閉合導線測量實驗教學方案分析
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摘要：閉合導線測量實驗是高校農(nóng)學等專業(yè)測量學課程實驗的重要內(nèi)容，是了解和掌握導線測量的重要方法。通過分析研究閉合導線測量實驗教學，了解測量測繪儀器和工具的構(gòu)造和性能，掌握外業(yè)測量工作和內(nèi)業(yè)計算方法，確定合適的教學方法和合理課時，理論聯(lián)系實際，培養(yǎng)學生的動手能力和創(chuàng)新能力，提高學生綜合素質(zhì)和實驗教學質(zhì)量。
關鍵詞：測量學實驗；閉合導線測量；外業(yè)測量；內(nèi)業(yè)計算
隨著測繪新理論的快速發(fā)展和測繪新技術的不斷應用，測繪儀器和工具的更新?lián)Q代步伐加快，測量學實驗方法不斷推陳出新，測量學實驗教學內(nèi)容也日益豐富，測量學實驗操作性日顯突出，為了適應測量學課程教學需要，測量學實驗教學內(nèi)容和教學方法也需要不斷優(yōu)化。閉合導線測量實驗是高校農(nóng)學等專業(yè)測量學實驗教學內(nèi)容，是學習和掌握導線測量的重要實踐教學環(huán)節(jié)。閉合導線測量方法比較簡單易行，可以在比較短的時間內(nèi)完成外業(yè)測量任務，能達到比較好的測量效果，其特點是外業(yè)測量主要是測距、測角和直線定向，工作量不大，但內(nèi)業(yè)計算比較繁瑣［1］。結(jié)合農(nóng)學專業(yè)實際需要和閉合導線測量實驗教學特點，提出以下閉合導線測量實驗教學方案。
1外業(yè)測量
閉合導線測量實驗外業(yè)測量主要是以測量角度和距離為基礎，形成一個閉合的多邊形，一般是在小范圍進行測量，布設成獨立的閉合導線。最好使用先進的測量儀器，加快測量速度，提高測量精度，在規(guī)定的時間內(nèi)完成外業(yè)測量實驗教學任務。1．1測量儀器和分組（1）測量儀器主要有全站儀或經(jīng)緯儀、對中桿等，所使用儀器最好是全站儀，測量速度較快，精度較高，可以更好地掌握全站儀的性能及其使用方法。在草地等野外環(huán)境下測量時需要測釬定點，在硬化地面測量時，只需使用測量鋼釘即可。（2）實驗分組根據(jù)班級實際人數(shù)、儀器數(shù)量及學生對課程的理解程度等實際情況來分組，一般采用4～5人一組，組長一名，其他同學為組員。在測量時一人負責操作全站儀，一人負責操作對中桿，一人負責記錄，組長掌控全局，在實驗操作過程中每次都要輪換，讓每一名同學都能有機會使用測量儀器和工具，在實踐中得到鍛煉。
1．2測量步驟
（1）場地選擇。根據(jù)實驗特點和外業(yè)測量要求，在外業(yè)測量實驗開始前，對校園周邊環(huán)境進行實地踏查，選擇較為理想的外業(yè)測量實驗場地，場地選擇直接影響到外業(yè)測量進度和效果。外業(yè)測量實驗要求選擇地勢較開闊，通視良好，有利于測量角度，容易架設儀器的硬化地面或草地，給測量工作帶來便利［2］。在選擇外業(yè)測量場地時，最好離測量測繪實驗室能近些，能節(jié)省時間，加快測量進度。（2）測距和定向。外業(yè)測量時一般選擇4～6點，建立一個由閉合導線構(gòu)成的多邊形，布設成獨立導線。具體方法是：在測量場地附近事先測量某一控制邊并標記，方便測量時使用，在導線定向時只需測量其連接邊和連接角，就可以確定導線方向。閉合導線各邊都要進行距離測量，要求每邊距離至少在50米以上，用全站儀單向測量即可，但要保證其測量精度［3］。（3）測角和觀測方向。角度觀測是測量閉合導線各水平內(nèi)角，用全站儀觀測角度時，只需用盤左位置觀測盤左角值即可，全站儀盤左位置觀測更加方便，以節(jié)省時間，提高工作效率。