测量学的应用篇1

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）10（b）-0130-02

1 摄影测量专业介绍

1.1 专业简介

摄影测量学的主要任务是利用各种影像信息测制各种比例尺的地形图并建立地形数据库，为各种地理信息系统（GIS）和土地信息系统（LIS）提供基础数据，提取客观世界中各种目标对象的几何与物理特征信息，以便应用计算机进行国土整治、环境保护与检测、灾害预报与防治、城市规划与市政管理等工作，从而为人们认识自然和改造自然提供科学的技术和方法，为国家和部门的重大决策和社会可持续发展提供科学依据和决策保障。

1.2 专业特色

摄影测量专业基于理论与实践教学相结合的原则，培养具有扎实的成像几何与影像信息的基本理论基础，具备航空和卫星影像数据处理、分析和解译能力的专业人才，以满足诸多领域（包括土木工程勘察、国土资源调查、自然灾害与环境监测及区域可持续发展规划等）对摄影测量与遥感技术日益增长的需求。

2 职业院校摄影测量专业发展现状

摄影测量学专业性很强，其中用到的飞机和航摄仪等昂贵仪器，学生毕业时都无法接触，以至于学生在学习中理论与实践无法结合。这也与现在提倡的培养技能型人才的教学目标相冲突，加之目前职业院校的学生在学习中存在许多问题，对实际操作的记忆优于对教材的记忆、机械记忆优于逻辑思维记忆。要想加强教学的针对性，提高教学的实效性，让学生在学校就能全面地接触摄影测量技术过程就显得尤为重要。针对职业院校摄影测量专业的教学现状，建立一个仿真摄影测量系统，即在室内完全模拟摄影测量技术的全部作业过程，应用现代化信息技术，全面提高现代化信息技术在教育管理和教学实践中的应用水平。

3 仿真摄影测量系统简介

仿真摄影测量系统是一套可以从数据获取到数据处理，完成数字摄影测量室内作业的所有软、硬件构成的系统。（1）硬件组成。仿真摄影测量系统的硬件主要由数字摄影测量工作站的硬件、沙盘模型及相机等组成。其中数字摄影测量工作站包含计算机及其外部设备。①模拟测绘航空摄影沙盘模型；②模拟测绘航空摄影轨道及配件；③测绘相机及配件；④计算机：工作站计算机配备双显示器；⑤立体观测装置：配备闪闭式液晶眼镜和振光眼镜；⑥操作控制设备：手轮、脚盘和鼠标等。（2）软件组成及主要功能。仿真摄影测量系统的软件由四维航空影像预处理软件、四维数字空中三角测量系统软件、JX4G数字摄影测量工作站软件以及超真自然真三维地理信息系统软件组成。①四维航空影像预处理软件主要包括航线设计、畸变差校正、质量检查、匀光匀色；②四维数字空中三角测量系统软件主要包括影像处理、内定向、选点、构建自由网、平差及检测；③JX4G数字摄影测量工作站软件包括航空影像、单模行、矢量测图、DEM制作、正射影像；④超真自然真三维地理信息系统软件包括三维全景图、三维侧视图。

4 仿真摄影测量系统在航测教学过程中的应用

4.1 仿真摄影测量系统在航空摄影教学中的应用

仿真摄影测量系统模拟真实的航空摄影。我国的航空摄影单位常用的是中国的运-5运输机和德国的徕卡ADS80相机，成本极高，学生在校期间不可能接触真实的生产过程，导致学生工作时没有任何实操经验，无法胜任具体工作。针对这种现象，在设计中我将实验室的地面设置成具有多地形要素的沙盘；在天花板上安装交错的滑道，模拟真实航空摄影的航线；将单反相机佳能5DⅡ的曝光系统改装为自动曝光系统并安装在模型飞机上，模拟真实的飞机和航摄仪；将模型飞机挂在天花板的滑道上模拟真实的航空摄影。这套设备的成本和真实航空摄影相比低很多，但是完全模拟了真实的航空摄影流程，学生在实验室中不仅可以全面地了解航空摄影，还可以直观地感受到毕业后的工作环境。

4.2 仿真摄影测量系统在摄影测量外业教学中的应用

航空摄影测量外业主要包括像片控制测量和像片调绘两大项内容。它是为了保证航空摄影测量内业加密或测图的需要，在野外实地进行的摄影测量工作。航空摄影模块获取航空影像之后，就要进行航空摄影测量外业工作，因为职业院校学生人数多，年龄小，在校外进行航测外业实习存在很大的安全隐患，所以在设计中，地面沙盘完全仿造中国的地物地貌，在实验室中可以模拟进行野外控制测量选点，并进行数据采集。在像片调绘方面，沙盘上的地物可以进行随意的安装和拆卸。

4.3 仿真摄影测量系统在“4D”产品获取教学中的应用

航空摄影测量技术可以根据用图的需要，生产出各种测绘产品，如我们常见的“4D”产品，即：DEM（数字高程模型）、DOM（数字正射影像图）、DLG（数字线划图）、DRG（数字栅格地图）。另外还有立体景观图、立体透视图、各种工程设计所需的三维信息以及各种信息系统和数据库所需的空间信息等测绘产品。

在航空摄影测量内业模块设计中，仿真摄影测量系统拥有全套的解析摄影测量软件和数字摄影测量软件，如自动空中三角测量系统TG_AT、像片纠正软件ERDAS以及立体测图软件JX-4G全数字摄影测量工作站，最终生成4D产品，数字摄影测量系统可以进行正射影像纠正和镶嵌、影像修补、任意影像的无缝镶嵌，此外将数字正射影像图与数字高程模型叠加，可生成沙盘的三维景观。

5 信息技术趋势下仿真摄影测量系统的重要性

在项目引领、任务驱动的教学模式转变之际，我们模拟真实的生产流程，建立仿真摄影测量系统，以更好地配合新的教学模式。同时，通过多媒体教程与课件，学生能在相对缩短的在校学习期间学到更多专业知识并掌握更多的实际操作技能，能更好地适应行业生产，能最大程度扩大就业面，增强学生就业竞争力。

在调研、收集资料和授课经验基础上，计划通过已有的仪器设备，设计制作仿真摄影测量系统，力求使课程目标明确，针对性强，操作简单，并且对于实习中可能出现的问题进行有针对性的讲解，传授解决方法，最终使学生对航空摄影测量技术的生产流程熟悉精通。

6 结语

“国务院关于大力发展职业教育的决定”中指出：进一步深化教育教学改革。根据市场和社会需要，不断更新教学内容，改进教学方法；加强职业院校学生实践能力和职业技能的培养。高度重视实践和实训环节的教学。职业院校继续坚持靠人才办校、靠特色强校、靠能力兴校的办学思想，进一步完善院校的发展战略规划、学科建设和队伍建设规划、校园和基础能力建设规划，切实把科学发展观的要求转化为正确的办学方向、办学理念、发展思路和改革举措，提高办学质量，建设和谐校园，促进科学发展。

摄影测量与遥感学专家李德仁院士曾经说过，要想让学生做出成绩，必须带领学生到科技的前沿去钻研。建立仿真z影测量系统，将摄影测量技术搬进中等职业教育的课堂，对特色职业教育的发展具有深远的意义。

参考文献

测量学的应用篇2

中图分类号： [TU198+.2] 文献标识码： A 文章编号：

1.引言

数学，是自然科学之首，是一门研究数与量的学科，同时也是一门研究空间形式的学科。作为一门基础学科历史悠久，伴随着人类文明进步不断发展完善，至今数学这门学科的内容丰富，其下门类分科众多，与人类生活息息相关，不可分割。

与其他学科相比，数学是比较抽象的，但其应用又是十分广泛的，其应用范围遍及几乎所有学科，几乎每门学科都用数学解决自身的实际问题。实际问题为数学提供应用背景，数学为实际问题提供理论基础。数学在研究数量、结构、空间及变化上有一个很重要的分支——测量学。

2.公路工程测量学

工程测量学是研究工程建设和资源开发中，在规划、设计、施工、管理各阶段，进行的控制测量、地形测绘和施工放样、变形监测的理论、技术和方法的学科。由于建设工程的不同，工程测量又可分为矿山工程测量学、水利工程测量学、公路工程测量学以及铁路工程测量学等。

公路工程测量是一门重要的应用学科，在生活中所有工程建设项目都必须以社会与经济效益为依据，按照自然条件和预期目的，进行规划设计，测量工作是工程建设中的一项最基础的工作，在道路、桥梁、隧道工程建设中起着重要的作用，为选取一条最经济、最合理的路线，首先要进行路线勘测，绘制带状地形图，进行纵、横断面测量，进行纸上定线和路线设计，并将设计好的路线平面位置、纵坡及路基边坡在地面上标定出来，以指导施工，当路线跨越河流时，拟设置桥梁跨越之前，应测绘河流及两岸地形图，测定桥轴线的长度及桥位处的河床断面，桥位处的河流比降，为桥梁方案选择及结构设计提供必要的依据，当路线纵坡受地形限制，采用避让山岭绕线平面线形不能满足规范要求，而选用隧道方案时，测定隧道进出口大比例尺地形图，为隧道洞口布置选择提供必要的数据。

3.数学与测量学的关系

数学在测量中的应用历史悠久，数学与测量的关系源远流长，数学在测量的各个方面都得到了广泛应用。其应用总体上都是围绕“数”和“形”这两个数学的基本概念进行的。而测量的各个方面在数学的“数”和“形”的应用上又各有侧重。

数学与测量的关系可以追溯到远古时代，人类最早丈量土地就与“数”和“形”有密不可分的关系。科学的产生和发展是有生产决定的。测量科学也不例外，它是人类长期以来，在生活和生产方面与自然界斗争的结晶。由于生活和生产的需要，测量工作在远古时代的人类社会中就被用于实际。早在公元前21世纪夏禹治水时，已使用了“准、绳、规、矩”四种测量工具和方法。埃及尼罗河泛滥后在农田的整治中也应用了原始的测量技术，几何学应用而生。数学为测量的发展提供了有力的解决问题的工具。长期以来，像其他学科一样，测量学就不断应用各种数学方法，几乎所有的数学分支都在测量中取得了重要应用。

测量学中的大地测量学是一门古老而又年轻的学科，是地球科学的一个分支。大地测量系统包括坐标系统、高程系统、和重力系统。其中，大地测量坐标系统规定了大地测量起算基准的定义及其相应的大地测量常数，是大地测量的尺度标准和实现方式。在我国成立初期，我国暂时采用了克拉索夫斯基参考椭球，并与前苏联于1942年坐标系统进行联测，通过计算建立了我国大地坐标系统，称为“北京1954大地坐标系”。由于采用了前苏联的参考椭球使得与我国的大部地区产生了偏差。基于测量工程精确的要求，20世纪八十年代，我国采用国际大地测量和地球物理联合会的IUGG75椭球作为参考椭球，经过大规模的天文大地测量网计算，建立了较为完善的我国独立的参心坐标系统，称“西安1980坐标系统”。其克服了前一系统对我国大地测量计算的某些不利影响。这充分体现出测量学对于准确、精确客观的要求，这与数学对于其自身的客观准确性的要求是密不可分的。

4.数学在公路工程测量学上的具体应用

水准测量是测量学的一个重要组成部分，利用水准仪测量高差，用到了数学中最基本的几何关系，后期对水准测量成果的处理，如：高差闭合差的计算，高差闭合的调整，都是根据数学原理中的求和求差而计算出来的。

角度测量也是测量中非常重要的一个部分，测量角度的仪器——经纬仪，其本身就与数学有着千丝万缕的联系，如仪器架设，水平度盘、竖直度盘的刻度设置。另外测量成果的处理，也有着统计学的数学思想。

测量学上的坐标正算和坐标反算，跟数学上平面直角坐标系中的坐标算法可以说是一模一样。

测量误差的处理方面，利用到了数学中的算术平均值、众数、相对数等。

同样，导线的测量，也是测量学的一个重要的组成部分，在导线的测量过程中，各种复杂的计算，各种公式的代换，以及为减小误差而做的各种计算，都是以数学为基础的。

平面曲线测设中，利用数学中的回旋线作为缓和曲线，在曲线的计算中用到了三角函数、微积分、角度弧度转换、坐标系转换等数学知识。

归根到底，测量的很多方法，背后都离不了数学的支持。在工程测量的这门学科中，从仪器的使用到对所得数据的处理，从对误差的减小到对计算结果的最终检核，始终没有哪一个步骤，哪一个环节，能离得开数学的支持。未来，随着工程测量学的不断深入，知识的不断增加。相信数学和测量学的融入会更加的广泛。正如德国大数学家，号称“数学王子”的高斯曾说：“数学是科学的皇后”。从上述可见，就数学为人类提供精密的测量而言，“科学的皇后”这顶桂冠，数学是当之无愧的。5.数学思想对测量的指导

