门应用性学科。它主要以建筑工程、机器和设备为研究服务对象。

1.2 学科地位测绘科学和技术(或称测绘学)是一门具有悠久历史和现展的一级学科。总的来说,整个学科的二级学科应作如下划分:

①大地测量学(包括天文、几何、物理、卫星和海洋大地测量);

②工程测量学(含近景摄影测量和矿山测量);

③航空摄影测量与遥感学;

④地图制图学;

⑤不动产地籍与土地整理。

1.3 研究应用领域工程测量遍布我国国民经济建设的各个方面,按照工程建设的对象可分为:建筑工程测量、水利工程测量、桥梁工程测量、矿山测量、军事工程测量等;按照工作顺序可分为:勘测设计阶段的工程测量;施工过程中的工程测量和竣工结束后的工程测量这三个阶段。

工程测量在不同的建筑工程施工阶段有着不同的职责,它是工程建设中最基本的工作之一,它为建筑工程的其他相关工作提供服务,同时也是保障施工建筑工程质量的最基本工作。由于工程测量学的研究应用领域非常广泛,很多的学者就工程测量的某一行业进行著书立说的比较常见,而全面涉及工程测量学理论、技术、方法和实际应用的现代专著或教材则尚未出现。

工程测量学的研究领域既有相对的固定性,又是不断发展变化的。笔者认为,工程测量学主要包括以工程建筑为对象的工程测量和以设备与机器安装为对象的工业测量两大部分。在学科上可划分为普通工程测量和精密工程测量。工程测量学的主要任务是为各种工程建设提供测绘保障,满足工程所提出的要求。精密工程测量代表着工程测量学的发展方向,大型特种精密工程建设是促进工程测量学科发展的动力。

2 工程测量仪器的发展和新技术的应用

测量仪器伴随着测绘科学发展而不断发展,工程测量仪器可分通用仪器和专用仪器。随着计算机技术和精密机械技术的发展,通用仪器中常规的光学经纬仪、光学水准仪和电磁波测距仪将逐渐被电子全测仪、电子水准仪所替代。专用仪器主要包括机械式、光电式及光机电(子)结合式的仪器或测量系统,具有高精度、自动化、遥测和持续观测的特点。

2.1 GPS 系统的应用在工程测量的工作中,GPS 技术发挥着至关重要的作用,是以卫星为基础的无线电卫星导航定位系统,它具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能,而且具有良好的抗干扰性和保密性。RTK 技术对传统逐级布网的理念进行了更新,具有点位选择限制少,作业时光短,结果精度高,工程费用低等优势。过去测地形图时,都需要通过在测站上测出四周地貌的碎部点来完成,最少需要2-3 人才能完成该项工作。RTK 技术只需要一人背着仪器在要测的地貌碎部点呆上两秒钟左右,并同时输入特性编码,通过手簿能实时知道点位精度,把一个区域测完后回到室内,由专业的软件接口就能输出所要求的地形图,省时省力,工作效率大大提高。

2.2 地图数字化技术早期的纸质地图不利于保存和使用,信息技术的发展使得各工程测绘部门开始对早期的纸质地图进行数字化的处理工作,方便存取、传输、修改和排版。利用扫描矢量化技术进行地图数字化是提高数字化质量与速度的必由之路,针对大比例尺地形图,大多数扫描矢量化软件能自动提取多边形信息,高效、便捷、保真地对地图进行数字化处理。

2.3 数字化成图技术传统的成图方法难以适应社会发展的需要。测绘向自动化、数字化、信息化方向发展。数字测图取代模拟测图将成为必然。数字化成图技术以其精度高、劳动强度小、便于保存和管理的特性受到了工程测绘人员的青睐。目前数字测图有内外业一体化和电子平板两种模式,主要设备为全站仪、电子手簿等,操作方便,成图效率高,现场可以方便、及时发现和纠正出现的错误和遗漏的信息,这是传统测图方法所无法比拟的,是一种理想数字测图模式。

2.4科傻系统科傻系统(COSA)是“地面测量工程控制与施工测量内外业一体化和数据处理自动化系统”的简称,它使工程测量行业发生了革命性变化。该系统由两个子系统组成:“基于掌上型电脑的测量数据采集和处理系统”(简称COSA-HC),该系统的最大特点是自动化程度高,通用性强,处理速度快,解算容量大。该子系统具有水准测量、二、三维控制、碎部测量、道路测设、工程放样等测量作业模块;具有小规模水准网、二、三维工程网的平差功能;具有文件管理和数据通信功能;该系统灵活方便,适合外业环境。其自动化表现在通过和COSA 子系统COSAHC相配合,可以做到由外业数据采集、检查到内业概算、平差和成果报表输出的自动化数据处理流程;其通用性表现在对控制网的网形、等级和网点编号没有任何限制,可以处理任意结构的水准网和平面网,无须给出冗余的附加信息;其解算速度快,解算容量大表现在采用稀疏矩阵压缩存储、网点优化排序和虚拟内存等技术,在主频166MHz 的586 微机上,解算500 个点的平面和水准控制网不到1 分钟;在具有20MB 剩余硬盘空间的微机上,可以解算多达5000 个点的平面控制网。

3 工程测量学的发展展望

①全球定位系统(GPS)技术、RTK、CORS 测量技术的广泛应用。随着社会的发展,科学技术的不断创新带来了现代测量技术的不断推陈出新,工程测量领域广泛应用GPS、RTK、CORS 等现代的数字化测绘技术,不但加大了工程测量的精确度,而且降低了在野外进行工程测量的难度。②测量机器人的应用范围进一步扩大。③工程测量将从土木工程测量、三维工业测量扩展到人体科学测量,如人体各器官或部位的显微测量和显微图像处理。④大型和复杂结构建筑、设备的三维测量、几何重构以及质量控制将是工程测量学发展的一个特点。⑤数据处理中数学物理模型的建立、分析和辨识将成为工程测量学专业教育的重要内容。

工程测量对于工程施工的各个环节都起着至关重要的作用。如果没有工程测量人员的参与,工程的施工人员也将无法开展施工工作。在信息社会里,工程测量学的作用日益重要。因此,对测量工作要高度予以重视,大力提高我国测量的技术水平。

参考文献:

[1]张正禄,吴栋才,等.精密工程测量[M].北京:测绘出版社,1993.

[2]张正禄,黄全义,等.从“科傻”系统到全能型全站仪[J].东北测绘,1998(1):5-7.

[3]张正禄,黄全义,等.全站式地面测量工程一体化自动化系统研究[J].武汉测绘科技大学学报,1999(1):79-82.

第4篇

关键词:人体建模;人体测量学;曲面仿真;参数设计

中图分类号:TP391文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)34-1741-03

A Real-time Method for Parameterized Human Body Modeling Based on Anthropometry

ZHANG Hong-ming1,2

(1.Software School, Xiamen University, Xiamen 361005, China; 2.Longyan Cigarette Factory, Xiamen 364021, China)

Abstract: The traditional individual 3D virtual humand modeling method has drawbacks of mass data and complex post-processing. It does not suit the Web application. The research presented in this paper is to propose a novel real-time approach of 3D human parameterized modeling based on anthropometry. According to the principle in Anthropometry and Anatomy, the model surface are divided into several parts.The human cross-section of torso and limbs are simulated by surper-ellipse curvers. Some feature points are selected from supre-ellipse curvers to generate the Nurbs surfaces of torso and limbs. A hiberarchy parameterization driven mechanism based on Anthropometry data is used to calculate parameter values during the humand model generating.The experiment result indicates that the method is flexible, little data quantity, easy-control, realistic and exact, and fit for many Web applications such as virtual image-building, virtual human motio and virtual try-on.

