摘要:测绘工程是实践性很强的专业,为保证实践教学质量,需建立与之相适应的实践场地,满足测绘工程专业的实验与实习。依靠自身技术力量,充分利用校区及周边地物与地貌,按工程实际要求设计并建立相应测量基准,保证了相关专业课程实践教学真实、有效、有序进行。实践教学质量明显提升,为学校其它专业实践教学改革提供了借鉴。
关键词:实践场地;测量基准;平面坐标;高程
测绘工程是一门技术及实践性较强的学科,实践教学占的比例较大,要求学生有较强的实践动手能力。实践教学主要包括实验与实习,绝大部分实践内容在室外完成。以往测量实验实习基本情况是,课堂实验由于受学时限制,场地多选择在校内,采用模拟方法。这种方法真实性差,对学生的成果缺乏检核条件,效果也不好。另外,对于综合性实习,如果有条件最好与生产单位具体工程项目相结合进行,一方面,学生能将学习的理论知识与生产实际相结合;另一方面,学生的实践成果能在生产实际中得到检验,内容和效果真实可感。其弊端是实习内容不一定与生产单位工程项目内容吻合,教学计划给定的实习时间与生产项目工期也不可能完全同步,很难满足实践教学的要求[1]。针对上述情况,院系领导在充分调研的基础上,积极争取学校的支持,并依靠自身的技术力量,本着实施便捷化、效益最大化、成果标准化原则,在校内及周边陆续建成了校区首级控制网及控制测量、数字地形图测绘、工程测量等测绘工程室外实践场地,保证了相关专业课程实践教学真实、有效、有序进行,实践教学质量明显提升。
一、实践场地选择的要求与原则
(一)校区概况与场地选择
辽宁科技大学坐落在鞍山市千山脚下,鞍千中路以南,与铁架山相连。占地面积183万平方米,东西长近2千米,南北宽近1千米。其中,包括80余万平方米的主教学区,以及占地面积约100万平方米与主教学区相连的铁架山北坡(校后山)。主教学区是由各类建(构)筑物、广场、道路等主要地物构成,可作为以地物测量为主的实践场地。铁架山北坡以地貌为主,占地面积较大,地势相对平缓,主要由微型湖泊、亭阁、广场、道路及树木构成,可作为以地貌测量、控制测量为主的实践场地。整个校区既有地物,又有地貌,占地面积较大,可以满足除矿山测量以外所有测量实验实习对场地的要求。
(二)场地选择原则
1.因地制宜,实施便捷化在场地建设中,依据校区地物地貌并兼顾实践内容选择适应的场地,既满足各实践教学的要求,又顾及布局的科学合理性。由于测量随堂实验较多,场地选址时要顾及学生取还仪器设备方便快捷等因素,确保学生课堂实验的时间[2]。2.一场多用,效益最大化测绘工程专业实验实习内容较多,涉及控制测量、工程测量、地形测量、地籍测量等多门课程的多个实践内容。由于受场地限制,每项实践内容不可能都建立单独的实践场地,因此,在实践场地建设中要考虑实践内容相关性,力求使一个实践场地满足多个实践内容要求。例如,可将地形测量与地籍测量放在一个场地。控制测量所建立的控制网要覆盖所有实践场地,作为其它实践场地的测量基准,各场地不再单独建立测量基准。3.规范起步,成果标准化为了使实践场地建设与生产实际相适应,场地建设力求标准化,在选点、测量标志制作与埋设、外业测量等各环节都要按相应测量规范进行,达到实践教学规范化的要求。另外,场地成果要标准化,场地建成后,对所有实践内容形成标准化成果,对学生的外业测量、内业计算、成果验收等实践内容均按标准成果检查,按检查质量高低评价学生实践成绩。同时,培养学生严谨的工作作风和良好的职业道德[3]。
二、确定场地位置,布设场地控制网
实践场地的建立符合人才培养目标和实践教学大纲要求。按测绘工程培养计划和实践教学大纲的要求,测绘工程专业有4门专业基础课与5门专业课共142学时的随堂实验,以及5门课程(控制测量、GNSS技术应用、数字化测图、工程测量及航测)共14周实习均需在室外实践场地完成。实验场地的建立考虑到学生取还仪器方便快捷,场地至少要满足两个班级16个以上台组同时实验或实习[4]。
(一)校区首级控制网场地选择与布设
校区首级控制网场地,既要满足GNSS技术与应用实习,又要为各实践场地提供测量基准。首级控制网位置的选择与布设满足E级GNSS技术指标要求,见表1。按表1的要求,选择学生实习既安全又方便的场地布网,其场地范围:以校园博雅广场为中心,北到深沟寺、南到铁架山、东到七岭子、西到玉佛山隧道。以立山、冒山两个国家三等点为起算数据,在测区范围内共选11个“GNSS”E级控制点布网。并且所有控制点均埋设永久性测量标志。
(二)控制测量实习场地
控制测量学实践教学大纲实习内容包括一级导线测量、二等水准测量及四三角高程测量。以“GNSS”E级网点为起算数据,以校区(包括校后山)布设一级导线网,该网共包括22个一级导线点与8个“GNSS”E级点(起算数据)。同时埋设既满足导线测量,又满足水准测量的永久性测量标志。此网同时满足一级导线测量、二等水准测量及四等三角高程测量。