几乎所有学科都应用到了数学，用数学来解决自身的实际问题，而数学又以此为背景为实际问题提供理论基础。可见数学在其发展的同时促进了其他学科的发展，而其他学科的发展也促进了数学的进步，当然测量也不例外。将数学与测量相结合，对数学与测量都有重要的意义，有效的利用数学及其新的分支学科，更有利于测量的发展。

相信随着数学思想在测量应用的不断加深，一定会使得其有长足的进步与发展。

参考文献：

测量学的应用篇3

中图分类号： P2 文献标识码： A 文章编号：

工程测量学新定义

工程测量学科是一门有着悠久历史的应用学科，它直接为各项工程建设服务，并与生产实践紧密结合，是测绘科学中最活跃的一个分支学科。对工程测量学科的一般定义是：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。为了适应国民经济的发展和社会进步的需求，有必要对工程测量学科进行新的定义。对工程测量学科的新定义是：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，工程测量学科的研究服务领域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，在科学上可划分为普通工程测量和精密工程测量。

二、工程测量学的发展简介

工程测量学是的发展历史悠久，它是从人类生产实践中逐渐发展起来的。在很久以前的古代，工程测量学与测量学并没有严格的区分。直到发展到近现代，随着经济的不断增长，工程建设的大规模发展，才逐渐形成了我们所谓的工程测量学。

从工程测量学的历史来看，它经历了从简单到复杂、从手工操作到测量自动化、从常规测量到精密测量的发展道路，它的发展始终与当时的生产力水平相同步，并且能够不断满足大型精密工程中对测量所提出的愈来愈高的需求。

三、工程测量仪器的发展简介

跟工程测量学一样，工程测量仪器的发展，也经历了一个漫长的历史过程。自80年代以来，已经出现许多先进的测量仪器，为工程测量提供了先进的技术工具和手段。

在高程测量方面的发展，表现最为突出的应该是液体静力水准测量系统。这种测量系统通过各种类型的传感器测量容器的液面高度，可同时获取数十乃至数百个监测点的高程，具有高精度、遥测、自动化、可移动和持续测量等特点。传感器测量容器间的距离最长可达数十公里，可以用于跨河与跨海峡的水准测量；通过一种压力传感器，允许两个容器之间的高差从过去的数厘米达到数米。

工程测量专用仪器发展中最具显著特点的是多种功能的混合测量系统，该系统是采用多传感器的高速铁路轨道测量系统，用测量机器人自动跟踪沿铁路轨道前进的测量车，测量车上装有棱镜、斜倾传感器、长度传感器和微机，可用于测量轨道的3维坐标、轨道的宽度和倾角。

从上面看来，工程测量专用仪器具有高精度(亚毫米、微米乃至纳米)、快速、遥测、无接触、可移动、连续、自动记录、微机控制等特点，可作精密定位和准直测量，可测量倾斜度、厚度、表面粗糙度和平直度，还可测振动频率以及物体的动态行为。

工程测量中的测绘新技术

4.1 数字化成图

传统测绘中最重要的内容就是对大比例尺图形的测绘和对工程图的测绘。与传统的测绘手段相比，数字化成图不需要大规模的野外作业，改善了作业环境恶劣和出图周期长的弊端。数字化成图是一种精度高、劳动力小、测绘工作更为便捷的一种新技术的测绘方法。目前，数字化成图分为两种模式，他们分别是内外业一体化成图模式和电子平板成图模式。内外业一体化是一种精度高、分工明确的数据采集方法，与传统的成图技术相比，具有更高的成图效率。

4.2 工程测量中的卫星定位技术

卫星定位技术简称GPS技术，GSP全球定位系统也是由两大系统组成的，这两大系统分别是空间卫星群和地面的监控系统。用户使用的GPS则是由GPS信号接收器、数字处理器、和终端软件组成。GPS接受器可以有选择的接收某个卫星的信号，并对接收的不同卫星的信号进行交换。当GPS设备运作以后，系统会自动产生一个GSP卫星观测文件，观测文件经过终端处理软件的处理，最终形成准确的测量数据。在使用GSP技术的过程中应该注意到一些问题，有些地方是不适合应用GPS测量技术进行量测的，比如短边测量。如果一定要用GPS测量技术对短边进行两侧，为了保证测量精度，一定要经过多次测量。

RTK是以GPS技术为基础的一种能观测到实时动态的测绘新技术，是GPS技术发展的里程碑。RTK测绘技术是在一个点上安装GPS信号接收机，通过定点的GPS信号接收机接收GPS卫星发出的信号，当GPS接收机接收到卫星发出的信号以后在把信号通过基准台发射出去；流动站在在接收GPS卫星信号的同时也能接收到基准台发出的信号，从而得到基准台的观测量。RTK可以根据控制一定量的基准台就可以测得高精度的地形点和相应物体的坐标等，在利用测图软件的基础上就可以生成电子版的地图。近年来RTK测量技术被广泛的应用到地基和房地产测绘领域。

4.3 工程测量中的地理信息技术

地理信息技术简称GIS，GIS是一种新型的科学，它具有集计算机科学、空间科学和环境科学等学科于一体的特点。GIS已经成为了集多学科于一体的不可缺少的信息显示手段。GIS不仅在数据采集、分析可视化方面发挥这巨大的作用，同时GIS也具有空间提示、预警预报和辅助决策的重要测绘功能。经过近些年的发展，GIS早已成为一种成熟的技术在多领域发挥着重要的作用。GIS、内外一体化测绘等测绘技术的应用，真正实现了工程测绘的科学化、标准化、和信息化。

4.4 工程测量中的数字摄影测量技术

数字摄影测量技术是以数字影像和摄影测量为基础，发展起来的一种新型的测绘技术。数字摄影测绘的过程应用了许多学科的理论和方法，它广泛的使用了计算机技术、数字影像处理技术的科学技术，也是一种集多种技术于一体的测量方法。航空摄影测绘是数字摄影测绘中的一种测绘方法，利用这种方法，可以准确的测得比例尺较大的地形测图，通过这种测绘方法可以获得数字、影像等多种地图版本。目前，我国有100多个城市或工测单位利用航测技术制大比例尺地形图和地籍图，最大比例尺为1/500。全数字摄影工作站和GPS技术在工程测绘中的综合利用，使得摄影测量技术更加自动化和数字化。随着数字摄影技术的快速发展，摄影产品正在向4D（数字高模型、数字正射摄影图、数字线切图和数字栅格图）摄影产品转变，数字摄影技术为工程测绘提供了准确的数据。

过去我国只有海图和陆地地形图，没有测量方法测绘海岸带地形图，对中越划分北部联合测绘的难度更是很大，利用传统的测绘方法最少也要两年，现在某测绘大队里利用航空摄影等高技术手段，并在测绘生产中第一次大胆采用全数字摄影测量作业，作业效率提高一倍多。他们用时7个月就测绘出了两种规范文字的海岸带地形图，为我国海岸带地形测绘建立新的规范和图示提供了理论和实践依据。

4.5 工程测绘中的遥感技术

遥感技术简称RS，RS技术有着自身的优点，它依靠着大面积同步观测、提供更实时有效的数据等优势正在快速发展，近些年来RS也被广泛的应用到卫星技术上去，利用遥感卫星可以获得到更多的地理信息。小比例尺的地图也可以应用遥感影像技术来获取，遥感影像成为了测量城市地图以及种大、中、小图片的重要方法和手段。

测量学的应用篇4

Application of Animation in Non - Geomatics Specialty of Surveying Teaching

Debao Yuan ,Ximin Cui ,Shiwei Yu,Jinbao Jiang,Wenbin Sun

（College of Geoscience and Surveying Enginneering,CUMT，Beijing，100083）

Abstract: in order to teach surveying better and improve the quality and efficiency of teaching, it is needed to study and develop multimedia animation teaching software of surveying with development tools such as 3dsmax, Photoshop, Premiere and so on. The software can describe the principle and procedure of surveying vividly. The software also can show the detail of the use of surveying instrument. Hence this program can arouse students’ interest, rich the teaching, enhance teaching efficiency and improve the quality of the teaching.

Keywords: surveying; multimedia courseware; 3dsmax

中图分类号： P2 文献标识码： A

1引言

多媒体教学是一种有效的辅助教学方式, 它将文字、 图形、 图像、 动画、 声音和影像等 多种媒体运用到教学中, 对于优化教学过程, 开拓学生视野, 增加课堂信息量等方面都有着明显的优势, 具有很强的表现力, 可以激发学生的 学习兴趣, 集中学生的注意力, 增强学习效果。

测量学是研究地球的形状和大小以及确定地面（包括空中、地下和海底）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。其大多数理论方法都比较抽象，教师在课堂上讲课很难表达清楚，学生理解也不够形象完整，从而使的教学质量下降。为了使学生能够感性地认识测量学的理论和实践知识，开发一个多媒体的动画教学软件很有必要。

2软件与技术平台

现在用Powerpoint为表现形式的多媒体课件已经很普及，促进了教学质量的提高，但它还有很多的不足之处。比如，表现形式单一，大多都是以文字和图片的形式呈现在学生面前，使学生缺乏兴趣去接受老师讲的内容；功能有限，Powerpoint虽然是教学的一个很好的平台，但其自身功能还是有限，不能做出预期的效果；无法实现三维演示功能。所以单独依靠Powerpoint来教学，不能达到很好的教学要求。

动画是一种综合艺术，它是集合了绘画、漫画、电影、数字媒体、摄影、音乐、文学等众多艺术门类于一身的艺术表现形式。以动画视频来教学的方式成为了一个受欢迎的教学方式。学生可以更加直观、更加感性的去认知知识，同时使课程也变得更加生动、更加形象。

制作动画需要软件支持，比如图象处理软件，音频处理软件，文字处理软件等等专业软件。其中比较主流的软件公司为adobe与autodesk两家公司。其中adobe公司的软件主要做平面图像处理，影视合成方面；autodesk公司软件主要做三维建模与动画的制作。

动画制作过程是复杂的，他一般包括前期制作、中期制作和后期制作（如图1）。每个制作模块都有其自己的制作内容。

图1 动画制作过程

3动画制作实例

我们不需要将所有讲课内容都制作成动画, 而主要是将难于讲解、需要演示、需要操作的内容制作成动画。例如：椭球的几何参数；高斯投影的过程；二等水准观测的过程；坐标转换的计算等等。因此，像这些教师课上难以讲解的抽象的、难懂的知识点，一个个的制作成动画视频，以形象、生动的图像形式展示在学生们面前，使教学变成一场有趣视听体验。

测量学中有许多实践课需要学生们在实地操作，但对于非专业而又需要用到的学生则没有办法亲生体验了解，教师也只是在课堂上用简单的描述性语言说一下，或者有的直接让学生们自学一带而过。如果我们使用了动画视频教学，同学们就可以更加轻松地学习书本上学不到的知识。例如2秒经纬仪的读数（如图2，3，4）。

图2瞄准前 图3错误读数图4正确读数

再如测量学中的坐标转换原理，很多学生在学习这个知识点时会遇到困难。对于二维的直角坐标系转换，学生们可以很简单的理解。但当涉及到三维转换原理时，学生们就略显吃力了。对于两个空间三维直角坐标系O1-X1Y1Z1和O2-X2Y3Z2，要实现空间直角坐标系从O1-X1Y1Z1到O2-X2Y3Z2的转换，首先通过坐标原点平移，使坐标原点O1与O2重合。其次，对于同原点的两个三维空间直角坐标系O-X1Y1Z1和O-X2Y2Z2，通过旋转，实现O-X1Y1Z1到O-X2Y2Z2的变换，如下图。

图

其变换具体过程：由于坐标系的单位长度不同，所以两坐标系存在一个比例系数m; 坐标O2-X2Y3Z2首先进行平移，使其坐标原点与坐标O1-X1Y1Z1原点重合; 首先绕OZ1旋转角; 然后绕OY1旋转角; 最后绕OX1旋转角