Key words: human modeling; anthropometry; surface fitting; parameterization

1 引言

近年来,随着网络技术的发展及服装销售模式向网络个性化消费模式的转变,个性化的人体建模一直是人们研究的热点之一。当前获得个性化人体模型常用的方法是用三维激光扫描仪获得人体三维点云数据,再对点云数据进行处理 [1-4]。这种方法建立的模型通常有比较高的精度,但建模速度慢、对场地和设备要求较高,无法满足实时要求的个性化服装展示及定制的场合。如在网上定购服装或进行虚拟试衣的环境下,应用激光扫描或其他需要复杂的处理程序的方法明显是不适合的。在网络服装销售和其他需要个性化形体展示的应用中,快速、低成本的基于特征的个性化建模方法具有很好的发展前景。该文提出一种基于人体测量学数据的方法来创建个性化三维人体模型,不仅使用简单并且具有快速便捷的优点,非常适合网络应用。

2 人体测量学在人体建模中的应用研究

人体测量学是一门关于人体测量的生物学科学,它系统的研究人体不同的面貌和身体形态。通过系统地收集人体测量数据,人们可以对不同组群的人体进行多种统计学上的研究。在基于人体测量学参数化建模方面,早期的工作见于Grosso的研究[5],Grosso用圆柱来表示身体模型。根据关节位置,模型被分成几个部分,每个部分参数化为三个主要的测量量:高度、宽度和深度。根据预先存放好的人体测量度量改变模型的参数,将产生不同的模型。1994年Azula等人提出了人体测量学数据缩放系统(Spreadsheet Anthropometry Scaling System)[6],这个系统依据人体测量统计数据生成虚拟人体模型,主要用于人机工效学的应用。用户可以在这个名为“JACK”的系统中创建适当比例的人体模型,并对模型进行控制调节。H.seo 随后将类似的方法应用于人脸的生成[7]。DeCarlo [8] 借助变量模型技术,将人脸建模的问题看作是生成一组人体测量学数据的问题,使生成的人脸能尽可能的反映测量数据。王维等在Jack软件中建立了基于国标人体测量学数据的人体模型动态缩放子系统[9]。这些技术大多需要复杂的计算模型和模板,不适合网络应用。

3 基于人体测量学的三维人体快速建模技术研究

本方法采用的人体测量学数据来源于采用美国[TC]2 公司的三维人体测量仪测得的78项人体测量项目。该方法可以根据客户输入的几个测量尺寸参数如:胸围、腰围、肩宽、等人体特征参数、快速产生满足规定尺寸条件的人体模型。产生的模型为符合VRML2.0中的H-Anim 标准的人体模型[10]。建模流程如图1所示:首先用超椭圆或椭圆组合曲线仿真人体各部分横截面,根据人体测量学和人体解剖学的统计规律推测建模所需的其他参数。然后根据参数和各特征点用多个Nurbs曲面进行拟合,在对多个Nurbs曲面进行拼接后,最终得到个性化的三维人体模型。

3.1 模型分割和参数选取

根据人体不同部位的解剖学的特点,将模型分成6个部分,分别是头、躯干、上肢、下肢、手、足。其中躯干是体现人体体型特征的主要部分,包括肩部、颈部、胸部、腰部、臀部。根据人体测量学选取 8个代表人体特征的参数,如表1所示。这些参数为人们日常生活中所熟识,不但易于自身测量,而且容易记忆。人体建模将应用这些测量参数通过人体测量学统计数据及人体美学的比例推算出其他建模所需要的测量参数。头和手、足由于造型结构复杂,用三角网格模型通过变形得到。

3.2 造型曲线设计

人体的水平截面有类似于超椭圆的特点,应用椭圆进行人体建模,可以到很好的效果,本文应用超椭圆仿真人体各横切面轮廓曲线,超椭圆参数方程:

超椭圆具有表达式简单、控制参数少(a,b,s),对称性强,曲率变化连续,具有较强的覆盖特性等诸多优点[11],我们应用超椭圆及超椭圆的组合完成胸围截面、腰围截面、臀围截面、及四肢截面的拟合来达到人体横截面造型的效果。举胸部为例。胸部是人体主干部位最为复杂的部分,因为前胸和后背具有二峰性,但峰值是不相等的,如图2所示,应用4个相切的椭圆A、B、C、D来仿真胸围截面。选取切点及其他特征点(如图用黑点表示),用Nurbs曲线拟合胸围如图3所示。

图2 用椭圆相切仿真胸围线横截面 图3 用Nurbs曲线拟合胸围

该模型的优点是胸围线的形状可以通过简单的参数灵活控制,如可以调整A、B、D的横轴来改变胸前的深度;调整A、B、C的横轴来改变胸背的平滑度;调整A、B的横轴来改变胸的宽度;调整A、B的纵轴来改变胸的厚度。与胸部形状相比,腰部、臀部和四肢截面形状简单。根据腰部截面和四肢截面前后弧度不同的特点,采用两个共横轴的超椭圆合并,进行仿真。图4为躯干部分三围造型曲线与成年女子躯干相应横截面轮廓对比。图5为根据躯干各造型曲线特征点用Nurbs曲面拟合的模型。

3.3 参数驱动设计

参数驱动设计目的是根据输入主要的参数,推测出其余人体建模需要的数据。参数驱动采用参数驱动树的形式,用层次的方法加以实现。根据人体测量学将建模所需要的参数分成四个层次。

第一层为输入参数,称为主动参数。第二层次为整体定位驱动。即由主动参数驱动各造型曲线在人体横截面中心的高度和位置。第三层次为局部造型驱动,即各造型曲线形状驱动。在整体定位的基础上,驱动决定各造型曲线形状的参数。如根据胸围长度、年龄、性别计算胸宽、胸厚即超椭圆的长短轴、权值等。第四层次特征点定位驱动,定位人体表面特征点,对模型进行调整。如根据如局部造型计算肩胛股点、髂前上棘点等位置。

以上四个层次的驱动用两类技术实现。一类为通过人体比例学、美学驱动,如高度方面的参数,一类是通过对人体测量数据库的数据的分析,应用因子分析、相关分析和回归分析进行推算。

3.3.1 基于人体解剖学比例的参数驱动

根据人体各部份之间存在固有的比例关系进行整体定位参数驱动。根据“头高说”,人体各部分水平截面位置如图6所示。按比例可以迅速推算出胸围线高、腰围线高、臀围线高、肩高、以及上臂长、前臂长、大腿长、小腿长,等参数数值。应用“黄金分割律”可以推测局部关节点的位置。如肘关节是肩峰到中指中点之分割点。通过比例关系驱动可以大大降低参数驱动模型的复杂性,提高建模速度。

3.3.2 基于人体测量数据库的参数驱动

人体各部位的尺寸变化不是独立的,而是存在着相互的联系。通过对人体测量数据库测量数据的分析,可以确立各参数间的关系和推算规则。局部造型驱动依据这些关系和规则产生其他参数。如胸部的局部造型,给定的年龄段、性别、胸围长度,通过对数据进行因子分析,相关分析和回归分析可以推算出其他决定胸部造型的参数,如胸宽、乳间距、上下胸围长度等。

举胸部局部造型驱动部分为例:实验样本为成年女子200 人,年龄段为20~30岁。测量项目为采用美国[TC]2 公司的三维人体测量仪测得78项人体测量项目,经过因子分析,选取X1胸围;X2 胸宽;X3上胸围;X4下胸围; X7 乳间距为同一参数组。对各参数进行相关分析,选取显著性α=0.05( 可信度为95%),相关系数如表2。

从表2中可看出,5个项目间的相关性都很强,相关系数都超过0.5。表3为应用一元回归分析由胸围推测胸部其他参数的回归方程:

S2=S1×0.339+8.268; S3=S1×0.847+0.791

S4=S1×0.740+9.201; S5=S1×0.158+4.422

我们可以应用一元或多元回归的方法得到更多的推算表达式,前提是人体测量数据库包含的人体测量记录必须足够大。

4 三维人体快速建模方法实现

我们用VC++6.0 OPENGL 在windowXP系统上实现了一个三维人体模型快速定制系统, 测量数据为采用美国[TC]2 公司的三维人体测量仪测得78项人体测量项目(不包括体重)。数据库为sqlserver2000。如图7所示,根据用户输入的参数值(如表4)创建的三维人体模型。系统运行结果表明,该建模方法具有速度快、数据量小、控制灵活等特点。

5 结论及展望

基于人体测量学的建模方法可以实现快速创建个性化的人体模型,具有以下优点: 1) 数据量小、算法,简单适合Internet应用。建模前期准备工作主要是人体测量数据的分析,为一次性工作。2) 模型控制性强,大小符合输入参数量的描述,并且形体美观的效果,适合于形体展示。3) 模型可以较准确地提供骨骼关节位置(H-Anim 标准)和特征点,有效支持运动模拟和虚拟试衣的碰撞检测。4)参数驱动机制灵活,通过增加输入参数项目可以得到更为精确的人体模型。

下一步的研究将在对测量数据的分析基础上,定位特征点,根据人体表面特征点对人体进行更精细的刻画,如胸窝、锁骨等,让模型更准确地反映不同体型、种族、地域的特点。随着我国人体测量尺寸数据库的不断丰富,基于人体测量学的建模方法的应用将会越来越广泛,具有对网上服装展示及其他形体展现的发展具有重要的意义。

参考文献:

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from range scans[C]//Proceedings SIGGRAPH,Addison-Wesley,2003.