觀測方向為逆時針方向，各導線點也為逆時針排列，導線點為A、B、C、D、E等標注形式，在測量過程中要畫草圖，把導線點和各個內(nèi)角編號標注到草圖上。（4）現(xiàn)場校核和數(shù)據(jù)記錄。在外業(yè)測量實驗過程中，難免會存在一定的誤差，必須在外業(yè)測量現(xiàn)場進行校核。具體方法為在測量完所有內(nèi)角之后，要計算內(nèi)角之和、角度閉合差及其允許值，如果角度閉合差小于或等于其允許值，則數(shù)據(jù)可信，可以進行下步工作；如果角度閉合差大于其允許值，則成果不合格，說明在觀測值中存在一定誤差，應仔細檢查數(shù)據(jù)記錄，分析原因，部分或全部返工重測。在測量過程中要詳細記錄相關數(shù)據(jù)，掌握記錄方法和野外測量表格制作方法，在記錄時采用重復報數(shù)的記錄方法，避免出現(xiàn)數(shù)據(jù)記錄錯誤，在出現(xiàn)筆誤時，要在記錯處劃線，在原始記錄數(shù)據(jù)上方重寫。要求字跡清晰，書寫規(guī)范，格式正確。外業(yè)測量工作完成后，教師審查原始記錄數(shù)據(jù)，審核通過后教師簽字，方可結(jié)束外業(yè)測量實驗。
2內(nèi)業(yè)計算
外業(yè)測量工作結(jié)束后，需仔細檢查外業(yè)測量原始數(shù)據(jù)，確認無誤后，及時進行內(nèi)業(yè)計算工作。內(nèi)業(yè)計算過程包括課堂講解和課余計算兩部分。課堂講解可以結(jié)合撰寫實驗報告要求，對數(shù)據(jù)整理、計算和繪圖、實驗結(jié)果與討論等一些關鍵內(nèi)容進行重點講解，使學生在課余時間能較好地完成實驗報告，掌握實驗內(nèi)容。（1）數(shù)據(jù)整理。在外業(yè)測量實驗教學過程中，記錄了大量的原始數(shù)據(jù)資料，以小組為單位，共享原始數(shù)據(jù)資料，要求學生獨立完成實驗任務。原始數(shù)據(jù)資料主要包括閉合導線外業(yè)測量手簿、相關草圖、測量外業(yè)校核數(shù)據(jù)等，對這些原始數(shù)據(jù)資料進行整理和核對，要體現(xiàn)在實驗報告上，完成實驗后續(xù)工作。（2）計算和繪圖。根據(jù)外業(yè)測量原始數(shù)據(jù)資料，按照外業(yè)測量數(shù)據(jù)相關要求，多采用列表計算，并根據(jù)列表計算結(jié)果進行繪圖工作。列表計算內(nèi)容主要有改正后角值、方位角、增量計算值、改正后增量和坐標計算，表格中有計算數(shù)據(jù)的，要在表格之外寫出計算公式和計算過程，并計算導線測量精度。圖表材料主要有閉合導線計算表和閉合導線測繪圖等，測繪圖可以采用角度或?qū)Ь€點坐標等方法繪圖［4］。（3）實驗結(jié)果分析和討論。根據(jù)在實驗過程中相關計算數(shù)據(jù)和圖面材料，分析測量過程中出現(xiàn)的問題和實驗數(shù)據(jù)結(jié)果，探討出現(xiàn)問題的原因，找出問題的關鍵因素，結(jié)合測量學理論和實踐，提出自己的見解、體會和收獲，及對實驗的改進意見。
3教學方法