旋转矩阵分别为：

(1)

公式（1）可以写成：

(2)

进一步简化为：

(3)

(4)

最终加上缩放比例m与平移参量，公式可写为：

(5)

根据原理，就可以逐步开展动画制作了。

3.1前期制作

前期制作部分的工作主要是资料素材的收集和整理。对动画进行整的构思，设计场景造型，然后根据整理的资料素材撰写动画脚本和配音脚本。

3.2中期制作

中期部分工作就要根据前期制作中设计的脚本进行动画的一画画制作。这里就要用到adobe公司开发的photoshop图像处理软件，进行素材的美化加工（如图5）。

对于三维动画则需要使用autodesk公司开发的3dsmax 或maya软件进行三维建模后，然后制作动画（如图6）。

初步动画制作完成后，需要进行对画面色彩、特效等制作。如加上光晕、材质、灯光等处理（如图7）。

图5 Photoshop图像处理二等水准测量 图6 3dsmax制作坐标系模型

图7 After effect动画渲染

3.3后期制作

这样一个动画制作完成了，但是此时的动画只能在软件里面播放，需要我们使用软件进行渲染处理，输出最终的文件。格式一般有*.avi, *.mov, *.rmvb等等。

4动画合成

渲染出来的动画在premiere中支持*.mp3, *.wav 格式声音文件, 事先将声音文件录制编辑好, 以*.mp3 或* . w a v 格式文件保存。声音文件可以直接导入, 导入的声音文件存储在premiere中。然后在premiere软件中对音频文件进行去噪处理，然后进行剪辑，使动画和录音达到同步的效果。最后导出文件就是我们最终需要的动画视频了。

5结束语

对于多个动画视频文件，我们可以制作一个多媒体文件包，可以放到网上，这样学生们可以通过网络随时随地地学习到知识。

以动画为平台的测量学多媒体动画软件，能够直观、动态地表现教学过程，将教学思路融合到动画之中，激发学生学习兴趣，丰富了教学内容，增强了教学效果。此方法正在被广泛地运用到教育领域。

参考文献

[1]段贻民, 杜国标. I t" 测绘专业测量学教学改革方案的研究[J]. 测绘通报, 2004 (5).

[2]于晓平, 杨国东, 陈增宝, 等. 教学软件的设计[J]. 测绘通报, 2004.

[3]常玉奎. " 工程测量" 课程多媒体课件开发与应用 [J][J]. 测绘通报, 2007, 3: 023.

[4]赵明. Flash 5 入门与提高[M]. 华大学出版社, 2001.

[5]孙贤斌, 尹杰, 肖本林, 等. “测量学” 教学动画软件研制[J]. 测绘通报, 2009 (2): 75-77.

[6]3DS MAX 3.0 入门与提高[M]. 航空工业出版社, 2000.

[7]汤洪海. Photoshop 后期处理入门[J]. 大众数码, 2007, 8: 068.

测量学的应用篇5

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2013）09-0073-02

《工程测量》课程是面向非测绘类各专业的一门专业基础课程。目前我校土木工程、给排水、工程管理、道路交通等多个专业都开设了该课程。该课程是一门实践性很强的课程，不仅要求学生通过本课程的学习掌握测量学方面的基本知识、基础理论，掌握最基本的测量数据处理方法，而且要求学生熟悉、正确使用各种常规测量仪器，并具有灵活运用测量基本知识、基本理论和基本方法于实际的测绘、测设工作的能力。为了提高工程测量课程教学质量，更好地激发学生的学习兴趣，使学生既能学到理论知识，又能全面培养学生综合运用本专业理论知识和实践操作能力，以达到提高分析问题和解决工程施工测量实际问题的能力，笔者进行了积极地探索，将项目教学法引入到工程测量教学中。

一、项目教学法及其实施意义

项目教学法是一种以实践为导向，以任务为驱动的教学模式，是师生通过共同实施一个完整的项目而进行的教学活动。项目教学法的本质是以能力为本位，以学生为主体，以教师为主导，充分利用情境、协作以及会话等学习环境，尽可能地发挥学生的主动性、积极性和创造性，圆满完成本项目的任务，最终达到教师的教学目的。这种模式的特点是教师根据教学大纲，精选教学内容，将授课内容寓于项目之中，辅助和引导学生实施并完成项目，通过自主学习来完成相关项目，与此同时，教师也完成了相应的教学内容。

《工程测量》课程是理论与实践并重的一门学科。在工程测量教学中，采用项目教学法，实现了理论教学与实践教学的有机融合，不仅可以调动学生学习测量的积极性，更能提高他们测量实践操作能力以及解决问题的综合能力。与传统的测量教学相比，测量课程实施的项目教学法，是将传统的测量学科体系中的知识内容转化为若干个小的教学项目，围绕着一系列的项目进行组织与教学，使学生直接参与整个测量项目实践中，在实践中学习，在学习中实践。在这过程中，学习成为一个人人参与的实践活动，注重的不是最终的结果，而是完成项目的整个过程。通过实施项目把测量专业理论和实践教学有机地结合起来，充分挖掘学生的创造潜能，提高学生解决实际问题的综合能力。

二、项目教学法在《工程测量》课程中的应用

非测绘专业的《工程测量》课程的主要教学任务是使学生了解测量学的基本理论与方法，具备常规测量仪器的操作技能，能够进行大比例尺地形图的测绘以及施工放样等。笔者根据教学大纲要求和项目教学法的教学特点将课程教学任务分解成一个个具体项目，现以小型建筑物定位放线为例，谈一谈如何在工程测量课程中应用项目教学法。

1.项目设计。采用项目教学法进行教学时，项目设计是关键。教师在进行项目设计时应以知识够用，重点突出技能为原则，以培养和提高学生能力为目的。小型建筑物的定位放线是实际工程项目里经常涉及到的项目，所以笔者选择此项目进行项目教学法的研究。建筑物的定位放线主要包括了《工程测量》课程里的角度测量和钢尺量距两项内容。在实施此项目前，学生已通过前期的学习和实践掌握了基本的测量知识，能熟练使用经纬仪和钢尺。教师选择合适的场地，准备相关图纸和项目任务书，视情况将学生分成5～6人每组。教师指导学生分析任务，提示注意事项。在本项目中，首先是通过知识牵引，让学生能读懂图纸，认识建筑物的基础施工图的作用，也就是识图过程；其次就是引导学生理解测量放样的基本原理，让学生明白为什么进行这样的操作才能实现点位的放样。通过教师的引导让学生对项目有一个基本的认识。

2.项目实施。项目任务确定后，学生应根据项目任务，进行充分的准备工作，利用搜集的信息制定项目工作计划，包括小组人员的分工，测量方案的编写，工作程序等。在项目实施的过程中，教师应放手让学生学会独立思考。学生开展小组讨论交流，自行制定工作程序，分析方案是否可行。当项目实施过程中出现问题时，教师的作用是及时引导学生分析问题，而不是直接指出错误。例如，某些学生对仪器的操作过程一知半解导致操作不正确或不到位，因而在放样时，发现不能达到工作精度要求。这时教师不能直接给出问题的答案，而是让学生自己去思索，主动发现错误，分析问题，解决问题。这时需要把以教师为中心转变为以学生为中心上来。在反复的实践中，学生始终处于主体地位。当他们通过团队合作努力而最终得到成功时，也会充满了自豪感与成就感，自信心与创造力进一步提高，而解决问题的能力也在实践中潜移默化地发展。

3.项目评估。教师应事先做好项目评估表，项目完成后，教师应组织学生进行自评、互评，对项目的全过程进行评价，最后教师对每个小组完成情况进行点评。例如在本项目中，教师可以将学生评价标准从识图、经纬仪部件功能、经纬仪放样流程、钢尺读数、工作态度、工作时间等几方面让学生进行自我评价和小组互评。在自评和互评过程中，教师要善于引导，使学生掌握评价的技巧，既要学会客观评价他人与自己，又要正确对待他人对自己的评价，使评价做到客观、公平、公正。最后教师对该小组的项目工作完成情况做出点评、并总结分析全班的项目工作情况，提出今后改进的方向和注意事项。

三、项目教学法在实施过程中应注意的问题

为了保证项目教学法在《工程测量》教学中顺利实施，笔者认为应该注意以下几个方面。

1.项目教学法对教师的综合素质要求更高。与传统教法相比，项目教学法组织实施的过程更为复杂，对教师的要求更高。因此在项目教学法实施之前，教师必须提前精心地做好教学组织，需要查阅大量的资料，收集相关知识及案例，分析研究并确定符合实际的项目任务，制订好项目工作计划和项目活动评价表等指导性资料，对教学过程中的每一个环节进行仔细推敲、演练。教师不仅需要扎实的理论基础，还需要丰富的实际工作经验，能随时回答学生提出的各种问题。

2.学生是学习的主体。兴趣是最好的老师，在项目教学法实施过程中，首先应调动学生积极性，激发学生的学习兴趣，让学生充分理解项目教学法的思路。在课程教学改革初期教学节奏不易过快，应让学生先通过小的简单的项目来熟悉项目教学法这种新的教学方式，再通过综合的大项目引导学生一步一步完成更有难度的任务，使学生从中感受到成功的喜悦，激发学生更强烈的学习意愿，锻炼他们自己解决问题的综合能力。由于采用自主学习方式，学生的个性化得到充分的发展。在注重学生个性化发展的同时，应当避免学生的两极分化，特别是个别学困生，他们的自学能力和自控能力都比较差，容易产生依赖思想。所以要采取有效措施，让学生相互帮扶，实现共同进步。

测量学的应用篇6

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）11-0171-02

1 BP神经网络

BP神经网络是一种前馈神经网络（Back-Propagation Network），采用反向传播误差算法，其算法的核心思想是[1][2]：将输出误差反向传播给上一层，计算出上一层的误差，这个误差一层一层反向传递，根据各层计算的误差不断调整权系数、阈值，使神经网络误差达到期望值。

BP神经网络由输入层（input layer）、隐含层（hide layer）和输出层（output layer），其中隐含层可以有多层，每层神经元之间无连接，层与层神经元之间为全连接。通常一个三层的BP神经网络就可以完成任意的n维到m维的映射，可以逼近任何一个在闭区间内续函数[3]。

三层BP神经网络的结构如图1：

2 数据的采集与归一化

将学校AC上网行为审计设备生成的日志数据库文件导出，使用SQL语言对数据进行数据降维并进行汇总生成符合本次实验的数据样本。本次数据采集自2014年11月2日00：00：00至2014年11月29日23：59：59结束，时间粒度1小时，共计28天，数据结构为28×24的阵列。然后对生成的数据进行归一化处理，下图为未归一化和归一化后的部分数据。

3 使用nntool建立BP神经网络预测模型

获取的数据中用前21天共21*24个数据点作为输入样本，剩余7天共7*24个数据作为测试有样本。因为本次实验使用一天的数据流量来预测第二天的数据流量，因此输入层神经元个数为24，输出层神经元个数也为24，根据隐含层神经元个数计算公式，结合实际经验隐含层神经元个数确定为14个，即BP神经网络的网络结构为24-14-24。迭代次数设置为1000次，误差设为0.001，学习函数为trainlm，激活函数为logsig，具体实现代码如下，

……

p=mapminmax（p，0，1）；

t=mapminmax（t，0，1）；

net=newff（minmax（p），[14，24]，{'logsig'，'logsig'}，'trainlm'）；

net.trainParam.epochs=1000；

net.trainParam.goal=0.001；

net=train（net，p，t）；

y=sim（net，p）；

……

4 实验验证

通过对BP神经网络的训练，生成中职学校网络流量预测模型。使用测试样本中前两天的数据进行试验验证，网络流量预测效果如下图，

从图4、图5网络流量预测的对比实验发现，应用matlab训练生成的BP神经网络预测模型预测出的网络流量和实际网络流量基本一致，也就是说该预测模型完全可以用于中职学校网络流量的预测。显而易见，学校网络管理员可以使用预测而来网络流量数据提前对学校网络流量进行合理控制，同时也可以对各类应用控制策略进行适当配置，从而确保学校网络始终工作在最优的环境中。