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[4] Seo H,Thalmann M N.An Automatic Modelling of Human Bodies fromSizing Parameters[C].Proceedings SIGGRAPH symposium on Interactive 3D Graphics,2003:19-26,234.

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[6] Azuola F,Badler N I,Ho P,et al.Building anthropometrybased virtual human models[C].Proc IMAGE VIIConf,Tuscon,AZ,June,1994.

[7] Seo H,Yahia-Cherif L,Goto T,et al.GENESIS: Generation of EPopulation

Based on Statistical Information[C]puter Animation,IEEE Computer SocietyPress,2002:81-85.

[8] DeCarlo D,Metaxas D,Stone M.Ananthropometric face model using variational techniques[C].Proceedings SIGGRAPH ’98,Addison-Wesley,1998:67-74.

[9] 王维,李焱,贺汉根,基于国标人体测量学数据的虚拟人缩放方法[J],计算机仿真,2006(7).

第5篇

关键词:教学改革;工程测量技术;地籍测量学

前言:“地籍测量学”课程是高校工程测量技术专业的主要课程,具有技术性、理论性和实践性的综合特征,“地籍测量学”以土地为主要研究对象,研究土地及其附着物的质量、成分、位置等信息,并通过现代遥感技术、测量技术、数据图集的方式为政府相关部门的管理工作提供重要的数据资料和科学依据。随着社会经济的快速发展,我国对土地的需求量也呈现逐年上升的趋势,在新的时展形势下,土地管理工作将逐渐朝着规范化、科学化和数据化的方向发展,在这种现实情况之下,地籍测量的理论内容、实践方式也应不断与时俱进,迎合时展的潮流,加快工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革,为工程测量技术专业学生提供全方位的教育方案。因此,采取何种途径实现工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革成效的最大化,成为相关教育工作者亟待解决的重要课题。

一、工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革的必要性

工程测量技术专业“地籍测量学”教学改革是贯彻和落实高职教学改革的重要举措,是素质教育推行下高校进行课程教学改革的必由之路,更是我国社会主义现代化建设的客观需要[1]。目前,我国正处于改革的攻坚阶段,工程测量技术专业“地籍测量学”作为高校理工科教育体系的重要教育内容,在素质教育改革的时代背景之下已初见成效,但是改革并不是一蹴而就的,随着改革进程的不断深化,“地籍测量学”课程教学的部分弊端也逐渐暴露,成为制约“地籍测量学”课程教学质量提升的重要因素,主要表现在目标、内容、教学模式、方式和实践环节五方面,教学目标缺乏一定的针对性,难以积极有效的提升学生的整体能力水平,教学内容、模式和方式单一,同时实践环节存在一定的脱节现象,难以实现“地籍测量学”课程教学效果的最大化[2]。与此同时,我国第二次全国土地调查的完成,为“地籍测量学”课程教学改革指明了方向,地籍管理成果水平的提升进一步推动了工程测量技术专业“地籍测量学”课程改革的进程,在我国土地调查发展的新形势之下,“地籍测量学”要加强课程教学改革,为我国土地调查事业的发展提供综合型的高素质人才。加强工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革,能够为学生的全面发展提供重要的教育方案,通过一系列教学改革内容的推行与实施,有利于实现理论教学与实践教学的环环相扣,在提升学生文化素养的同时,强化其地籍测量的实践能力,实现“地籍测量学”课程教学效果的最大化。由此可见,工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革对我国社会发展、学生个人发展均具有重要的现实价值,改革之路迫在眉睫。

二、工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革的途径

(一)教学目标转变。高校教育工作者要加快教学目标的转变,为工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革奠定重要的思想理念基础。在“地籍测量学”课程教学过程中,教师要针对工程测量技术专业学生身心发展的实际情况,制定科学化、人性化和合理化并存的课程教学方案,为学生地籍测量能力的提升提供重要的教育指导规划。高校教育工作者要把以人为本科学发展观作为“地籍测量学”课程教学改革的指导思想,形成以生为本的课程教学理念,重视学生在课堂教学过程中的主体地位,充分发挥学生的主观能动性,最大限度地调动学生“地籍测量学”课程学习的主动性和积极性,提高学生的学习热情,同时,教师要实现观念的良性转变,实现面向专业到面向市场的理念转变,实现以理论为主导理论与实践结合的教学观念转变,保证当前教学目标符合地籍测量的发展现状,进一步提升课程教学质量与水平。(二)教学内容体系。高校教育工作者要科学配置教学内容,进一步优化课程教学结构,为工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革提供精细化的教学资源,进而实现课程教学改革成果最大化的目的。在教学过程中,要加强教学内容与生活实际的有效联系,将地籍测量与地形测量、控制测量、数字测量、工程测量等基础性课程相结合,构建完整的地籍测量网络体系,为学生地籍测量能力的提升提供重要的知识脉络。同时,“地籍测量学”课程以土地为主要研究对象,研究土地及其附着物的质量、成分、位置等信息,并通过现代遥感技术、测量技术、数据图集的方式为政府相关部门的管理工作提供重要的数据资料和科学依据,因此,教材的内容要具有现势性,能够准确反映当前测量技术的最新成果,并且将传统测量技术与现代测量技术紧密集合,增强教学内容的时代内涵。(三)课堂教学改革。加强课堂教学体系改革,构建多元化的课堂教学模式,注重对学生的引导与启发,为工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革提供科学化的教学模式。对于工程测量技术专业学生而言,其具备一定的专业能力和实践能力,因此,在课堂教学过程中,要将教学重点逐步偏向地籍调查与建库的相关内容中。第一,教师要对地籍的概念进行着重讲解;第二,调查部分,教师要对权属调查、利用现状调查、条件调查的具体内容进行深化理解;第三,测量部分,对于地籍控制测量要着重讲解其技术指标及特点,而在界址点测量方面要重点讲解影响其精准度的相关因素,提高测量的准确性和真实性;第四,绘制量算部分,要对所绘制区域的情况特点全面地把握,并通过实例讲解面积的计算方法;第五,建库部分,以CIS为途径实现信息化管理的多元化应用[3]。同时,要创新教学方式,充分利用多媒体信息技术,为学生呈现更为直观的教学内容,提高教学效率。(四)实践教学环节。重视教学实践环节对“地籍测量学”课程教学质量的推动作用,加强地籍测量理论与实践环节的紧密联系,进一步提升学生的实践应用能力、创新能力,为工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革提供广阔的教学发展空间,构建有效课堂,实现教学效果的最大化。“地籍测量学”课程是一门专业性和实践性很强的学科,在当前素质教育的培养模式之下,培养学生的实践能力、应用能力则显得尤为重要,有利于学生的全面发展。在实践性教学过程中,高校教师要明确“地籍测量学”课程教学目标,将促进学生综合能力的提升为实践教学的出发点和落脚点,精心设计、合理安排“地籍测量学”课程的教学内容,优化配置实践方案,构建以生产实习为主的实践教学模式,教师可以结合学生在课堂教学中反馈的内容进行有针对性的教学指导,提高学生实践工作的完成效率。(五)课程考核机制。创建多元化的课程考核评估机制,为工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革提供重要的教育决策依据,进一步提高“地籍测量学”课程教学的可行性和实效性。传统课程考核评估机制以分数为学生各项能力评估的关键性指标,将试卷考试的方式作为考核评估机制的主要途径,但是在素质教育的时代背景之下,这种传统化的考核方式难以适应当前高校学生综合发展的新形势,因此,要坚持定量分析和定性分析的原则,逐步扩大课程考核机制的内容,将实践能力、分析能力、创新能力等纳入考核范畴之内,同时,要创新考核方式,注重理论知识考核和实践技能考核并行,理论知识考核可以通过笔试考试和口试考试的方式对学生的综合能力进行系统化的评估,实现“地籍测量学”教学质量的稳步提升。

综上所述,当前社会的发展速度越发迅猛,教育的改革浪潮也在新时期环境下拥有了更为强劲的动力。当代高校更加倾向于专业技能与综合素养人才的培育,故此,工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学体系的实践改革亦成为新教育环境下的大势所趋。工程测量技术专业“地籍测量学”课程教学改革应当遵循框架思维,通过教学内容体系的转变,整合课堂教学改革,并作用于实践教学环境,转变课堂考核机制,以此不断促使“地籍测量学”课程教学更加符合新课改教学诉求。

作者:杨李 单位:安徽水利水电职业技术学院

[参考文献]

[1]刘小春,彭志良,金国钢.推进工程测量技术专业课程改革的几点做法[J].昆明冶金高等专科学校学报,2015,(01):70-76.