本實驗內(nèi)容比較豐富，有室外實際操作，有室內(nèi)計算和繪圖，有較強的目的性，比較注重實驗效果，教學方法靈活多樣。根據(jù)閉合導線平面控制測量實驗特點，在教學中主要采用以下幾種教學方法：（1）實驗預習。在實驗課程開始之前，要求學生必須對實驗內(nèi)容進行預習，對實驗內(nèi)容有必要的知識儲備。預習的內(nèi)容包括以下幾個方面：明確實驗目的和具體要求，了解和掌握儀器的構(gòu)造、性能和使用方法；弄清實驗原理，了解誤差產(chǎn)生的原因，掌握現(xiàn)場校核方法；認真閱讀教材相關內(nèi)容和查閱有關資料，掌握外業(yè)測量和內(nèi)業(yè)計算方法，寫好預習報告［5］。（2）演示講解。在外業(yè)測量實驗教學開始之時，學生對測量儀器和工具都不了解，教師要針對測量儀器和工具構(gòu)造、性能和使用方法進行詳細的講解，演示外業(yè)測量方法和具體操作過程，明確外業(yè)測量實驗任務，確定測量路線，提出具體要求，要理論聯(lián)系實際，深入淺出，提高實驗教學效果。（3）現(xiàn)場指導和巡視糾錯。在外業(yè)測量過程中，學生會遇到各種各樣的問題，教師必須隨時在場，做到隨叫隨到，全程巡視檢查，答疑解惑，現(xiàn)場指導，糾正錯誤，并且督促測量進度，察看學習態(tài)度，記錄課堂表現(xiàn)。（4）分組教學。在實驗教學過程中，以班為單位進行分組教學，組內(nèi)共享原始數(shù)據(jù)和資料，便于互幫互學和團結(jié)協(xié)作，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)獨立工作能力。每組要選出責任心強、學習較好的同學為組長，負責保管儀器，組織實驗工作，合理安排測量時間，掌握實驗進度，匯報實驗情況。
4課時安排
合理安排實驗課時是保證實驗教學效果、完成教學任務的重要基礎，在確定實驗課時時，要充分考慮測量儀器、場地和學生動手能力等諸多因素，確保實驗能在規(guī)定的時間內(nèi)按時完成，并取得較好效果。根據(jù)閉合導線平面控制測量實驗教學實際情況，所需課時一般為4課時左右，具體安排見下表：在實際外業(yè)測量過程中，最好能在規(guī)定時間內(nèi)完成各項工作，但由于各組外業(yè)測量進度不同，如果外業(yè)測量速度緩慢，可以適當延長外業(yè)測量時間，直到測完為止。
5結(jié)論
閉合導線測量實驗是高校農(nóng)學等專業(yè)測量學課程實驗的一項重要內(nèi)容，對測量學課程理論學習和深刻理解平面控制測量起到了重要作用。在外業(yè)測量實驗教學中，根據(jù)專業(yè)需要和實驗特點，結(jié)合目前測繪生產(chǎn)實際，使用先進的測量儀器和工具，更好地掌握先進的測量方法，提高測量工作效率。在實驗教學過程中，無論是實驗預習和內(nèi)業(yè)計算都要統(tǒng)籌規(guī)劃和精心準備，對每一實驗教學環(huán)節(jié)都能合理安排、嚴格要求，爭取達到比較好的實驗效果［6］。在測量測繪新理論新儀器不斷創(chuàng)新的形勢下，測量學實驗教學也要與時俱進，充實更新測量學實驗教學內(nèi)容和教學方法，充分調(diào)動學生學習的積極性和主動性，優(yōu)化整合實驗教學資源，掌握學生的學習情況，全面提升學生的實踐能力和創(chuàng)新能力，理論聯(lián)系實際，突出實踐性教學環(huán)節(jié)，提高測量學課程實驗教學質(zhì)量，培養(yǎng)合格的應用型人才。
參考文獻：
［1］楊國范．普通測量學［M］．北京：中國農(nóng)業(yè)大學出版社，2011：109－114．
［2］蔣興華．控制測量學實驗指導［M］．昆明：云南大學出版社，2013：87－89．
［3］王增利，鄭加柱，齊冬梅．測量學實驗教學體系建設研究［J］．現(xiàn)代測繪，2017，40（1）：62－64．
［4］閆玉厚．測量學實訓指導［M］．西安：西安交通大學出版社，2015：76－77．
［5］張紅娟，張卓彤，朱增鋒，等．應用型人才培養(yǎng)下“測量學”實踐教學體系研究［J］．地理空間信息，2019，17（2）：114－116＋11．
作者：楊風 吳艷 單位：淮南師范學院 生物工程學院