参考文献：

测量学的应用篇7

基金项目：基金项目：专业结构调整服务地方发展计划（2013zytz077）、校级大学物理团队项目（2013jyxmo5）、蚌埠学院2015年院级科研项目（2015ZR17）、蚌埠学院2012年院级重点教研项目（JYLZ1205）

摘 要：较化学检测法等传统环境污染检测方法，光学测量方法以其无可比拟的优势广泛应用于环境污染物的检测及监测，近几十年来发展迅速，并具有广泛的应用前景。随着激光技术和计算机技术的发展，光学测量方法也随之变革。例如激光光谱对特定气体的检测（LASAIR系统），紫外差分光学吸收光谱仪（DOAS系统）和傅里叶变换红外干涉仪（FTIR系统）等，都为这一变革提供有力的佐证。论文介绍光学显微镜检测方法，光学分析方法以及光电检测技术，重点分析光学显微镜检测方法在环境监测中的应用、光学分析方法在水质检测领域的应用、光电检测技术在环境监测中的应用，光学测量方法的最新发展方向。

关键词 ：光学显微镜；光电检测技术；光谱学分析法；DOAS系统；FTIR系统；LASAIR系统

中图分类号：O439文献标识码：A文章编号：1673-260X（2015）08-0005-04

随着现代科技的不断更新与物质生活的高度发达，环境污染物的排放量日益增多，人们在享受着丰富物质生活的同时，也受到了环境污染带来的冲击，例如酸雨的侵害，雾霾天气的影响，全球变暖导致的海平面上升等问题。传统的检测方法（如化学法），由于用时长、花费高、操作复杂，需要各个部门相互协作，甚至在检测时都可能会产生环境污染物，越来越受到抵制。而光学测量方法在环境检测方面，更能有效地避免这些弊端的产生。

在环境中，对于水质，有关部门主要通过对水质采样、化验、分析的方法实现对水质的监控。对于水体富营养化的这种情况，有关部门通过光学显微镜直接对水体进行观查即可。而对于重金属污染过的水源，往往光学显微镜很难直接观测出来，还要通过物理或化学的方法使重金属沉积，沉淀或“染色”，才有可能观察到。但是这种方法用时长，不利于及时了解水污染的情况，而且在使重金属沉淀的方法中，有可能又会产生新的污染物，样品处理又带来了困难。由于光学显微镜很难实现对空气的检测，所以在环境监测中用处并不大。这时人们联想到，也可以通过光的其他特性来实现对环境的实时的监控。而光电检测技术（如外光谱法，激光光谱法等），人们可以直接检测环境中的污染物，无需费时费力，既能实时地反映出污染物的量和浓度，又不会产生附加污染物，且在环境监测中实用性很强。光电检测技术利用光的光谱特性，可以在受污染的水中使用，也可以在工厂的排气烟囱中使用，甚至可以专一地检测某种气体，例如，甲烷气体，二氧化碳气体，含硫化合物气体等[1]。

1 光学显微镜检测方法在环境监测中的应用

在现实生活中，我们最易受到水污染带来的侵害，水体富营养化一直是我们关注的重大问题，而光学显微镜在这方面的检测应用极其广泛。环境保护部门在水污染地需要将水质进行抽样、化验、分析、观察，这时就要用到光学显微镜[2]。

1.1 细菌、霉菌检测

水体细菌含量是人们辨别水质是否利于饮用的重要标准，如人们会对水中的大肠杆菌群检测做一个革兰氏染色镜检。

1.2 生物群落检测

浮游植物是水域的初级生产者，繁殖速度很快。水体富营养化会促进其繁殖能力，从而影响水质的饮用安全。对浮游植物的检测，离不开光学显微镜。光学显微镜直接对水质进行观察监测，每过一段时间，镜检跟踪浮游植物的群落状况，以判断水体是否富营养化。

1.3 特殊物质检测

石棉纤维被动物体吸入肺部后，容易沉着在肺泡内，影响动物体的呼吸，对动物体的健康影响很大。在用光学显微镜检测时，必须用高倍镜才能观察到石棉纤维，因此，对光学显微镜的分辨率要求比较高。为确定肝癌细胞的使用量，需要用光学显微镜镜检肝癌细胞的复苏状况。

二噁英（Dioxin），是某些有害物燃烧后产生的脂溶性物质，不能被生物分解，具有很强的危害性。利用离体肝癌细胞的EROD与二噁英的复合毒性效应是生物学中的一种检测方法。环境监测部门也利用这种方法对环境中的石棉尘（石棉纤维）进行监测。

在受污染的水体中，培养鱼（一般选择生长速度快的青鱼）的受精卵，在鱼卵孵化过程中，使用光学显微镜监测受精卵的孵出率，并观察胚胎发育过程中畸形胎所占比重。

1.4 环境毒性测试

根据所知的生物学，单细胞藻类有很强的繁殖能力。可以在水体中培养藻类，用光学显微镜观察，监测藻类世代的生长情况和藻类种群的变化情况，判断水体中是否存在急性的毒性物质[3]。

2 光学分析方法在水质检测领域的应用

物质在吸收光波后，会在某一波段有一个吸收峰，通过分析这个波段，就可以得出该物质的光谱特性，光学分析方法就是在此研究基础上找到的一种测量方法[4]。反应灵敏度高，检测速度快的优点是人们在采用这种光学测量方法时首要的考虑因素。某些光学分析方法，人们往往既不需要像传统检测方法一样去使用试剂，又不需要花费太多的精力去维护相关的仪器设备。近几十年来，光学分析方法随着科技的脚步，在水质检测方面也跨上了一个新的台阶[5]。

2.1 比色分析法

比色分析法是指利用物质与物质之间的化学反应，获得深颜色的溶液后，通过比较前后溶液的颜色深浅度来测量所含物质浓度的方法[6]。比色分析法主要用于水质中，有色重金属离子的浓度检测。但是，有些重金属离子却是无色的，例如一价铜离子溶液，这时可以根据其易被氧化的化学特性，将一价铜离子溶液氧化成蓝色的二价铜离子溶液。比色分析法可分为目视比色分析法和光电比色分析法，两种方法的测量原理均为朗伯－比尔（Lambert-Beer）定律。但是，目视比色分析法中，人的主观判断会影响未知量的测量，因此目视比色分析法准确度不高。而采用分光光度法的光电比色分析法，弥补了主观判断造成的失误，未知量的准确度和灵敏度得到了提高。

通过了解，可以看出，使用比色分析法时，必须建立在显色反应的基础上，因此对溶液离子的化学性质要求比较高。人们可以采取目测的手段，也可以采用与离子反射或吸收波长相对应的单色光源进行检测，还可以使用与高速计算机联接的摄像头进行图像综合对比分析。利用显色剂的不同反应，比色分析法可被广泛地应用在水质监测方面以及测定受污染水质中的各类污染物浓度。

2.2 紫外光谱分析法

紫外光具有波长短，能量大，透过力强的特点，利用这一特点，人们可以通过紫外光谱区进行检测。有机分子在紫外光谱区的吸收较强（其实就是高能量脉冲杀死了有机活性物质），因此适用于检测水体有机污染物。紫外光谱分析法，分为单波长法，经过多年探索研究后，发展为双波长法，循序渐进到如今比较全面的全光谱法。对单波长法进行改进的双波长法，在测量时，无需参比溶液即可消除混浊度的影响。全光谱法是在光谱分析仪的基础上研究出的一种对待测溶液比较全面的检测方法，包含了吸光度在全紫外光谱区所有有机污染物。

2.3 间接测定法

水质中，对重金属离子的浓度还有一种间接检测方法荧光分析法[7]。顾名思义，荧光分析法就是获取重金属离子的荧光图像，再通过计算机编程处理，由此间接地测量出重金属离子的浓度。在这一过程中，需要用到与重金属离子相匹配的试剂。

2.4 直接测定法

直接测定法省去了间接测定法中匹配试剂的过程，检测速度有所提高，但是却要满足物质本身就发射荧光（如叶绿素、水中有机物等）这一苛刻条件。不管是间接测定法还是直接测定法，都无法忽略光源的重要作用。尤其是在直接测定中，要求光源的发射光波长与物质的吸收光波长一致。激光光源由于其得天独厚的优点（单色性好、能量集中），受到了研究人员的高度关注，激光诱导荧光技术就是采用激光作为光源的荧光检测技术。目前，激光光源在直接测定法中几乎已经取代了传统光源的检测地位。

3 光电检测技术在环境监测中的应用

虽然光学显微镜在水体污染的监测中可谓崭露头角，但在空气污染物的监测中却显得捉襟见肘。空气污染物通常指以气态形式进入大气层来物质（主要是人为污染，例如含硫化合物，二氧化碳气体等等），其对人体或生态系统具有很不好的效应，例如酸雨，雾霾等等。随着光学的发展，光电检测技术逐步应用到现实生活中，尤其在环境监测中，以其独特的优势获得了人们的青睐。

3.1 光电检测技术的原理

光电检测是指利用各类光电传感器，将被测量的物理信息转换成光信息，再通过A/D转换器转换成电信号，再综合利用信息传输技术和计算机编程处理技术，完成信息获取。当光照射到物体表面时，使物体发射电子、或电导率发生变化、或产生光电动势等。这种因光照而引起物体特性发生变化的现象称为光电效应光电检测系统以激光、红外、光纤等现代光电器件为基础，对载有待测物体信号的光信息进行处理，即通过光电检测器件接收光信息并转换为电信号。由输入电路、放大滤波等电路提取待测物的信息，再经过A/D转换器输入计算机运算和处理，最后提取出待测物体的几何量或物理量等所需信息（如图1的光电检测系统）。

3.2 光电检测系统在环境检测中的应用

光与物质的相互作用，改变了物质的某些物理特性。利用这种特性，制作的光电检测系统可以分为两大类：使用能覆盖宽光谱区的宽带光源的监测系统；使用激光或窄光谱光源，因而只能覆盖窄光谱区的监测系统[8-9]。在宽带监测系统中，傅里叶变换红外干涉仪（FTIR）或紫外差分光学吸收光谱仪（Uv-DOAs，又名DOAs系统）测系统可同时监测未知混合物中的多种化合物。通常这些化合物是包含在宽谱带内的，宽带监测系统能“观察到多种化合物的存在，但分辨率不高，不能将这些化合物从复杂混合物中直接区分开来”。但是，当宽带监测系统的分辨率低于欲观察的光谱线中的精细结构时，就不能观察到真正的吸收峰，且会限制对气体浓度值的检测。

激光监测系统由于分辨率高，扫描光谱范围窄，所以检测灵敏度相当高，但是激光监测系统发出的波长必须与被检测化合物吸收谱线的光波长相匹配。由于激光监测系统发出的激光波长是单色的，扫描波段被限制在极窄的范围内，一般情况下只能对应的检测出一种化合物。若检测的是混合物，则需要另加对应的监测装置。在目前的环境监测中，宽带监测系统和激光监测系统，这两种类型的监测装置都有其应用。例如，FTIR监测系统，它可提供对企业事故中泄漏出的某些有害化合物进行检测。这时对所有的可能的有害化合物来说，检测灵敏度就不如检测范围重要。但如果要连续实时监测从污染源（如烟囱向大气层中排放污染物，汽车尾气排放的污染气体时）释放出的有害气体，则监测装置抗其他化合物干扰的能力和高检测灵敏度就是重要因素了，这时，激光监测系统就成为了理想的监测系统。激光雷达像其它激光监测系统一样，能检测的样品不多，但它具有空间分辨力，是迄今为止，唯一能提供空间信息技术的检测系统，因此，探索污染物的发源地，激光雷达系统是最好的检测系统。诸如高空大气层中臭氧的消耗情况，可以使用激光雷达系统进行计算机模拟绘图。使用激光雷达系统提供大气层中空气分子成分分布的垂直剖面图，可以对大气传输和扩散过程有更透彻的了解。

DOAS系统可以测量多种化合物，如含氮化合物、甲醛、酚、苯、甲苯、二甲苯[10]。它的工作原理是根据光的反射定律，光源发射的光波经过某些物质后，经吸收的光波与光源光波一起被反射镜反射回来，利用计算机高速运算的能力分析光波的差异性，故而称作差分光学吸收光谱技术。调取吸收光谱数据库中已知数据，与吸收光谱数据相比较，从而分析物质中存在的化合物种类。