第6篇

【关键词】创造性思维模式,工程测量学,应用

一、引言

目前,高等教育的人才有创新型人才、应用型人才和高素质劳动者三个层次。第一类主要由国家所属的研究型大学和省属研究型大学培养,第二类由普通本科院校培养,第三类由高职、中职院校培养。新建本科院校一般应定位于研究型大学与职业院校之间,属于应用型大学。宿州学院作为新建本科院校,以就业为导向,以服务社会为目的,确立了“厚基础、强技能、高素质”的应用型本科人才培养目标。

面对日趋激烈的竞争,测绘用人单位倾向于聘用具有创新能力的学生。鉴于此,本文基于创造性思维教学模式对《工程测量学》展开课程教学改革,以学生为中心,从师生角色转变、课程教学设计入手,注重理论联系实际、创新能力的养成,使其掌握扎实的理论基础和过硬的实践技能,培养基础广、知识面宽、能力强、素质高的应用型创新测绘人才,增强学生就业竞争能力,满足社会和用人单位所需。

二、社会对应用型创新人才的需求

学生是否掌握测绘相关岗位所需的理论知识、测绘技能及创新思维能力,解决实际工程中所遇问题,是培养应用型创新人才关键所在。应用型创新人才必须具备以下几方面的基本能力:

1.扎实的理论功底。只有具备深厚的基础知识,才能多渠道汲取知识,综合运用知识思考问题、敏锐地发现问题本质,找到问题的解决办法。在大学四年本科学习生涯中,不仅要一如既往重视英语、数学、计算机等课程的学习,打好公共基础关,扩大人文社会科学知识,还要打好专业基础课,积极关注学科领域前沿知识,才能激发创造思维,不断丰富、更新自身的知识架构。

2.过硬的实践技能。理论与实践相结合,是培养应用型创新人才的重要方式。《工程测量学》课程从根本上说,其主要任务是运用测绘仪器解决工程规划设计、施工建设、运营管理三阶段的测量工作,具有很强的工程性和实践性。实践出真知,注重社会需求调查和岗位分析对人才知识、能力、素质的需求,面向市场,以应用为主旨,把好实践环节项目设置关,狠抓实践技能训练,使学生在有深厚的理论知识下,具有过硬的实践技能。

3.树立创新意识。学生不仅要掌握一定的理论知识和实践技能,还要具备创新观念,能够生产新知识。通过积极关注国内外学术研究动态,扩大知识面,关注面对一些工程实际问题,能大胆提出新思想、新方法。显然,只有那些具备扎实的理论基础和过硬的实践技能的人才,能正确地把理论研究应用到实际工程中,才能有效表达创新意图,将书本知识转化为实际工作能力,实现知识向生产力的转化。

三、创造性思维模式概述

人类根据已有的知识和经验,从某些事实中进一步找出新关系、寻求新答案,这样的思维活动属于人类思维的高级阶段,即创造性思维。创造性思维概况起来主要具有新颖性、综合性、突跃性、变通性、独创性和价值性等特征。

创造性思维教学是为培养创造性思维能力的教学。其存在创造问题性解决的教学模式、问题解决型教学模式、多元才能发展教学模式、创造性思维教学三段模式四种形式。ATDE创造性思维教学模式在学生原有的知识和经验基础上,通过“问(Asking)”“想(Thinking)”“做(Doing)”“评(Evaluation)”四步训练,培养学生的创造性思维能力(包括敏锐力、流畅力、变通力、独创力及周密的思维能力等“五力”)。

四、《工程测量学》课程教学中创造性思维的应用

工程测量学是测绘学的重要分支。它是继《测量学》、《数字测图原理与方法》、《误差理论与方法》、《控制测量》等专业课程之后的又一门主干课程,其理论与实践并重。

1.教学过程中,师生角色转变

在创造性思维教学模式下,教学的中心从过去的“教”转移到“学”, 学生则由过去被动的接受者,成为问题主动探究者。教师在教学过程中,重在引导,说明思维和推理的过程,引导学生发现问题、分析问题,重视并培养学生学习的自主能力,激发其创新与创作热情,掌握良好的学习方法,发挥其主观能动性,进而创造性地解决问题,使得教学达到理想的成效。

2.创造性思维教学活动设计

(1)课程教学目标:按照知识、能力、素质的要求,培养学生掌握工程测量的基本理论知识和基本技能;掌握带测绘仪器和相关专业软件的操作技能,独立思考和分析解决问题的能力;具备良好的职业道德素质,较强人际交往能力,形成爱岗敬业、踏实肯干的专业素养。

(2) 课程教学内容优化。教学内容优化是课程教学改革的核心问题。目前,该课程选用武汉大学张正禄教授的《工程测量学》教材,主要是围绕工程建设的三个阶段规划设计、建设施工、运营管理中的测量工作来编写。《工程测量学》应结合测绘发展方向,以社会实际需求为依据,明确课程线路测量、建筑工程测量、桥梁工程测量等几条脉络主线。并搜集工程案例,将近年来的一些新仪器和测绘新技术穿插到教材相应章节,让学生了解新测绘仪器和大型工程案例,贴近社会生产实践,领会理论的产生是源于对实际工程的总结。

工程测量的实践内容要贴合工程实际情况,侧重于知识和技术创新,注重应用型测绘人才能力的开发与培养,诸如:掌握控制网布设原则及布置要求,完成测设任务,进行场地平整测量,学会土方量计算,学会坡度线测设,一般高程法放样,建立回归方程对变形监测数据进行处理等。

(3)教学方法革新。教学方法是提高教学质量的重要手段。从应用型创新人才培养的层面来看,迫切要求改变旧的教学手段与观念,在教学中,以学生为中心,教师要运用多种教学方法,案例法、讲授法、小组教学法等。针对典型工程进行分析、研究,积极开展体验式教学,以使学生在掌握工程测量学的基本理论基础上,紧密联系实际,熟悉将来要工作的环境,提高学生的综合业务素质。

(4)教学质量评价体系构建。教学过程是师生双向互动的过程。积极开展教师对学生学习情况的评价,综合工程测量学课程特点,构建学生评价、教师互评、督察组评教相结合的教师评价方式与教师对学生学习评价长效教学质量评价体系,确保及时发现教学过程中存在的问题并改之,督促教师全面提高个人业务素质,学习积极投入学习,提升教学质量。

基于创造性思维模式,学生首先带着疑问如何实测高程进行土方量计算,然后借助相关实验器材,设计方案用仪器测得高差信息,进而付诸实施实地测量高程。各小组依据各自方案比比哪组测量的更精确,方法更甚一筹,最后对实测的高程基于方格网进行土方计算,对手工计算方法和cass软件计算结果进行比较看有无差异。教师结合各小组实验方案实施可行性、实测高程时仪器操作熟练程度、计算土方过程严谨性及绘图质量等综合评价小组表现,完成“问-想-做-评”创造性思维活动训练。

五、结论与建议

基于创造性思维模式践行《工程测量学》教学改革,在教学活动中进行师生角色转换、优化课程教学内容、革新教学方法、构建教学质量评价体系来提高教学质量。在此基础上,提出以下几点教学改革建议:

1.制定新的教学大纲,编写实验讲义。宿州学院作为新建本科高校,成立专门的编审组每两年为一周期对培养方案进行修订。工程测量学实验重点通过实验项目训练,掌握典型工程中测量工作,为学生将来从事生产、科研等专业技术工作打下了必要的基础。为了提高实验教程实用性,方便教学,进行自主编写,在确保教材内容具较强学术性的同时,也要注意与实际的联系。

2.强化师资队伍创新意识培育。强化教师队伍建设,是新建应用型本科高校发展战略的必然选择。教师通过不间断的学习,具备创新意识,把创新作为组织教学的出发点,从教学理念、教学方法与手段、教学内容几方面入手着手研究创新,以适应教学环境的变化并重新塑造自己,有意识引导学生养成创新的学习方法。

3.建立严格的教学管理机制。严格的教学管理是保证应用型创新人才培养的重要环节。学生学了获取理论知识和实践技能,培养创新意识之外,尤为重要的是养成良好的纪律观。依据学生在教学过程中学习态度、学习纪律遵守情况、仪器操作熟练程度、完成任务的实习任务的质量、爱护仪器等情况对学生学习全过程进行合理考核、评价,严肃考风、考纪,形成公平竞争良性的教学管理机制,促进教学质量的全面提高。

参考文献:

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[2]李吉英.应用型人才培养模式下地理信息系统专业《测量学》课程建设[J].测绘与空间地理信息.2013.36(7):45-46.

[3]王伟民,段安平.创造性思维学[M].西安:西安出版社.2010:13-16.

[4]李晓燕,桑青松,陈玮.创造性思维教学理论在高职高专英语教学中的应用[J].当代文化与教育研究.2007.3:99-101.