(三)数字地形图测绘实习场地
数字地形图测绘是测绘工程专业重要的实践内容,包括地物测绘与地貌测绘。以主校区及学校后山作为数字地形图测绘实习场地,满足其对地物、地貌的测绘要求。数字地形图测绘主要工作内容包括图根控制测量、外业数据采集、内业数据处理与成图。为了避免学生在图根控制选点时乱钉标志乱注记现象,在场地共选60个图根控制点,并以一级导线点作为起算数据,组成了图根控制网,所有图根控制点均埋设永久性标志。学生选点时,可找适合自己测区,并埋设好的标志点进行图根控制即可[5]。
(四)工程测量实习场地
工程测量实习分两部分,一是到企业生产实习,二是在校内实习。企业实习主要是到矿山完成井下矿与露天矿相应内容实习,由校企合作共同完成,属校外实习,本文不多阐述。在校内完成的实习内容主要包括道路中线放样(包括平曲线与竖曲线)、场地整治、建筑物主轴线定位及建筑物放线等内容实习。道路中线放样场地选在校区中心路及内、外环路。内、外路既包括平曲线又包括竖曲线,满足平曲线与竖曲线的测设要求。在实习时,只需给出平曲线与竖曲线相应的设计参数及曲线起点与终点坐标与高程,利用校区内布设的平面与高程控制点,可实现平曲线与竖曲线的测设工作。场地整治、建筑物主轴线定位及建筑物放线等内容的实习,场地选在学校后山,地形情况与工程现场接近,真实性强。学生可根据学校后山所布设的控制点,依据实习指导书,即可完成相应的实习内容。航测实习以校区及周边为实习场地,航测外业工作主要是利用校区内外所布设的控制点测定测区范围内的相控点即可。关于专业基础课与专业课所设的实验,均可在以上4个实习场地完成,以4个场地控制网点作为起算数据或作为测量点即可完成相应的实验内容。
三、测定各场地控制点平面坐标与高程
在完成上述4个实践场地的选址、选点及布网过程中,先后共埋设93个永久性测量控制点,作为学生实验实习起算点与测量点。由专业教师及部分学生组成的外业数据采集队,精确测出93个控制点的标准成果(平面坐标与高程)。以立山、冒山两个国家三等点为起算数据,对E级GNSS控制网按相应的国家行业标准要求施测,经过数据处理,得到网点2000坐标系下的平面坐标。以E级GNSS控制网点为起算数据,对一级导线控制网按相应国家行业标准要求施测,经过数据处理,得到一级导线网点2000坐标系下的平面坐标。利用一级导线点为已知点采用GNSS-RTK技术,对测图场地60个图根点施测,得到各点的平面坐标。将各实践场地93个控制点与校区一已知水准点组成水准网,按二等水准测量施测(实测标准较高,目的是作为标准成果检验学生二等水准测量实习质量),经数据处理得各点高程。至此,确定了实践场地93个点的平面坐标与高程,并形成了标准成果。
四、结语
测绘工程室外实践场地的建成,其好处是显而易见的。一是学生可以随时随地到场地实验实习,取还仪器设备方便快捷,确保了学生实验实习的时间。二是实践场地按生产实际要求建立,在选点布网、测量标志制作与埋设、外业测量等各环节都要按相应行业规范进行,达到实践教学真实性和规范化的要求。三是场地建成后,所有实践内容均形成了形成标准化成果,对学生的实践成果用标准成果检查验收,并按质量高低评价学生的实践成绩,大大提高了学生参与实践的积极性、主动性和严谨性。四是实践场地设计及建设的全过程,是由专业教师带领部分学生,依靠自己的技术力量按照相应的国家标准完成,并通过鞍山市测绘学会的测试与验收,既节省了大量的资金,又提升了师生的实践动手能力。
参考文献:
[1]朱新华.校外实习组织实施方法创新[J].实验技术与管理,2011,28(5):170-171.
[2]罗有才.规范化建筑工程测量实训场地的建设研究[J].闽西职业技术学院学报,2011,13(4):117-118.
[3]程效军,刘晓明.测量标准实验场地的建设与实践[J].测绘通报,2004(11):61-63.
[4]刘昌华,王少安等.测绘工程专业测量实习基地的建设与发展[J].测绘工程,2005,14(1):76-77.
[5]宋振柏,曹俊如.校内多功能实验实习基地的建立[J].测绘通报,2000(5):43-44.
[6]张宏,胡业发,吴彦春,等.基于MOOC混合教学模式的“互换性与测量技术”教学改革与实践[J].课程教育,2017(31):128.
[7]邱家用,居殿春,白妮,等.基于现代信息技术的冶金工程教学模式改革[J].科技创新导报,2017,14(28):247-248.
[8]马颖忆,刘志峰,宣卫红,等.工科城乡规划专业地理类课程的微信号教学平台构建研究[J].电脑知识与技术,2017,13(6):174-176.