LASAIR系统是激光技术与计算机技术相结合的高新技术[11-12]，利用激光的单色性和计算机的高速运算能力，提高了检测效率。可调二极管激光吸收光谱分析仪发射出的激光光波长，足以满足吸收峰在中红外区（320um的范围内）的物质检测，适合大多数的工业环境监测。可调二极管激光吸收光谱仪，已在全球范围内有毒有害气体的检测上发挥了重要作用。LASAIR能测量的气体分子包括NOx、HF、HCI、HI、NH3、C2H2、COx、H2S、CH4。但是，由于每种气体对光波的吸收峰值不尽相同，必须要使用发射对应吸收峰值波长的激光光源。

4 结束语

随着时代而发展的光纤通讯和光电子信息技术被应用于环境监测中，尤其是具有体积小、寿命长和光电转换效率高的近红外二极管激光器[13-14]，目前已经迅速商品化，成为了检测空气污染物质的最合适光源。而调谐二极管激光吸收技术利用分子的吸收光谱单一分立吸收线这一原理，可以采样到被检测气体的每种光学信息。当激光通过被检测气体时，光电磁波会被吸收和散射而衰减。利用被测量物质分子的吸收能力远远高于物质分子对光的散射能力，我们可以忽略掉物质分子散射的这一衰弱影响。经过近30年的发展，调谐二极管激光吸收技术日益成熟，被广泛的应用在空气污染物质的检测和监测中。随着光谱学分析技术和激光技术的完美结合，特别是在近些年来，制作半导体材料和器件的工艺长足进步的情形下，激光光谱学分析技术在环境监测方面的应用越来越成熟。

红外半导体激光器可以在常温下工作，取代了传统光源的地位[15]。研究结果表明，红外半导体激光器的发射波长与很多环境污染气体的吸收波长相同。由于红外半导体激光器具有谱线窄、单频、功率大、工作可靠的优点，也为制作高质量，高水准的气体检测仪打下了坚实重要的基础。根据其对环境的抗干扰能力强，经常不需要标定，可直接安装在管道上检测等实用性的特点，被大量使用在工业生产过程中检测污染气体方面。

从光学显微镜早期在环境监测中的应用（主要在水质检测方面），到后来应用光学分析方法监测环境，直到现在人们又通过光的其他特性发明了各式各样的监测仪器，如：激光监测仪（DOAS系统），傅里叶变换红外干涉仪（FTIR监测系统）。可以说，光学测量方法是随着光学的发展而发展变化的。随着量子力学的发展，人们对光的认识不仅仅只是停留在了光谱层面上，而且也通过实验验证了人们对光的本质的假设。人们相信，现在我们所知的光学只是其冰山一角，光学测量方法也会随着光学的发展而日新月异。

参考文献：

（1）刘楚明.光学的发展史，应用与展望[J].科技创业家，2014，43（09）：700-721.

（2）水源守护者.光学显微镜在环境监测中的应用[EB/OL].（2010-7-23）[2015-4-1].http：//bbs.Instrument.com.cn/shtml/20100723/2679312/.

（3）刘允，解鑫.水体生物毒性检测技术研究进展综述[J].净水技术，2013，32（5）：5-10.

（4）李震，张金松，胡泓，宛如意.水质检测中的光学分析方法[D].哈尔滨：哈尔滨工业大学深圳研究生院，2014.

（5）杨开武.气体浓度光学分析方法研究的进展[J].光谱学与光谱分析，2000，20（2）：134-135.

（6）沈继忱，王雪晴.基于图像比色法的有色溶液浓度检测方法的研究[J].光学仪器，2008，30（2）：9-12.

（7）陈国珍.荧光分析法[M].北京：科学出版社，1975（02）：236-245.

（8）李红.国外新型环境监测光学技术的发展趋势[J].现代科学仪器，2000，11（02）：356-402.

（9）耿玉珍.工业中的光学环境检测技术[J].光电子技术与信息，1995，8（03）：34-39.

（10）美国热电子公司.DOAS2000仪表说明书[Z].美国，1995.

（11）Schiff，H.I.MacKay，G.I.and Bechara.The use of tunable diode laser spectroscopy for atmospheric measurements[J].Air monitoring by spect roscopic techniques，1994，5：239 -333.

（12）Unisearch Associates Inc.Stack measurements of Hydrogen fluoride using the LASAIR instrument[R].America，1994，6：123-159.

测量学的应用篇8

1 引言

据全国大学英语四、六级考试委员会与英国文化委员会的合作研究结果认为：CET4和CET6(简称)是一项信度极高的考试，每次考试客观题的内部信度都达0.9以上;效度相当高，回收问卷中有92%的教师认为CET能反映学生的实际英语水平。笔者以为这里所指的信度和效度的界定很模糊，就某次具体的测试而言，信度和效度是受特定条件限制的，不可能是绝对的。迄今为止，我国的高考、研究生入学考试、公共英语等级考试(PET)，包括CET等大规模英语测试还是以客观性题型为主，主观题只占10%或20%左右。就评分方法而言，因客观性试题答案的唯一性，可用机器阅卷，从而保证了测试结果的客观性和一致性，无疑具有相对较高的信度，但不足之处就是效度难以保证。同时大量采用主观性、直接性试题的测试在阅卷信度上也令人怀疑。这样的困惑总是或多或少存地在于考试的开发、设计和评估过程中。

我们能否使信度和效度同时最大化呢？信度和效度又应如何整合而达到适当的(appropriate)平衡？Bachman和Palmer在其测试理论中认为可设置“可接受的最低程度”(minimumacceptablelevel)的效度或信度等质量指标从而使得语言测试的“效用性”(usefulness)原则中各特征之间达到适度平衡。由于测试总是在一定的价值判断、测试目标、社会环境等约束条件下进行的，本文尝试探索在可行性条件下，测试的总效用(overallusefulness)最大化时效度和信度之间可能存在的关系。

2 效度和信度的基本概念及特点

如果我们想阐释一次特定的考试成绩是否正确反映了学生的语言能力，那么在设计和使用测试时，信度和效度是我们首要关注的特征。Bachman把信度定义为“测试的一致性”(consistencyofmeasurement)。简言之，就是测试结果的可信度、可靠度。例如，我们可以这样来检验测试的信度：使用同样一份试卷，在两种不同的场合、环境中，在较短的时间间隔内，施与同样的学生，如果测试结果基本吻合，那么证明该测试是有信度的。一份试卷的测试结果如果缺乏信度，就没有使用价值，同时也减弱了考试的公正性。当然，要完全消除不一致性(inconsistency)也是不可能的，我们能做的是尽量把影响不一致性的不利因素控制在最低程度，以便于提高测试信度。

信度所涉及的问题是个体测试成绩在多大程度上是由测试误差或其它因素所影响的。效度所关注的问题是个体测试成绩在多大程度上和个体语言能力相关。因而，我们研究信度的目的是使测试误差造成的影响最小化，研究效度旨在使我们想要检测的语言能力的效果最大化，它们是两个相互补充的目标。一项测试若没有信度，也就无所谓效度。信度是效度的前提或必要条件。权衡信度和效度，效度是首要的。然而Underhill和Heaton指出信度和效度特征在本质上是互相冲突的。测试效度较高的试题有时测试信度较低。反之，测试信度较高的试题有时测试效度较低。Morrow也认为想把测试任务设计得既具有可信性又具有真实性不可能的。Hughes却说虽然测试的各种特征相互排斥，但是这并不意味着我们可以完全放弃这些特征。

3 对信度和效度在理论上能达到适当平衡的可行性研究

评价英语测试最重要的原则是总效用性(overallusefulness)。Bachman和Palmer(1996:18)把某一特定测试的“总效用性”看作是由六个因素构成的，即效用性(Usefulness)=信度(Reliability)+构想效度(Constructvalidity)+真实性(Authenticity)+互动性(Interactiveness)+冲击力(Impact)+适用性(Practicality)。这里需要说明的是：Bachman和Palmer之所以把“构想效度”作为“效用性”六大特征之一，是因为构想效度(上节已提到)关系到我们根据测试成绩所作的解释的意义性和适切性。前五者均与测试成绩的使用有关，而“适用性”与测试的方法有关，能够在很大程度上决定测试的可行性。评价一次考试是否有效用需要综合考察这些因素，在它们之间寻求最佳的平衡点，而这一平衡能否实现取决于适用性的大小。对于大规模考试，考试策划者需在试卷设计和考试任务设置时重点考虑信度和效度，而对于一般学校考试，教师就应多考虑考试任务的真实性、互动性和对教学的冲击力(或称后效作用)。 转贴于

4 在英语测试实践中把握好信度和效度的平衡关系

以上已经大致证明：信度和效度作为评估测试质量的两个基本特性，两者虽然在一定程度上是相互矛盾的，但完全可以通过相互协调使之达到适切的平衡，以保证测试的总效用性最大化。这一结论给我们的启示是：在英语测试的设计和命题过程中，不能绝对、片面、盲目地追求或强调某一方面而以失去另一方面为代价，只有综合平衡二者的关系才能获得最大的总效用。

4.1 考试内容能否体现新的语言教学观

语言测试随着语言观的发展而发展，也随着教学理念、教学模式的更新而更新。八十年代中期开始流行的交际功能观和九十年代以后兴起的任务教学法(task-basedlanguageteachingapproach)都对语言测试的改革提出了新的要求。现行的四、六级考试题型还是以结构主义语言测试理论为基础的多选题为主，某些语言项目的测试与实际语言能力的相关性不高，很难体现当代语言教学观提倡的英语交际运用能力方面的考查。Bachman和Palmer(1996)也强调测试任务和目标语使用任务(target-languageusetask)的一致性。看来革新CET的试卷结构、题型设置是关键。为了提高考试的效度，可以通过调整主观题和客观题的比例(3:2或1:1)，多采用直接测试法，增加听力和写作测试的权重，加大口试考核力度并设最低分，变化题型等手段。也可通过采取大题量小分值，细化评分标准，综合使用整体评分法(holisticgrading)和分析评分法(analyticmarking)等措施来提高考试信度。

4.2 能否产生正面反拨效应

测试是教和学的导向。问题是如何提高测试的正面反拨效应，减少负面反拨效应。四、六级考试长期以来采用固定不变的模式，客观上造成了学生猜题、押题，教师偏向应试教学，产生了不良的教学效果。Hughes提出了若干提高正面反拨效应的建议：测试要培养能力;测试内容要覆盖面广并具有一定的不可预测性;尽量使用直接测试法；成绩测试要与教学目标相结合，使用尺度参照等。这些建议多数涉及效度，也与信度相关。信度和效度是影响反拨效应的重要因素，正确处理好两者的关系能使测试产生积极有利的反拨效应。

5 结束语

测试的最终目的是服务于教学。作为教师，重视语言测试理论的研究，掌握命题的原则，在试卷编制过程中把握好信度、效度及其它评价指标之间最佳的平衡关系，将有利于优化各类英语测试的质量，更有效地推动英语教学的发展。

参考文献

［1］AmericanPsychologicalAssociation，1985，StandardsforEducationalandPsychologicalTesting［M］，Washington，DC:AmericanPsychologicalAssociation.