第7篇

关键词:《地籍测量学》;课程教学改革

1前言

“地籍测量学”主要是通过图、数、表的形式来表示土地及其附属物的权属、位置、数量、质量和利用现状等土地基本信息。目前,各个国家对地籍测量系统有着很大的兴趣,而且在这个系统方面做了很多工作。针对《地籍测量学》课程,结合测绘技术的发展和用人单位的需求,及时修订教学大纲,对理论教学和实践教学的内容和方法进行整合和优化。有利于培养综合素质高、动手能力强的测绘高级工程技术人才。

2教学内容的优化与调整

2.1新的教学内容体系的建立

传统地籍测量学课程包括两个方面的内容,即土地权属调查与地籍测量。地籍测量学作为一门独立的分支学科,为满足现代地籍测量实务的需要,笔者认为该课程应涵盖以下内容:土地权属调查;地籍测量;地籍信息系统的建立,数据统计、分析;房产调查与测量。

2.2新的土地调查规程对地籍测量学教学内容的影响

新的地籍测量学虽然也包括土地权属调查与地籍测量,但与传统的地籍测量学在具体内容上有诸多不同之处:①目前的土地权属调查与地籍测量要遵行新的法律法规和新的技术规程;②传统的土地调查包括土地权属调查、土地利用现状调查和土地条件调查。但就目前土地调查实践而言,这种内容上的划分已不符合土地调查的实际情况。

2.3现代测绘技术发展对地籍测量学教学内容的影响

传统地籍测量的内容包括地籍控制测量、地籍碎部测量、地籍图测制和面积量算等内容,现代地籍测量技术在内容上已发生了实质性的改变。与地籍测量相关的现代测绘技术主要包括GPS技术、全站仪测量技术和摄影测量技术。GPS技术用于控制测量已成为当今主流,GPSRTK技术可用于低等级的地籍控制测量和界址测量;全站仪技术广泛应用于当今的地籍界址测量,亦可采用“一步测量法”进行地籍控制测量和界址测量;全数字摄影测量技术在地籍测量中发挥越来越大的作用;新的GPS/PDA技术在土地调查中已有一定应用。

2.4数据管理对地籍测量学教学内容的影响

现代地籍测量数据的处理已发展到自动化,数据库和管理信息系统的建立已成为发展趋势,地籍信息系统在土地管理中发挥着越来越重要的作用。《第二次全国土地调查规程》规定,土地调查后期要建立互联共享的覆盖国家、省、市(地)、县四级的集影像、图形、地类、面积和权属为一体的土地调查数据库及管理系统。笔者认为土地利用数据库的设计、外业成果的入库,这些内容和以前的课程有明显不同,应该在课程教学中给予重视。土地利用数据库的设计依据主要有国家相关部门的最新的《土地利用数据库标准》《城镇地籍数据库标准》《第二次全国土地调查数据库建设技术规范》《第二次全国土地调查国家级数据库及管理系统建设总体方案》等。这些标准、规范和方案的主要内容要在教学中体现出来。例如,数据入库前要检查采集数据的质量,合格数据方可入库;数据检查主要包括矢量数据几何精度和拓扑检查、属性数据完整性和正确性检查、图形和属性数据一致性检查、接边精度和完整性检查等。在教学过程中要结合土地调查的实际情况,给予全面的讲授。

3教学方法和手段改革

3.1多媒体与板书相结合

地籍测量课程具有大量的知识和信息,大量的描述性内容,加上新的测绘技术的应用,在有限的理论课中,应充分整合地籍测量的系统理论体系,采用多媒体与板书相结合的方法。对理论性、叙述性、学科间的交叉比较等内容,如概念、现代地籍测量技术的GPS定位原理、地籍图和地形图的差异,应采用多媒体教学;并进行推理,分析和计算的内容,如总面积计算和分配,土地面积的测量和调整,土方量计算方法等,可以用来解释主要的写作教学方法。将多媒体与板书有机结合,可以激发学生的积极思维,参与课堂教学,有利于培养学生分析问题和解决问题的能力。

3.2教师教授与学生独立思考相结合

在理论教学时间有限的情况下,教师只有利用教学手段才能取得进步,只能被动接受,不能取得良好的教学效果,不给学生思考的时间。在开设课程前,以地籍测量的形式提出的问题和就业方向和总结,将大大提高学生的积极性。在教学中,学生适当思考的时间和学生参与课堂提问的方式将使教学工作在和谐的气氛中顺利进行。

3.3理论教学与地籍测量实务相结合

地籍测量是具有法律意义的行政技术行为,其结果在被确认后具有法律效力。与其他专业课程不同,该课程必须纳入最新的土地、财产等法律法规,并纳入最新的地籍测量技术规范。除掌握基础理论和知识外,还应根据地籍测量和实践的特点,掌握地籍测量的实际操作技能,培养实践能力。我们要转变实习思想,提高学生的动手能力.在实习中,要以学生作为教学的主体,让学生自己动手操作仪器,完成老师规定的任务,引导学生对碰到的问题进行分析和解决。

4结语

地籍测量学是一门现势性较强的学科,也是一门多学科融合的课程,要想把这门课上好,老师除了要具备综合的测量知识,还需要在教学过程中不断总结经验,借鉴其他高校的教学模式,不断提高自身综合能力,推动教学方法的创新.笔者认为只有这样,我们独立院校培养出的测量学生才能顺利地走向工作岗位。

参考文献

[1]邓华梅,王瑞.独立学院测绘专业“地籍测量学”教学改革的探讨[J].许昌学院学报,2012,31(5):149~151.

第8篇

关键词:测量学;课堂教学;教学艺术

中图分类号:G4文献标识码:A文章编号:16723198(2013)16012401

1引言

社会生活的信息化和经济的全球化,使测量学的重要性越来越凸现。在我校测量教学中,学生人数多,测量仪器少,教学方法单一,过时,而测量教师付出较多,收效甚微,预期的教学目标却没有达成。如何应用教学艺术提高课堂教学效率是一个迫切需要解决问题,我们尝试用教学艺术手段进行创新教学,提高课堂教学效率,全面提高教学质量。

2教学艺术内涵

教学艺术就是教师在课堂上遵照教学法则和美学尺度的要求,灵活运用语言、表情、动作、图像组织调控等手段,充分发挥教学情感的功能,为取得最佳教学效果而实施的一套独具风格的创造性教学。

教学的科学性:“真”,教学的艺术性:“美”,科学性是艺术性的基础和依据,教学艺术是教学科学实践中的发挥、创造和升华。

2.1教学语言艺术

测量教学中,老师讲课有艺术性,更能帮助学生学习知识、开发心智,进行情操的陶冶,激发求知愿望。做到发音要字正腔圆,语言力求生动有趣,要词准意切,通俗易懂,亲切热情,文明礼貌,生动形象,诙谐幽默。良言一句三冬暖,恶语伤人六月寒,教育上巨大的不幸与失败,师生语言交流不通畅,对学生多用鼓励性语言。精练的语言可以提高教学效率,如老师讲话要阴扬顿挫具有节奏美;要诙谐幽默,机智灵活;声情并茂富有人情味,逻辑严密具有条理;启迪心灵做人类灵魂工程师。

发音洪亮,和颜悦色,激情洋溢;语言精练,最好标准的普通话。良好口才可以表达教师的情趣、意境、魅力。说话像歌唱家,在音质、音频、语调、语气、停顿都有十分讲究。声音是语言内容的载体,讲话要有音乐之美。

教学艺术内涵是:(1)知识的真。传授自然科学、社会科学和人文科学这三方面的人类文化知识积累,即传授人类迄今为止创造的一切物质和精神文化,并引导学生不断充实知识、不懈追求真理。(2)人性的善。教育学生有崇高的理想境界、良好的社会公德。(3)艺术之美。在艺术教学中,教师要注意培养学生欣赏美和创造美的能力,激发美好的思想,为学生指明改造自然、造福人类登堂入室的路径,激发学生献身科学的美好理想。美好的情感。使学生在美好情感气氛中净化思想、获得知识、陶冶情操,“感人心者,莫先于情”。美好的智慧,有艺术之语言,展示出教师的智慧美。

2.2注重教师课堂语言的礼仪性,培养友好型教学

语言柔和动听,语调恰当,富有节奏感,发音纯正,语句流畅,语言清晰、明白,应注意的事项,不要随便省略主语;切忌词不达意;注意语句的衔接,使语言相连贯,倾听学生是友好的表示理解他人的思想、情感和信仰;了解他人,改善工作关系,从而提高工作效率;对学生多用肯定和鼓励语言,激发学生学习的热情。切忌评价语言简单而单一,教师语言要真善美,要有音乐美。要善于启迪;善于激励;善于诱导,贴近时代;贴近学生;贴近生活,课堂教学语言内容要有思想性,科学性,针对性,简明性。教育艺术的本质道德不是处理教材的艺术,而是善待学生的艺术。

2.3进行微笑教学艺术

微笑,是世界上最美丽的语言,当你微笑时,世界爱上了你。一个人脸上的表情比他身上穿的更重要。激情和表情就是美。微笑的作用:表明心境好。教师要随时露出平和欢愉的微笑,表明充满自信,乐观向上,表明真诚友善。师生交往中自然放松,便于沟通。善于眼神交流,一个充满关爱的眼神,也能带给孩子温暖的阳光。把幽默应用于教学,并以其独特的艺术魅力在学生会心的微笑中提高教学艺术效果和水平,激活课堂气氛和谐师生关系,调控课堂纪律,开启学生的心智,健全学生的个性,激发学生的求知欲。

3教学艺术如何应用到在测量课堂教学

3.1建立良好的师生关系与学生和睦相处

良好师生关系能促进教与学良好互动关系,有利于双

方发展,教师要应用生动语言,丰富表情表达对学生信任、尊重,师生一家亲的良好祝愿和企盼,鼓励学生努力学习,帮助他们树立信心;营造出亲切的师生关系。

3.2注重“以人为本”,发挥学生主体作用

体现学生的主动性和创造性,增强学生使用测量学的能力。实现讲课、自学、讨论、实验、集中实习一体化,采用启发式教学,鼓励学生自己提出问题、思考问题,解决问题。达到师生良好互动,要对传统测量教学思想变革,要善于启发学生的思维,省掉大量繁琐的数学推导和运算,强化测量方法定性分析,突出分析思路和分析方法。

3.3加强课堂教学的和谐高效,不断提高教学质量

教师还可以制订科学的、操作性强的、激励性高的测量学学习效果评价制度,及时了解学生的学习状况,不断改进教学工作,探索创新教学,使教学工作具有艺术。教师备课要精,练习要精,作业要精。

3.4现代化,艺术化的教学手段

它能活跃了课堂气氛,调动学生学习积极性,激发学生学习热情,改善测量教学环境,开发智力,增加讲课信息量,教学手段多样性,测量教学内容丰富,精彩,生动。利用网络课堂,虚拟测量仪器进行远程测量学教学,建设立体化,全球化,全方位,动态交互式信息教学方式,大破传统课堂时空限定。引导学生发现问题,研究问题,解决问题新的认知方式。高效艺术化测量学课堂的目标是促进学生更好更快的发展。在测量学课堂教学中的更好更快发展,首先是健康发展。其次是主体发展、全面发展和优质发展。

4结语

第9篇

【关键词】工程测量;定位放线;变形观测

中图分类号: P258 文献标识码: A 文章编号:

随着国民经济的发展,城乡建设步伐的加快,工程测量学在各项工程建设中的应用愈来愈重要,工程测量学是研究地面、地下、水下、空中等具体几何实体的测量描绘和抽象几何实体的理论方法和技术的一门应用性学科。它是直接为国民经济建设和国防建设服务,是测绘学中最活跃的一个分支学科。测量学是从人类生产实践中发展起来的一门历史悠久的科学,是人类与大自然作斗争的一种手段,古有"陆行乘车,水行乘船,泥行乘橇,山行乘轿,左准绳,有规矩,载四时,以开九州,通九道,陂九泽,度九山"的记载,实际都是工程测量在实践中的作用.

一、测量学的概念

测量学是研究测定地面点的空间位置,将地球表面地形和其他地理信息测绘成图,以及确定地球形状和大小的科学。它的主要内容包括测定和测设两部分。测定就是使用测量仪器和工具,将测区内的地物和地貌缩绘成地形图,供规划设计、工程建设和国防建设使用。测设(也称放样)就是把图上设计好的建筑物和构筑物的位置标定到实地上去,以便于施工。测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面点位的科学,是研究对地球整体及其表面和外层空间中的各种自然和人造物体上与地理空间分布有关的信息进行采集处理、管理、更新和利用的科学和技术。

二、测量学的研究对象

测绘学的研究对象主要是地球的形状和大小以及地球表面(包括空中、地表、地下和海洋)上各种物种的几何形状与空间位置,通过测绘工作把地球表面用平面图、地图或剖面图表示出来,以及对于这些空间位置信息进行处理、储存、管理,同时解决各种类型的实际问题。测绘技术对于空间技术研究、地壳形变、地震预报、地球动力学等科

学研究方向也是不可缺少的工具。

三、测量学在工程建设中的作用

测量学在工程实践中的应用由来已久,可追溯到公元前二十七世纪建设的埃及金字塔,它的形状与方向都很准确,说明当时已有放样的工具和方法。在中国两千多年前的夏商时代,开始了水利工程测量工作。秦代李冰父子领导修建的都江堰水利枢纽工程以及举世闻名的万里长城和京杭大运河,这些都是测量学在社会生产实践中的成功应用。以及在修建宫殿、陵墓和建造城市时中心线定向、开挖地道时的定向定位定高、南水北调工程、三峡大坝、小浪底工程等大型工程,这些大型工程的实施都离不开测量学的应用。就拿身边的实践来说:巩义市新城区的建设是在一个地形地貌高低交错的丘陵台地上进行的,因此不管是前期的规划方案阶段,还是后期的勘察设计、施工运营阶段,测量学在工程建设中起着不可或缺的重要作用。

首先:勘测设计阶段为选线测制带状地形图。

在本阶段,主要是提供各种比例尺的地形图与地形数字资料。另外还要为工程地址勘探、水文地质勘探及水文测验进行测量。对于重要的工程或地质条件不良的地区进行建设还要对地层的稳定性进行观测。

其次:施工阶段把线路和各种建筑物正确地测设到地面上。

每项工程建设的设计经过讨论审查和批准之后即进入施工阶段,这时首先要将设计的建筑物或构筑物,按施工要求在现场标定出来,作为实地建设的依据。为此,根据工程现场的地形、工程的性质,建立不同的施工控制网,作为定线放样的基础,然后采用不同的放样方法,逐一将设计图纸转化为地上实物。

再次:竣工测量对建筑物进行竣工测量。

竣工测量是规划管理竣工验收的一项重要程序,竣工测量形成的成果报告是规划竣工验收审核的重要依据,竣工测量既有工程测量的普遍性要求,也有规划管理的特殊性要求,不仅涉及到影响测绘管理部门掌握现状地理信息的正确性,而且涉及到影响规划管理部门规划审批的落实和监督管理,因此竣工测量是关系到城市建设管理和规划实施落实的一项重要测绘工作。

最后:运营阶段进行变型观测为改建、扩建而进行的各种测量以及为安全运营,防止灾害进行变形测量。由于各种因素的影响,建筑物及其设备在运营过程中,都产生变形。这种变形在一定限度之内,应认为是正常现象,但如果超过了规定的限度,就会影响建筑物的正常使用,严重时还会危及建筑物的安全。因此在工程建筑物的施工和运营期间,必须进行监视观测,通过变形观测取得第一手的资料,可以监视工程建筑物的状态变化和工作情况,在发现不正常现象时,应及时分析原因,采取措施,防止事故发生并改善运营方式以保证安全。另外通过在施工和运营期间对工程建筑物原体进行观测,分析研究,可以验证地基与基础的计算方法,工程结构的设计方法,对不同的地基与工程结构规定合理的允许沉陷与变形的数值,为工程建筑物的设计施工管理和科学研究工作提供资料。在工程建筑物运营期间,为了监视其安全和鉴定情况,了解其设计是否合理,验证设计理论是否正确,需定期对建筑物、构筑物进行位稳、沉陷、倾斜以及摆动进行观测,并及时反馈测量数据、图表等工作。

现代的测量学作为一门能采集和表示各种地物和地貌的形状、大小、位置等几何信息,以及能把设计的建筑物、设备等按设计的形状、大小和位置准确地在实地标定出来的技术,在各种工程建设中的应用愈来愈广泛。

例如,粒子加速器的磁块必须以0.1mm的精度安放在设计的位置上。某些飞行器的助飞轨道要求其准直度的偏差小于长度的10-6。建筑物建成后(甚至在施工期间)会因地基承载力弱或因自重和外力的作用而产生变形。如大坝可能位移、高层建筑物可能倾斜……等。

为了保障建筑物的安全运行,往往需要测量工作者以技术上可行的最高精度监测建筑物的变形量和变形速度的发展情况。有时还要求在一段时间内进行连续监测,为此要使用自动化的监测和记录的仪器。