测量学的应用篇9

中图分类号： G40 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2017）06-113-2

1 概述

京津冀协同发展的重大国家战略，始于一域却剑指全局，产业转移同时也带来了教育的新格局，河北省打破常规，提出了紧贴地方经济发展和产业结构要求，探索应用科技型大学建设。而以本科三批院校为代表的独立学院作为应用型人才培养的重要载体，在区域发展中扮演着重要角色。应用型本科院校，与高职高专院校不同，本三院校培养的仍然是本科层次的学生，要求必须具备扎实的专业理论知识，可为继续深造和发展奠定基础，但是又要着重强调工程实践的能力，能在实践过程中挖掘学生的潜力，增强其创新精神，以期达到学生到工作岗位后能更快上手，这就要求应用型本科院校中教育必须理论基础和实践教学并举，积极与市场接轨。所以在学校整体改革的过程中，作为工科院校的测量学课程本身就是应用性较强的学科，须针对自己的实际情况进行相应的改革，寻找一条适合自己的教学模式和教学方法。

2 测量教学过程存在的问题

2.1 教学理论与学生基础不匹配

本三院校历史短，发展快，教学资源与教学设施基本上是与母体院校资源共享，其教学模式往往依附于母体院校，教师在讲授理论知识的时候沿用同样教学方法，并没有考虑到本三学生的特点，主要强调学生以课堂教学为主，重理论，轻实践现象突出。但本三生源底子薄、基础差，最终导致对课程的理解、接受能力与本一、本二学生有天壤之别，直接导致适合于母体院校的培养方式反而起到相反的作用。

2.2 教材内容与教学设备与现展不匹配

测量技术的发展日新月异， 新的测量仪器、测量手段不断涌现，而现行教材大多数却仍然以讲述基本的光学仪器的测量方法为主，对于新仪器、新技术的介绍严重不足。同时由于经费短缺问题导致教学仪器更新换代的速度较慢，对于现在工地上广泛应用的电子水准仪、电子经纬仪、全站仪、GPS等先进的仪器配备很少，甚至没有，如果按现有教材和设备进行讲解和实践，势必会导致学生学习内容与工作单位需求脱钩。

2.3 实训基地建设与实际要求不匹配

目前，实训基地建设没有强制性标准，通常是在校园内部的临时场地进行的，因场地没有固定的标准数据，所以实验、实习存在一定随意性，教师给的前提条件属于假设的虚拟数据，对学生的测量成果质量没有检核条件，不能很好确保精度要求，学生在测量过程中体会不到真实性，认为即使做错也不会有问题，使得学生的综合技能得不到有效锻炼。导致教学质量难以保证。对于测量这样的理论与实践并重的测量课程来说，是很难达到令人满意的教学效果的。

3 提高实践教学质量的途径

3.1 优化整合基础知识，真正做到学以致用

将传统的教学内容从实际应用的角度进行重新整合，教学内容应把传统知识与先进知识融合到一起进行讲解。比如，水准测量和角度测量的原理是测量学的基础，水准仪、经纬仪是测量仪器中最基本的仪器，也是认识先进设备的基础，这部分内容一定要讲细、讲透，误差分析、罗盘仪、小三角测量等平时应用较少的知识可不必在课堂上深入展开，同时应留出一部分时间来补充介绍书本上没涉及的现阶段测量领域的新理论和新技术等，这样可保证学生在有扎实的基础理论的同时，也能对新技术有所了解，实际工作后能尽快上手。

3.2 完善实训教学基地，将测量实习转化为实战演习

针对校园实习基地不规范的情况，采用了如下措施进行完善，利用校园内的布局和结构设施，创造实习条件，并将学校周边现有控制点引测进校园，进行高精度测定，设立永久专用的实习场地，基地应埋设控制点，并确定出控制点的平面坐标和高程，存档保存，作为考核学生实习成果的标准，增强了测量实习教学的真实性，使学生不出校门就能得到全面、真实的实战。就学生来说，实训基地的完善会增强学生对水准点、导线点等一系列测量标志的认识和理解。其次，会从思想上对有标准数据的场地实习给予足够重视，并有意识地控制测量精度，由于数据的真实性，容易让学生在自己的测量成果中体会到成就感，激发学习的热情和兴趣，从而达到提高教学质量的目的。就教师来说，场地布设已测出的点、边、角的数据，可以帮助教师随时检验学生的测量成果的正确性和精度，客观准确地评价学生的实习效果。根据精度评定标准，合理地评定学生的实习成绩，进一步保证测量实训质量。

3.3 完善考核机制，体现评价的客观性

测量实践的考核存在一定的不确定性，在很大程度上制约了测量质量的提高，理论考试直接通过分数来进行评价，但是测量实习因为是分组进行，所有导致部分同学会出现倦怠，而不愿意亲自动手，坐享其成，为了杜绝此类情况发生，在实践考核环节，除了常规的外业数据、内业计算、图纸等条件外，又设立道德考核，组长根据每个组员在实践过程中的表现情况，进行打分，教师以此为依据，进行相应系数折减。另外，在实践教学中还增加测量实习操作技能的考核，要求在规定的时间内对水准仪、经纬仪进行一整套操作，并按照用r多少进行打分。这是对实践教学环节的有效补充，也是提高课程教学质量的有效方法和手段。

3.4 鼓励参加测量大赛，培养学生的动手能力

测量技能大赛是深化教学改革，提高教学质量的有效途径，是提高学生测量技能的有效手段，本着选拔筛选的目的，首先在学校内部举行小规模的测量比赛，鼓励对测量有兴趣的同学提前报名，将被动学习转化为主动学习，在指导实习过程中同时也兼顾比赛项目的指导，最后评分的同时也评出比赛名次，并颁发获奖证书，随之涌现的测量尖子可为周围的同学树立榜样，普遍提高了学生学习动力和测量的操作技能，再将真正对测量有兴趣的、并具备高水平的测量技能的学生推选到每年一届的全国高等学校大学生测绘技能大赛中，在提升自己的外业数据收集及内业数据处理等方面实践能力的同时，也增进了全国高校大学生之间的实践技能交流，找出自己的不足，迎头改进，鼓励学生去考取测量执业资格证书。为以后工作中从事测量工作打下坚实的基础。

3.5 加强校企合作，提升学生的职业能力

虽然在教学内容上突出了结合新技术的发展的方法，着重介绍目前测量仪器的数字化、多功能化及自动化的方向，但由于经费紧张，学校设备的配备不能及时跟进，导致学生对这些新技术、新设备仅仅停留在理论的理解上，纸上谈兵终觉浅，而加强校企合作，让学生走出去，把专家请进来，多方式让学生增强感性认识，达到即能看得见，也能摸得着的目的，来缓解教学资源匮乏的弊端，比如，学校和多家单位达成协议，每年都安排W生去施工现场进行测量实习，平时如果有项目，也可以和学校一块合作，这样学生利用企业的先进设备，也学到了知识，企业也节省了部分费用，达到双赢；由于涉及到学生在企业的吃、住、安全等相关问题，操作起来有一定难度，但事实证明效果很好，同时学生也能够学习到其他相关工程知识，同时增强了教师工程实践经验。另一方面，会不定期请企业专家来学校讲座，学生可更多地了解企业实际运行状况，以及目前的测量发展趋势及企业的需求情况，为企业培养高素质、技能型专门人才奠定基础，这些措施是丰富教学资源、培养职业型人才的重要途径。

4 结语

本文通过分析京津冀发展大趋势下的本三院校所处的环境，以测量学这门理论与实践并重的课程出发，提出目前本三院校在测量教学过程中存在的问题，找出适合自身情况的解决方案，事实证明，效果良好。当然，在实施过程中还会出现这样那样的问题，希望能够及时发现，及时改进，通过抓好这个关键环节，在新的形势下推进测量教学实习和整个测量课教学工作，提高人才培养质量。这样才能使本三的教育走出一条特色的、适合自身发展的道路。

参 考 文 献

[1] 李海岩.在公路测量课教学中加强学生动手能力培养的途径[J].中国校外教育，2009.

[2] 谢春萍.论土建工程测量学实验教学体系的改革[J].莆田学院学报，2005，12（2）：85-87.

[3] 冉启兵.非测绘专业的工程测量课程教学改革与实践 [J].长春工程学院学报（社会科学版），2012，13（2）：128-130.

测量学的应用篇10

Case Method in the "engineering survey" course teaching

Wang xiao bin

Abstract: In this paper, "Engineering survey" courses, for example, the case method are discussed. Articles from the case base construction and engineering survey of the organization and implementation of two case study areas discussed, that the case study, the source should be the case from the engineering practice, the case should have the typical selection, targeted, comprehensive, enlightening, and difficult to fit; in the case of teaching the process of organization, attention should be paid before class to prepare students to work in the teaching process should be based on the student, while playing good teachers teaching in the case of "director" role.

Keywords:engineering survey; case; teaching

一、引言

《工程测量》是一门实践性、应用性很强的课程，课程的特点决定了《工程测量》教学的重点不在抽象的推理，而是以问题、案例和社会实习为基本取向的实践能力。学生除了应具备工程测量相关的理论知识外，更重要的是发现、分析和解决现实问题的能力。而传统教学模式在培养学生实践能力和创新精神方面明显处于劣势，灌输式教学法以教师和教材为中心，以理论讲授为主要内容，教师对学生实施单向知识灌输，形式僵化呆板，内容抽象枯燥，教学方法机械，课堂气氛沉闷，直接导致学生学习兴趣下降，理论脱离实践，很难做到学以致用。为增强学生的感性认识，加深学生对工程管理专业知识的理解和应用，有必要寻求工程测量教学的新途径。

案例法教学是一种理论联系实际，以启发式为主互动的教学过程。它要求根据教学大纲规定的教学目的和要求，以案例为基本教材，在教师的指导下，运用多种形式启发学生独立思考，对案例所提供的材料和问题进行分析研究，提出见解，作出判断和决策，籍以提高学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法。它有着传统教学方法所不具备的特殊功能，也为解决《工程测量》课程教学中存在的问题提供了新的途径。

对《工程测量》课程进行案例教学教改研究，在《工程测量》课程的教学中合理的使用案例教学法，能够拉近教学与实际管理的距离，有助于学生对“隐性知识”的学习，能使学生如临其境，可以增强学生的感性认识，加深学生对实务工作的理解，缩短学生适应工作岗位的时间，能够系统培养学生思考问题和解决实际问题能力，对于促进高校教学水平的提升并培育适合市场需求的高素质人才具有重要意义。

二、工程测量案例库建设

对《工程测量》课程进行案例教学，首先应建立与教学内容匹配的案例库。案例库的建设是案例教学成功的关键，建设时应注意如下问题。

1、案例的来源应尽量出自工程实践，能够正确反映实践所需技能。《工程测量》是一门实践性很强的课程，课程学习的目的是使学生掌握工程测量的原理、方法，将来能够独立完成工程建设中遇到的测量工作。选择工程实践中的实际案例，可以缩短理论学习与实际操作之间的距离，更好的锻炼学生的实践能力，为将来的工作打下牢固的基础。

2、选择的案例应具有典型性。案例选择时，应根据《工程测量》课程的知识体系分门别类的选择具有代表性的工程实例，并根据工程中的实际操作过程构造案例的内容，使学生通过对典型案例的学习，掌握分析和评价一般案例的能力。

3、选择的案例应具有针对性。《工程测量》教学案例应针对具体的培养目标设置，围绕教学大纲中要求学生应掌握的知识技能来组织，激发学生的学习兴趣，通过案例教学使学生对所学内容做深入细致的研究和分析，从而加强对重点问题和难点问题的认识，提高学生发现、分析和解决问题的能力。

4、选择的案例应具有综合性。案例要具有多个分析纬度，尽可能涉及水准测量、角度测量和距离测量等多方面的内容，注意将不同的测量方法和检核方法融入其中。案例的综合性越强就越容易引发学生对不同解决问题方法的思考，有助于培养学生发散思维和从多角度思考问题的能力。

5、教学选用的案例难度要适宜，不能太难，也不宜太容易[1]。《工程测量》课程一般安排在大二或大三上学期学习，此时的学生专业知识面比较窄且没有实际经验，如果选择的案例难度太大，学生往往感觉无从下手，只能消极的等待课堂灌输；反之，如果选择的案例太容易，结果学生一猜便知，同样也会丧失学习的兴趣。

6、案例应能启发学生对相关知识的思考，具有一定的启发性。在选择案例时，应使案例在反映实际应用的基础上具有启发性，能启发学生对案例问题做深入思考，给学生留出足够的思维空间。使学生通过《工程测量》课程案例的学习，不仅系统地学习到工程测量的知识，还能对相关的一些课程知识进行深刻的思考学习。

三、案例教学的组织实施

建立有效适用的案例库仅是案例教学的第一步，要想让案例教学法在《工程测量》的课程中有效的发挥作用，还应注重案例教学过程的组织与实施。

1、注重学生的课前准备工作

将案例教学法引入《工程测量》课程的教学改变了以往课堂上以教师为主的教学模式，更多地强调学生的参与性和积极性。为了使学生在案例实施中更好的发挥作用，应重视案例教学实施前学生的准备工作。具体可以从两个方面去做。一是提前布置案例任务，让学生在案例实施前熟悉案例内容，查阅案例相关资料，这样案例教学时，学生不必再花时间去看案例，而且学生对案例内容已提前熟悉，查阅并掌握了案例相关的知识，能够带着问题上课，实现由被动向主动角色的转变[2]。在布置案例任务时，要注意提供给学生的案例材料的选择，尽量将案例结论部分隐去，因为案例教学的目的重在强调学生的主动性、参与性，案例本身可能并无绝对正确的答案，将案例结论隐去，可以避免案例结论对学生思维的导向作用，能够使学生更好的分析讨论，得出自己的结论，从而给学生开辟了一个广阔的思维空间，有助于培养学生的思维创造能力。二是可以在案例实施前，带领学生参观正在施工中的工地，让学生对将要实施的案例有一个感性认识。工程测量是一门实践性极强的课程，也是工程技术人员工作中的一项重要工作，带领学生参观工地，让学生亲眼目睹工程施工中测量工作的实施过程，可以加深学生对将要实施的案例环境和具体操作的理解，不仅有利于学生更好地解决案例任务，而且有助于培养学生解决实际问题能力。

2、教学过程以学生为主体

传统的教学方法多以教师为课堂主体，教师在任何教学环节中都同时担任着导演和演员的双重角色，学生一般都处于被动地位，不能随便发表自己的见解，很难很好地发挥学生主动学习的精神。在案例教学实施中，必须牢固树立学生在教学过程中的主体地位，学生应对案例问题自由思考和讨论，充分发挥自己的水平，不受任何干扰地拿出自己的观点和方案。

3、发挥好教师在案例教学中的“导演”作用

在传统的教学方法中，教师的角色是讲解员，主要任务是将正确的知识教给学生，强调的是传授过程[3]。而案例教学法往往不给学生下定结论，不让学生寻求唯一的正确答案，重视的是学生通过资料查阅、思考、辩论，解决问题的能力，教师在学生的思考讨论过程中可以对学生思考过程中的一些问题进行适当点拨。因此，案例教学法中教师的角色是导演者，为更好地实现案例教学的目的，案例教学中在树立学生主体地位的同时，应强调教师的“导演”作用，教师应积极引导学生发言或讨论，有效把握课堂讨论的气氛，防止讨论过于激烈或过于冷淡，以便案例教学取得良好的效果。

四、 结语

综上所述，在《工程测量》课程中采用案例法教学，不仅可以缩短理论学习与实际操作之间的距离，激发学生对课程的学习兴趣，从而提高教学效率；还可以提高学生综合运用知识的能力和水平，提高学生的创新能力和将来的工作能力。

参考文献

1、王浩.工程造价管理案例法教学对策[J].四川教育学院学报,2009,25(1):11-12.

测量学的应用篇11

【中图分类号】G64.3 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2015）15-00-01

一、工程测量教学中培养学生应用能力和创新能力的必要性

工程测量是测绘工程专业一门重要的专业必修课，也是一门理论和实践运用结合得十分紧密的课程，要求学生在学习工程测量的理论知识、掌握最基本理论知识的同时，还要能够熟练掌握各种测量仪器的操作技能，更重要的是要能够将掌握的知识和技能熟练地运用在实际生产工作中，应在学生充分掌握理论知识的前提下开展实践教学环节。而随着科学技术日益的发展，各种工程建设对工程测量的要求发生了巨大的变化，原有的纯理论教学模式以及其他的传统教学模式已无法满足当今各类测绘生产单位或建筑企业的要求，这就迫切要求对工程测量的教学内容进行重新认识和全面改革，以满足不同用人单位的需求，因此，在工程测量教学中要密切关]测量学科的最新发展及其在工程建设中的应用情况，不断更新教学内容、不断改进教学方法、不断提高教学水平，不断完善教学理论，并把培养学生的应用能力和创新能力放在首位，使学生的能力能够得到明显的提高，只有这样才能够让他们把理论知识更好地运用在工程测量的实践中。

二、培养学生的应用能力和创新能力教学改革思路

1、打破传统的课程体系，确立新的教学体系。《工程测量》课是一门以讲授实际应用技术为主的课程，培养学生应用型能力，是该课程应担负的一个主要任务。因此，进行教学改革中，在确立新的教学体系时必须重视这个问题。传统的工程测量教学是以地形测图、施工放样以及变形监测等内容为主线介绍基本的测量仪器，测量方法，以书本上的理论进行教学，其教学内容抽象，复杂，对于有些定义或者概念，学生只能通过死记硬背的方式强制性的记忆，缺乏一定的理解，也使得学生的应用能力不能得到提高。工程测量教学的目的是使学生能够熟练的使用，操作经纬仪、水准仪、全站仪等常规的测量仪器，使之能比较系统地掌握大比例尺地形图测绘、施工放样以及变形监测等工作的原理、方法和程序。因而要以教学模式的改革为重点，实现教学目标，从而提高学生的应用能力和创新能力。

2、改进传统的工程测量教学模式，探索现代测绘教学模式。过去测量教学偏重于动脑能力的发展，忽视动手能力的锻炼，上课就是满输测量知识，忽视测量技能的练习；以考试为中心、形成高分低能，使学生测量工作岗位能力差、创新意识不强，创造能力弱。新的教学方法改变传统的以教师讲为主的教学方式，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，在测量课件制作中，将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达，有声有色，让学生身入工程现场，主动参与教学。（1）把讨论式、启发式以及现场模拟方式的教学方法运用到平时的课堂之中，根据教学内容难易程度的不同采用回答问题、讲解、讨论以及自学等教学方式，来增加学生浓厚的学习兴趣和激发学生的求知欲望等等，使学生能自己把被动的学习过程转化为主动学习，同时还需要课堂上的老师采用一些灵活多变的教学方法，处理好重点的传统内容与新技术之间的关系，使学生能够充分吸收重点知识。（2）能力本位教学模式应用：该模式强调对职业或岗位所需能力的确定、学习和运用，以达到某种职业的从业能力要求为教学目标，按照实际需要，以培养一线人才的岗位能力决定理论教学和实践训练的内容。它是以能力为教学目标，在职业岗位能力要求的基础上，根据能力需要制定测量教学计划，注重以测量仪器操作能力为中心，将测量理论知识与工程测量项目实践技能需求密切结合，有较强针对性，和实用性。（3）任务型教学模式应用：根据测量教学计划，把测量教学内容设定多个任务，让学生在完成任务的过程中学习工程测量的技能。结合测量的仪器、场地，对测量教学内容进行再加工，精心设计各种工程项目任务。学生是以完成工程项目任务来完成测量课程学习，同时工程项目成果也是教学任务成果。（4）探究式教学：在水准仪、经纬仪、全站仪等常规测量仪器的构造和仪器的检验等内容的教学中，先讲述水准测量、角度测量的测量原理，然后引导学生思考：要满足提供一条水平视线的要求，水准仪的构造中需要有哪些部分呢？要把空间的两条视线垂直投影到水平面上并测量到其夹角，经纬仪的构造中需要有哪些部分呢？同时仪器的轴线需满足哪些条件？这样的一种探究式的教学，只要学生较好地掌握了测量原理，通过思考得到的仪器结构和仪器检验条件就能掌握的非常牢固，完全不需强行记忆。

3、改革传统测量实践教学体系，以培养学生的应用能力和创新能力。《工程测量》课程的教学目标是使学生了解测量的基本原理和方法，掌握常规测量仪器和先进测量仪器的使用；熟悉控制测量的外业与内业，能进行地形图的测绘和应用；熟悉工业与民用建筑施工测量的内容与程序，掌握常用施工测量方法；了解测量技术的现状与发展，具有从事建筑工程测量的能力。使实验教学和课堂教学相互促进，使实验教学与科研、工程、社会应用实践相结合，提高学生实验能力。将基础实验、综合实验、设计实验、创新实验有机地进行衔接。实行在工程建设中进行测量实验实习，把测量实验实习课堂建在工地，应用现代信息教学手段如网络、多媒体、工程测量录像，三维测量动画等，增加授课测量知识信息量，能生动直观，现代新颖方式帮助学生学习、掌握测量课程内容，身临其境学习极大提升学生动手能力，应用能力和创新能力。

4、改变传统的作业布置的方式，适当的增加开放题的训练

传统布置作业的方式就是以书本的习题为主，其作业的理论性较强，而且也容易出现学生之间抄袭的现象，在答案正确的情况下很难判断被抄袭者和抄袭者，没有经过学生自己独立思考后写的作业，即使写的再多也无法提高学生的应用能力和创新能力，所以在布置作业环节可以做以下的一些尝试：

（1）对课后习题中有数据的可进行按学生学号进行修改后再布置给学生去做，这样可以很好的避免学生之间的抄袭，还可以更全面的掌握学生对知识的掌握程度。（2）课后的练习题最好能在课堂让学生自己完成或者采用提问的方式要求学生按其自己的理解完成。（3）在平时的教学中增加一些与课堂知识联系紧密的开放题或者是一些难度较大的选做题留给学生课后完成。以便于学生在课后做题的同时还可以回顾课堂知识，起到课后复习的作用。

测量学的应用篇12

中图分类号：G4

文献标识码：A

文章编号：1672-3198（2013）14-0135-01

1 引言

创新是人类社会前进永恒动力，建设创新型社会，培养创新型人才，是当前高校教学改革方向。创新来源于实践，实践是创新的不竭动力。要创建以学生为主的测量教学环境，要把工程实践与测量教学结合为一体，引导学生养成善于独立思考问题、独创性的科学思维，组织学生提前参加工程测量项目实践，在工程实践中，开发创新的能力。“工欲善其事，必先利其器”。要以“真刀真枪”学习，实践，创新。发展，成才为教改目标。鼓励学生积极参加各种工程实践及测绘科技项目的研究和创新活动，学校组织建立的多种形式工程实践团队。走出校门，教学与工程建设相结合，社会工程实践才是真正大学学习。

2 培养学生的应用能力和创新能力教学改革思路

2.1 改进传统的工程测量教学模式，探索现代测绘教学模式

过去测量教学偏重于动脑能力的发展，忽视动手能力的锻炼，上课就是满输测量知识，忽视测量技能的练习；以考试为中心、形成高分低能，使学生测量工作岗位能力差、创新意识不强，创造能力弱。新的教学方法改变传统的以教师讲为主的教学方式，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，在测量课件制作中，将复杂、抽象、隐含的原理及过程转化为形象、生动的直观表达，有声有色，让学生身入工程现场，主动参与教学。

2.2 进行教材改革，编写具有水利土木，工程特征测量教材

2.2.1 确立工程测量“地面点定位”为核心教学改革思路

在土木工程建设中，地面点定位是最基本需要，例如测地形图要进行控制点定位，施工测量也放样点定位，变形观测也是观测定定位，GPS技术极大提高了定位速度和精度，这样教学中就把现代测量技术与土木工程建设的定位技术需求有机结合起来，增强测量技术在土木专业的地位，增强受教育者学习测量技术的积极性。

2.2.2 教材要以现代测绘技术为中心

在教材编写中，把全站仪测量技术、数字化测量及GPS技术，RS技术，GIS技术在工程建设项目应用重点突出。新的教学改革思路在基本测量定位技术和数据处理方法的基础上，论述由测量控制到地形测图、数字测图，施工放线，变形观测的全过程，最后说明测绘新技术在路线测量、管线测量、道路施工测量、桥址工程测量、隧道测量、建筑轴线测量、垂直度测量、变形测量、水下地形测量等工程测量中应用。

2.3 改革传统测量实践教学体系，以培养学生的应用能力和创新能力

《工程测量》课程的教学目标是使学生了解测量的基本原理和方法，掌握常规测量仪器和先进测量仪器的使用；熟悉控制测量的外业与内业，能进行地形图的测绘和应用；熟悉工业与民用建筑施工测量的内容与程序，掌握常用施工测量方法；了解测量技术的现状与发展，具有从事建筑工程测量的能力。使实验教学和课堂教学相互促进，使实验教学与科研、工程、社会应用实践相结合，提高学生实验能力。将基础实验、综合实验、设计实验、创新实验有机地进行衔接。实行在工程建设中进行测量实验实习，把测量实验实习课堂建在工地，应用现代信息教学手段如网络、多媒体、工程测量录像，三维测量动画等，增加授课测量知识信息量，能生动直观，现代新颖方式帮助学生学习、掌握测量课程内容，身临其境学习极大提升学生动手能力，应用能力和创新能力。