四、工程测量的重要性

1、在工程设计中提供图纸资料、明确占地范围了解周边工程、了解占地范围内有无城市地下管线、是否对勘探和机械设施造成影响,如果没有工程测量带来的各种比例尺地形图及管线探测图,工程设计就成了无米之炊。

2、在施工过程中,工程的第一步就是建筑物、构筑物的实地定位放样,因为建筑物在什么地方摆放,不可能随随便便找个地方,根据建筑物的用途、工艺流程或对于同一建筑物的各个不同部分,其精度要求是不一致的,而且往往相差非常悬殊,此时应正确制定工程建筑物定位的精度要求,如果定得过宽,就可能造成质量事故,反之若定得过严,则给放样工作带来不少困难,从而增加放样的工作量,延长放样时间,也就无法满足现代化高速度施工的需要。

3、就是确定建筑物放样的精度,建筑物竣工时的定位误差是由施工误差和测量放样误差所引起的。由于各种建筑物或同一建筑物中各不同的建筑部分,对放样精度的要求是不同的,因此应考虑到施工现场条件与施工程序和方法,分析这些建筑物是否必须直接从控制点进行放样,对于某些建筑元素,虽然它们之间相对位置精度要求很高,但在放样时,可以利用它们之间的几何联系直接进行。

第10篇

【关键词】课题 校本课程 测量设计

【中图分类号】G63 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2013)09-0176-01

一、背景说明:

在必修5第一章解三角形的教学中,常用碰到测量问题,如测河宽,塔高,两小岛之间的距离等,都涉及到如河设计的问题。

生活中,有很多高度或者宽度都不容易直接测量的物体,比如楼房、树、水塔等的高度;河面、楼房等的宽度,直接测量相对比较麻烦,如果我们运用数学和物理知识,设计优秀的测量方法,所花的人力、物力等都相对小的多。

又如09年海南高考就涉及到设计一个方案,测量两山顶M,N间的距离。测量学和测量设计又是大学土木工程中的重要课程。

二、课题的意义

通过本次活动让学生知道生活中测量的意义和重要性,了解测绘工作的基本知识和从事测绘工作具备的初步素质;巩固和加深课堂所学理论知识,培养学生理论联系实际的能力、动手能力、实事求是的科学态度、刻苦耐劳的工作作风和互相协作的团队精神;培养一丝不苟的测绘技术工作态度、培养吃苦耐劳、团结友爱、集体协作的精神。通过与自然的密切接触,培养热爱自然的情怀,增强环保意识。

三、课题介绍

本选题主要是让学生体会数学中方程思想在生活中的应用,让学生体会抽象的数学可以运用的具体的生活中;激发学生学习数学的热情,培养数学思维能力。培养学生跨学科综合运用知识的能力。

四、研究的目标与内容

第一阶段:在课堂上介绍测量学发展历史,提高学生的学习兴趣。

1.我国古代测量学的成就“(禹)陆行乘车,水行乘舟,泥行乘橇。山行乘撵,左准绳,右规矩,载四行,以开九州,通九道”。 “准、绳、规、矩”是古代使用的测量工具。

2.外国古代测量学的发展。

3.我国测量工作成就。

4.目前测量学发展状况及展望。

(1)全站仪的测量室内外一体化。

(2)全球定位系统 GPS(Global positioning system)的发展。

(3)遥感RS(Remote sense)的发展。

(4)地理信息系统GIS(Geographic information system)的发展。

(5)3S 技术的结合,和数字地球(digital earth)的概念。

第二阶段:在课堂上讨论、设计方案,动员和培训。

目的:通过以下内容的研究来达成这一目标:

1.复习正弦定理、余弦定理。

2.了解解三角形方法。

3.了解生活中物体高度和宽度测量的一般方法。

4.尝试利用正弦定理、余弦定理提出多种方法去测量生活中物体的高度和宽度。

5.了解测量设计的意义。

问题:楼高(只有楼顶能看到)测量你会设计吗?

方案一: 方案二:

分析:(1)两种方案的不同之处和优缺点。(2)还有其他方法吗?

进一步思考:如何测量两个只有顶部可以看到的建筑物尖顶间的距离?

如:为了测量两山顶M,N间的距离,飞机沿水平方向在A,B两点进行测量,A,B,M,N在同一个铅垂平面内(如示意图),飞机能够测量的数据有俯角和A,B间的距离。

设计一个方案,包括①指出需要测量的数据(用字母表示,并在图中标出);②用文字和公式写出计算M,N间的距离的步骤。

第三阶段:提出课题,课外分组分工完成设计和测量,并上交实习报告。

课题:设A、B是两个底部不可以致到达的建筑物的尖顶,设计测量两者距离的方案。

五、总结与反思

1.分析活动结果,深入思考活动结果。

第11篇

关键词:信息系统 城市建设 工程测量

1.工程测量学的概述

工程测量学包括:城市建设、大型厂矿建筑、水利枢纽、农田水利及道路修建等在勘测设计、施工放样、竣工验收和工程监测保养等方面的测绘工作,统称工程测量学。

在测绘界,人们把工程建设中的所有测绘工作统称为工程测量。实际上它包括在工程建设勘测、设计、施工和管理阶段所进行的各种测量工作。它是直接为各项建设项目的勘测、设计、施工、安装、竣工、监测以及营运管理等一系列工程工序服务的。可以这样说,没有测量工作为工程建设提供数据和图纸,并及时与之配合和进行指挥,任何工程建设都无法进展和完成。笔者认为,就目前来说,对工程测量学科的新定义比较合适、他把工程测量学科的研究服务领域扩展到了整个地球空间。其主要对象除了建筑工程外。还包括机器和设备,在工业化国家。精密机器和设备的定位及精密产品生产的监控是工程测量学科研究服务的一个非常重要的领域。

2.工程控制测量的发展方向

GPS测量(RTK)技术的应用,为工程控制测量向自动化、实时化方向发展创造良好机遇,同时结合进行大地水准面精化工作,建立三维GPS控制网,为GIS数据快速采集打下基础,将成为工程控制测量技术发展的方向。

随着电子测距技术发展,采用电子测距三角高程代替了三、四等水准测量,解决了建立高程控制网的难题。数字水准仪的问世,实现了几何水准测量中自动安平、自动读数和记录、自动检核等功能,使几何水准测量向自动化、数字化、智能化方向迈进。

3.三维工业测量技术的应用

工业摄影测量系统,通常以近景摄影的方式实现,其优点是通过像片提供大量信息,施测周期短,可在瞬间完成测量全过程,可对动态目标进行测量,可以多重摄影,有多余观测值,精度可靠,最好的相对精度可达百万分之一。在我国也采用此技术进行过大型飞机外型、古建筑、大佛建造、船闸、高炉、流速动态等测量或监测。激光扫描测量系统,是以激光扫描仪为传感器的三维工业测量系统。激光扫描“点阵” 可再现所测物体的三维立体景观,可直接用于点对点的量测,利用拟合软件,点阵可转换成三维模型、二维平面图、等高线图或断面图等,也可以同时用于CAD及相关应用。

4.全球定位综合服务系统技术

随着科学技术与社会经济的飞速发展,信息化时代已经到来。空间数据基础设施(SDI)是支撑并形成信息化社会的一个必备的基础设施。一个开放性的空间数据基础设施所要解决的主要问题和具备的基本功能就是实时地为所有的用户提供精确可靠的时间和空间信息。连续运行的卫星定位参考站网综合服务系统就是当代最为有效的空间数据基础设施之一。

利用全球卫星定位技术在一定地域建立若干永久性、连续性卫星跟踪站(或基准站),及相应实时播发站组成,用户通过各种数据通信手段,结合自身的卫星跟踪观测数据,实时地获得带有时间标志的位置信息,用于实时精密导航、高精度快速实时定位、三维放样和各类变形监测。从而为城市规划、施工建设、国土与地籍管理、基础测绘、环境监测、灾害预测、天气预报、交通监管、精细农业等服务,将为城市信息化提供了一个强有力的基础设施和物质保障。

5.大比例尺测图技术的发展前景

全站仪的问世是现代地面测量技术发展的里程碑之一,推动了传统地形图测绘技术向数字测图技术转换。应用数字测图技术测绘数字线划图(DLG),并根据需要生成数字高程模型(DEM )。利用遥感影像,采用全数字摄影测量技术,测绘大比例尺地形图,可生成DLG,DOM,DEM 图及三维景观模型,为各种工程或城市建设提供高质量,多形式的空间基础信息支持。

近年来广州开思测绘软件公司开发的SCSG2000数字测图系统和山东正元地理信息公司开发ZYdms数字测图系统,基本解决了上述问题,满足了大比例尺测图的数据采集的作业习惯,而且在实现数据采集自动化的基础上可方便的进行GIS数据交换,使野外数字测图系统成为GIS系统的一个前端子系统。标志着大比例尺测绘技术向数字化、信息化方向发展。

数字航空摄影技术(DMC)的应用,以高分辨率、高清晰度和可处理大数据量的数字航空摄影机代替了传统航空摄像机,为城市大比例尺航摄测图和地形图数字化、信息化提供了新的技术手段。激光扫描技术(LIDAR)可直接获取大比例尺数字高程模型(DEM),为城市规划建设和工程建设提供更加直观、真实的三维立体影像图,使城市规划设计更加方便、快捷。

6.工程数据库的建立与应用

随着工程测量数据采集和数据处理逐步自动化、数字化、信息化、测量工作者如何更好地使用和管理好积累和收集的大量测绘信息,更好地为经济和国防建设服务,最有效的方法是利用数据库技术和GIs技术,建立数据库或信息管理系统。城市建设、土地规划、资源开发、环境治理、企业管理,工程运营管理等部门,都面临建立各类专业信息系统或数据库,以实现管理的科学化、标准化、信息化的需求。同时,国产GIS基础软件和应用软件的开发研究已经成熟,为工程数据库和城市信息系统的建立与应用创造良好基础。城市基础地理信息系统,城市地下管线信息管理系统,城市地籍信息管理系统,智能交通管理系统、大型水利建设信息系统,矿山开采信息系统等将有较快发展和市场。

参考文献:

第12篇

学年第二学期我们工程管理专业学习了工程测量课程,并于年月1日开始进行了为期两周的工程测量实习,地点在学校十三号教学楼,内容是测量十三号教学楼以及四周的地物地貌测量,绘图,放样。这次实习的内容是对工程测量知识的实践化,实习的要求是让每个同学都对工程测量的实际操作能够达到基本掌握的程度。这次实习与以前的课堂实习相比,时间更加集中、内容更加广泛、程序更加系统,完全从控制测量生产实际出发,加深对书本知识的进一步理解、掌握与综合应用,是培养我们理论联系实际、独立工作能力、综合分析问题和解决问题的能力、组织管理能力等方面素质。也是一次具体的、生动的、全面的技术实践活动。

实习的第一天,由贺跃光教授给我们做了实习的动员大会。在动员会上,贺教授强调了本次实习的重要性,因为我们是工程管理专业,在专业要求上我们要通过工程测量实习的过程,认真对待怎样从选点,到实测再到碎部控制,最后到放样等等,做到能够看得懂工程图纸并会基本的测绘,以便更好的掌控施工过程。贺教授还给大家分析了十三号教学楼地理条件较复杂及建筑物密集等因素给本次实习带来的困难。并鼓励同学们努力克服困难,努力完成本次实习。还讲解了仪器操作、搬迁中的注意事项,并要求在实习期间自行保管实习备品。本次实习中需要用到的仪器主要有水准仪、水准尺、脚架、经纬仪,以及全站仪。当天我们就正式开始了室外的测量工作。

在这里得感谢和我同组的赵健,张瑶,邓强,熊子才。测量工作的成功完成和大家的密切合作分不开。还要感谢贺跃光教授,他在我们实习过程中提供了宝贵的指导意见,以及研究生小吴老师。

实习目的:

(1)巩固课堂教学知识,加深对控制测量学的基本理论的理解,能够用有关理论指导作业实践,重点掌握内业外业,做到理论与实践相统一,提高分析问题、解决问题的能力,从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用,使所学知识进一步巩固、深化。

(2)通过实习,熟悉并掌握三、四等控制测量,角度测量包括水平角,竖直角。高程测量,虽不测量等等的作业程序及施测方法。掌握角度计算,坐标计算,导线计算等。

(3)掌握用测量平差理论处理控制测量成果的基本技能。

(4)掌握熟悉正经-反经折中法。

(5)通过完成控制测量实际任务的锻炼,提高独立从事测绘工作、施工放样工作的能力,以及组织与管理能力,培养良好的品质和职业道德。

(6)熟悉水准仪、经纬仪、全站仪的工作原理。

实习内容:

测绘目标伟学校第十三号教学楼以及周边的地物地貌,并在制定范围内采集数据绘制等高线。根据k1点的坐标,高程以及k1-k6的方位角,通过角度测量,算出k2—k6点各点的方位角。通过水准测量,算出各控制点的高程,全站仪测出个控制点间的距离。

然后在各控制点进行碎部测量。得到原始数据算出各被测点的高程,坐标并在图上画出。通过这些测点绘制图纸。特别要提到的是在k4点进行碎部是,由于控制范围较广,地形地物较为丰富,必须加上k7,k8两个控制点才能清楚地测得所需的数据。

实习心得:

年月1日早上8点由贺老师给我们做了工程测量实习动员大会,我们工程管理专业的同学在在贺老师的带领下来到学校十三号教学楼进行为期两周的工程测量实习。我们班共有32人,分6个小组。赵健,张瑶,邓强,熊子才和我是第一小组。

现在,为期两周的实习已经结束了,通过这次实习,让我深刻的明白了理论联系实际的重要性。由于是在夏季,又加上这些天刚好赶上高温天气,烈日当头,但在实习过程中,同学们都表现出了较高的工作热情和协作精神。不畏酷暑,甚至废寝忘食。白天测数据,晚上加紧描点等。密切合作,互相互学。很认真地进行了测绘工作,并较好地完成了实习任务。

通过测量实习,也有一些心得体会。首先测量学是一项精确的工作,通过在学习工程测量这一门课程的过程中,使我在脑海中形成了一个基本的、理论的测量学轮廓,而实习的目的,就在于要将这些理论与实际工程联系起来。测量学是研究地球的形状和大小以及地面点位的科学,从本质上讲,测量学主要完成的任务就是确定地面目标在三维空间的位置以及随时间的变化。在信息社会里,测量学的作用日益重要,测量成果做为地球信息系统的基础,提供了最基本的空间位置信息。构建信息高速公路、基础地理信息系统及各种专题的和专业的地理信息系统,均迫切要求建立具有统一标准,可共享的测量数据库和测量成果信息系统。因此测量成为获取和更新基础地理信息最可靠,最准确的手段。测量学的分类有很多种,如普通测量学、大地测量学、摄影测量学、工程测量学。作为建筑工程系的学生,我们要学习测量的各个方面。测绘学基础就是这些专业知识的基础。

通过这次实习,学到了测量的实际能力,更有面对困难的忍耐力;为了尽快尽质的完成任务,我们每一天都在加班的努力,尽管很累,很辛苦,可我们还是克服了种种困难,同时我们也在实习中感觉到了充实,也学到了小组之间的团结、默契,更锻炼了自己很多测绘的能力。首先,是熟悉了水准仪、经纬仪的用途,熟练了水准仪、经纬仪的各种使用方法,掌握了仪器的检验和校正方法。其次,在对数据的检查和矫正的过程中,明白了各种测量误差的来源,其主要有三个方面:仪器误差(仪器本身所决定,属客观误差来源)、观测误差(由于人员的技术水平而造成,属于主观误差来源)、外界影响误差(受到如温度、大气折射等外界因素的影响而这些因素又时时处于变动中而难以控制,属于可变动误差来源)。这样更好了解了如何避免测量结果错误,最大限度的减少测量误差的方法,即要作到:

(1)在仪器选择上要选择精度较高的合适仪器。在仪器精度有限的前提下通过机械回转等方法消除误差。

(2)提高自身的工程测量水平,掌握正确的方法,规范操作。降低误差水平。

(3)通过各种处理数据的数学方法如:距离测量中的温度改正、尺长改正,多次测量取平均值,校正数值等来减少误差。第三,除了熟悉了仪器的使用和明白了其原理掌握误差的来源和减少措施,还应掌握一套科学的测量方法,在测量中要遵循一定的测量原则,如:“从整体到局部”、“先控制后碎部”、“由高级到低级”的工作原则,并做到“步步有检核”。这样做不但可以防止误差的积累,及时发现错误,更可以提高测量的效率及精确度。通过实践,真正学到了很多实实在在的东西,比如对测量仪器的操作、整平,对中更加熟练,学会了数字化地形图的绘制和碎部的测量等课堂上无法学到且做到的东西,但在实习过程中,我做到了,虽说并不完美,在曲折失败中还是取得了成功。在很大程度上提高了动手和动脑以及处理各种情况的能力。