2.4 实施测量课堂改革，加强测量工程实践，培养学生实际能力

课堂教学直接反映创新教育目的和培养目标，要积极实行启发式、引导式、问题式、讨论式的教学方式，激发学生独立思考和创新的意识，切实提高教学质量，新教学手段如下：

（1）传统板书讲授：主要是针对课程中的重点、难点、涉及较多计算和理论推导等内容，通过基本理论的讲授、公式推导、计算实例等，循序渐进，注意学生的接受与知识消化。（2）多媒体讲授：采用PowerPoint与测量教学录像结合，形象直观讲解测量仪器构造、仪器使用、地形图测绘方法，教学形式灵活，操作使用方便，效果显著。加强实践能力和动手能力。（3）网络教学：本课程通过网络，为学生提供一个交互的学习平台，同时建立布置作业、你问我答等平台。在网络上进行测量课件，教学大纲，测量教学视频、测量使用手册、通过网络化教学平台测量新仪器教学演示视频、教案，教学日历，复习及考查试题库等教学资源，学生能快捷地自主学习，与教师交流互动，解答课程疑难问题，培养自身动手能力和创新能力。

2.5 新型教学模式应用，培养学生实际能力

（1）能力本位教学模式应用：该模式强调对职业或岗位所需能力的确定、学习和运用，以达到某种职业的从业能力要求为教学目标，按照实际需要，以培养一线人才的岗位能力决定理论教学和实践训练的内容。它是以能力为教学目标，在职业岗位能力要求的基础上，根据能力需要制定测量教学计划，注重以测量仪器操作能力为中心，将测量理论知识与工程测量项目实践技能需求密切结合，有较强针对性，和实用性。

（2）任务型教学模式应用：根据测量教学计划，把测量教学内容设定多个任务，让学生在完成任务的过程中学习工程测量的技能。结合测量的仪器、场地，对测量教学内容进行再加工，精心设计各种工程项目任务。学生是以完成工程项目任务来完成测量课程学习，同时工程项目成果也是教学任务成果。

（3）探究式教学：

在水准仪、经纬仪、全站仪等常规测量仪器的构造和仪器的检验等内容的教学中，先讲述水准测量、角度测量的测量原理，然后引导学生思考：要满足提供一条水平视线的要求，水准仪的构造中需要有哪些部分呢？要把空间的两条视线垂直投影到水平面上并测量到其夹角，经纬仪的构造中需要有哪些部分呢？同时仪器的轴线需满足哪些条件？这样的一种探究式的教学，只要学生较好地掌握了测量原理，通过思考得到的仪器结构和仪器检验条件就能掌握的非常牢固，完全不需强行记忆。

3 用工程测量理实一体化教学方式，以进行素质教育，培养创新能力

（1）在云南农业大学后山实习基地进行工程测量项目实习：将工程项目分解为农大后山征地测量、各学院农作物引水管道测量；模拟松花坝大坝施工放样、学生公寓房屋建筑施工放样；松花坝大坝建筑物变形观。

测量学的应用篇13

引言

工程类的“测量学”是一门专业基础课，课程的教学目的是掌握测量仪器的使用，地形测量方法及施工放样的基本知识。培养学生解决地形测量技术相关问题的能力及处理施工放样测量的能力。测量课是一门数字计算与实践性操作均要求较强的专业基础课，必须根据教学要求灵活应用各种教学方法。尤其在当前教育对象文化基础较差的情况下。提高学生工程测量动手的能力。在测量教学当中的很多部分我们都可以借助电子表格来进行说明，并且对于学生的以后的测量实习或是工作后，多于数据的相关处理都是很有帮助的。

1、 测量教学的要求

1.1课堂教学要求

传统测量课的理论课教学以章节为顺序，课时安排比例较大。达到了学生从理论上解决问题能力的目的。但缺乏动手能力提高的培养。例如，角度测量，就是以水平角原理为重点展开教学，其授课顺序为：

按以上框架讲课可以看出，虽然没有按教材的章节顺序讲解，但能引起学生的学习兴趣，提高学生的思维能力和利用理论知识解决操作问题的能力。测量教师在课堂上不能满堂灌，要激发学生的思维能力，达到产生教学互动，才能提高学生的自学能力及理解能力。课堂教学要抓住主要的理论概念以点带面，让学生充分发挥空间的想象力，如在讲水平角概念时把水平角原理写在黑板上，然后让同学们自由地讨论，并把同学们讨论的问题写在黑板上，老师再归纳讲解得出结论。

1.2实习教学要求

测量课是一门实践性很强的课程。要培养学生的动手操作能力．因此在教学的安排上要加大实习课的比重。要让学生对课堂的理论内容能及时消化，对操作的方法能及时掌握，还能让学生在实习中将理论上的知识融会贯通。提高学生在实际操作过程中的分析问题和解决问题的能力。课间实习是课堂教学的组成部分。加大课间实习的时间，目的是及时地将理论知识通过操作实习加以巩固，提高学生的动手能力，激发学生的学习积极性。在课间实习中不断提出问题让学生思考．除了要求学生掌握仪器的操作及各种测量方法外．还要提出一些在实践中遇到的问题。最后总结并告诉同学们正确的读数方法。在课间实习中。不断地提出问题让同学们讨论分析。充分发挥同学们的想象力，这样做不但可以提高学生们的兴趣，激发他们的学习热情，更主要的是要让同学们提高分析问题解决问题的能力，使学生学的知识更深刻更扎实。

1.3培养学生测量操作能力

测量综合实习，是在理论课结束后，进行的测量综合能力实践．作为一门独立的课程给学生评定成绩。为了较好地完成测量综合实习教学，保证同学们在实习中顺利地学会操作，需要编写《测量实习指导书》，指导书在实习的时间安排、工作任务、注意事项、上交成果、成绩评定标准等方面作了要求。同学们互相帮助、互相学习、互相尊重。培养了学生集体主义观念和谦虚好学的思想情操．使每位同学都能得到锻炼。从而提高同学们的测量技术能力。要求每个组都要参与测图过程的每个环节．并独立地去解决实习中出现的问题。实习指导老师在教学过程中．启发性地指导学生，让学生在实习中了解地形测量的每个环节，并将书本知识通过实习连贯起来，加深对书本知识的理解．强化了学生动手操作能力。

1.4教学与技能考核相结合

在实习时，将技能鉴定的标准和内容，安排到实习内容当中。让学生理解技能鉴定的内容，指导他们对技能考核内容的掌握。针对基础差的学生加大技能训练力度。使学生职业技能的水平和测量能力同步得以提高。为学生就业提供了竞争优势。

1.5提升学生的专业素质

老师在施教过程中，同时要对学生的专业素质进行教育和培养，如果学生的专业素质高其学习积极性也高．接受专业知识也快，就、世能力也强，因此在教学过程中蘑视学生专业素质的培养。有助于提高学生的专业兴趣和对专业的热受。一一个优秀的工程技术人员除了有较强的专业能力外。还应具备良好的思想品质．要具备爱岗敬，乐于奉献、吃苦耐劳的好品质。要有集体主义观念。

2、电子表格教学在其中的应用

2.1借鉴电子表格的教学模式

电子表格是计算机软件，对于我们青年学生来说学习计算机都是很感兴趣的，在测量教学中结合电子表格的教学不仅可以提高学生的兴趣，同时可以更形象的反应测量的基本原理，有利于学生的理解。

2.2电子表格在测量教学中的应用

电子表格中的关于数据的计算也是在测量当中很有用处的，在测量当中很大一部分就是涉及到数据的处理和计算，传统的手算已经不能适应社会快节奏的要求了，只有借助于计算机等辅助设备才能更好的完成测量的工作，同时提高了计算的准确性。

3、电子表格教学应用带来的好处

3.1增强学习的能力

测量的工作环境和设备都是在不断地更新的，而电子表格作为计算机的软件也是在不断地更新当中的，而且其更新的速度远远快于测量方面的速度，所以让学生在进行测量学习的同时加强电子表格的学习有利于提高其学习的能力，为以后的工作当中不断地学习做好准备。同时电子表格是一个很严谨的软件，学习它可以培养学生严谨的工作态度。而测量学是一门科学，要有严谨的科学态度和良好的职业道德，要把测量成果的真实性放在第一位．因为工程质量牵涉到百年大计，要严格按”测量规范”要求去操作，不能弄虚作假，不能伪造数据，牢固地树立实事求是的职业道德。实施教学过程中，除了激发学生的专业热情外．还要让学生理解测量专业是一门实践性很强的专业，野外操作性强且长期在野外日晒雨淋，十分艰苦，培养学生的吃苦精神。

3.2避免了手算带来的麻烦

在测量综合实习期间．电子表格可以很好的避免手算带来的麻烦。例如：极坐标放样，在课堂上讲解利用坐标反算方位角和边长。根据计算出来的角度和边长如何在地面上将点放出来．尽管老师使出了浑身数解进行讲解。由于概念抽象，学生还是难以理解如何进行极坐标放样。在施工现场，工地施工员把点坐标告诉同学，学生通过计算并现场放样，很快掌握了极坐标放样方法，而通过对电子表格的运用就很好的解决了这个问题。实习的主要内容有：角度测量、距离测量、距离放样、坐标测量、悬高测量、对边测量、面积测量等。主要是加强学生实际操作能力的培养，以工作任务的形式来提高学生的学习兴趣．激发学生的成就动机．提高学生的组织管理能力以及岗位适应能力。通过实习使我们获取了测量实际工作的初步经验，提高了动手操作能力，也提高了学生在测量过程发现问题解决问题的能力。特别是施工现场的实习．当学生将放样点在地面上标出来以后很有成就感。对学生今后走向工作岗位充满了信心也奠定了良好的心理准备。通

3.3有利于基本原理的讲解

运用计算机中的电子表格的形象的教学模式可以使同学们在讨论中对所学知识产生更深印象。课堂教学时要把握理论的深浅度，对于一些基本要领，如水准测量原理、角度原理等要讲透外，对一些公式推导要适当，主要是让学生懂得公式的用处和计算方法即可。在教学过程中。对于操作性强的内容，应用多媒体课件和现场操作演示，让学生在感观中同时熟悉操作内容。对于仪器操作的内容，运用现场演示的方法，老师现场边操作边讲解，讲解完后可以让同学进行操作．操作完毕后，老师对普遍性不正确的操作方法进行指正，然后再让同学们自己练习，通过反复操作，有利于学生直接理解操作过程的要领．记忆深刻。有助于学生规范操作程序，培养学生养成良好的工作习惯，提高了学生的操作能力。测量学中有一些概念非常抽象。如等高线等。适用模型演示的方式，等高线讲解更形象更直观。教学讲解时，先将模型给同学们看，然后一片一片地分开来，从山脚到山顶又一片一片的按照模型在黑板上勾划出来．展现在黑板上的是一圈一圈的闭合曲线．告诉同学们这些闭合曲线就是等高线。然后再根据勾划出来的等高线。讲解等高线的特性．通过这种模型演示的教学方法，学生较容易地理解了等高线的形成和概念。

3.4了解计算机测量专业的应用

电子表格作为计算机当中的一款软件，在测量教学中引入电子表格的教学可以让学生更好的接触到计算机，为以后在测量工作当中有效的运用计算机打下基础。随着科学技术的高速发展，测量新设备新技术不断更新，从传统的水准仪、经纬仪到全站仪、GPS等、特别是遥感技术．数字化测绘技术在各个领域得以广泛应用。因此在教学中必须让学生了解这些新设备新技术，拓展学生的专业知识面，让他们在生产单位接触新设备时，能较快地应用测绘新技术。学校通过各种教学方法用来提升学生的专业能力，作为一名学生，应该努力学习，不断地吸取新的技术，探索新的知识，才会使自己的专业能力不断地提升，才能成为一名合格的测量技术人员。

结束语

用EXCEL电子表格来处理测量计算数据，会使我们感到非常轻松、灵活。通过Excel电子表格制作的一些模块，只要把外业测量的数据输入到相对应地单元格中，要求的参数结果就可以马上显示出来，以达到事半功倍的效果。同时其生动、形象的教学模式也是在测量教学中值得相关的教学人员借鉴的。

参考文献

【1】何亮云，赵运林．新建本科院校提高教学质量浅议[J]．当代教育论坛2007(3)．

【2】何亮云．赵运林．关于新建本科院校学科建设若干问题的思考[J]．湖南城市学院学报，2005(6)．