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《数字摄影测量》课程教学大纲课程英文名称Digital Photogrammetry课程编号HZ192160课程类别专业教育平台(专业核心课程)课程性质必修课学分2学时32(其中讲课学时32实验学时上机学时0)适用专业测绘工程开课部门环境与资源学院测绘与地理信息工程系先修课程高等数学A1/A
2、线性代数、测量学基础、误差理论与测量平差基础后续课程摄影测量应用实验、测绘工程专业毕业实习、测绘工程专业毕业设计(论文)
一、课程目标通过本课程的学习,使学生具备以下能力
1.熟悉摄影测量学的定义、任务和发展历程;掌握双像立体测图的基本原理;掌握摄影测量的基础知识具备运用数学和测量学的理论,分析和解算摄影测量中透视变换、坐标转换和共线条件方程问题的能力;
2.掌握解析摄影测量和解析空中三角测量的原理与方法,具备根据测绘工程的实际情况,运用相关知识对复杂测绘问题进行分析、建立适当的模型、提出解决方案的能力;
3.熟悉数字摄影测量的基础理论,了解摄影测量学最新的发展进展和前沿动向,具备通过自主学习的方式获取相关专业知识的能力
二、课程目标与毕业要求的对应关系课程目标指标点毕业要求
2.1能够将数学、自然科学与工程科学的基本理论
2.问题分析能够应用数学、自然科学和工程科学的基课程目标1运用到识别、分析复杂测绘工程问题本原理与方法,识别、表达、分析复杂测绘工程问题,并通过文献研究寻求其解决方案,以获得有效结论
3.设计/开发解决方案在考虑社会、健康、安全、法
3.1能够根据复杂测绘工程项目的目标、任务和要律、文化以及环境等多重因素影响下,能够利用工程测课程目标2求,并运用专业测绘知识设计解决方案量等专业知识,针对复杂的测绘工程实践问题创新性地设计技术方案
12.3了解测绘科学技术的重要进展和前沿动态,能
12.终身学习树立自主学习和终身学习的理念,具有课程目标3够根据文献资料不断学习提升以适应测绘技术的刻苦学习、善于钻研、锲而不舍的精神,具有较强的自发展我获取、更新和拓展知识的能力
三、教学内容与教学方法和课程目标的对应关系数字摄影测量单元教学方法教学内容课程目标教学环节训练环节1绪论授课4学时课程目标12摄影测量基础知识授课8学时作业1课程目标13双像立体测图原理授课3学时课程目标14摄影测量解析基础授课8学时作业2课程目标25解析空中三角测量授课6学时作业3课程目标26数字摄影测量基础授课3学时作业4课程目标3U、课程的主要内容及基本要求i第一单元绪论(4学时,支撑课程目标1)[知识点]摄影测量学的定义、任务、分类、特点;摄影测量学的发展历程;摄影测量的发展趋势使点]摄影测量的过程;摄影测量学发展的三个阶段[难点]模拟、解析、数字摄影测量的基本思想[基本要求]
1、识记UCD;ADS40;4D产品;立体坐标量测仪;数字摄影测量网格
2、领会摄影测量过程;航空摄影测量作业流程;摄影测量学的起源;摄影测量的发展趋势
3、简单应用能够阐述摄影测量三个发展阶段的特点
4、综合运用无第二单元摄影测量基础知识(8学时,支撑课程目标1)[知识点]航空摄影要求;中心投影;航摄像片上特殊的点、线、面;摄影测量常用坐标系;航摄像片的方位元素;像空间直角坐标系变换;共线条件方程;航摄像片的像点位移使点]透视变换作图;摄影测量的五个坐标系及关系;像空间直角坐标系变换;共线条件方程及应用[难点]三个转角系统;像空间直角坐标系变换;共线条件方程[基本要求]
1、识记主距;像场角;框标;像片倾角;影像重叠;摄影基线;摄影比例尺;航线弯曲;像片旋角;中心投影;像主点;主光轴;内外方位元素
2、领会航空摄影基本要求;航摄像片与地形图的区别;航片中的重要点、线、面;透视变换的特性;摄影测量坐标系统;三个转角系统的意义;像点位移的特点
3、简单应用能够运用透视变换进行作图,找出物体的所对的像;能够将像平面坐标变换为像空间坐标
4、综合运用推导共线条件方程,理解方程中每个字母的含义,并应用于摄影测量实际第三单元双像立体测图原理(3学时,支撑课程目标1)[知识点]人眼立体视觉与立体量测;立体像对与立体测图原理;相对定向元素与绝对定向元素[重点]相对定向元素与绝对定向元素;连续法和单独法相对定向的过程[难点]立体像对恢复几何关系的过程;连续法和单独法相对定向元素[基本要求]
1、识记正、反、零立体;同名像点;同名射线;核面;核线;上下视差;相对定向元素;绝对定向元素
2、领会人造立体视觉的条件;常用的立体观察方法;立体摄影测量
3、简单应用能够阐述立体像对恢复几何关系的过程
4、综合运用无第四单元摄影测量解析基础(8学时,支撑课程目标2)[知识点]单像空间后方交会;立体像对前方交会;解析相对定向;立体模型绝对定向使点]单像后方交会误差方程的建立与求解;点投影系数法的计算;相对定向原理;绝对定向原理[难点]单像后方交会误差方程的求解过程;相对定向的向量表示及求解[基本要求]
1、识记点投影系数;三维空间相似变换;正、逆变换;重心化坐标
2、领会单像空间后方交会定义;空间后方交会的精度;后方交会、前方交会的计算步骤;双像解析的空间后方-前方交会方法的过程;相对定向元素计算过程;Q、q的含义;立体模型绝对定向步躲;解析摄影测量三种方法的比较
3、简单应用能够运用单像后方交会计算外方位元素
4、综合运用能够运用后方交会一前方交会法计算地面点坐标;能够分析解析摄影测量的三种方法所需的控制点数量第五单元解析空中三角测量(6学时,支撑课程目标2)[知识点]解析空中三角测量;航带法空中三角测量;光束法空中三角测量[重点]航带法、独立模型法、光束法的原理;航带法区域网平差;航带法误差方程的个数;光束法误差方程的个数;光束法带宽的计算[难点]航带模型的非线性改正;航带法、光束法误差方程个数;改化法方程系数阵[基本要求]
1、识记航带法;光束法;独立模型法;改化法方程;带宽
2、领会解析空中三角测量的意义、目的、分类;航带法的作业流程;双像解析中的光束法严密解;自检校光束法区域网平差原理
3、简单应用光束法带宽计算
4、综合运用根据具体案例计算航带法和光束法的误差方程个数第六单元数字摄影测量基础(3学时,支撑课程目标3)[知识点]数字摄影测量概述;数字影像重采样;影像相关与影像匹配使点]数字影像重采样原理;影像匹配的基本算法[难点]最小二乘匹配;基于特征的匹配[基本要求]
1、识记摄影测量工作站;灰度;重采样;影像相关;匹配;SIFT算子
2、领会数字影像获取方法;常用影像匹配算法的原理
3、简单应用能够运用软件实现影像的重采样
4、综合运用能够运用软件实现不同算法的数字影像匹配各教学单元的学时分配参考下表[学时分配]知识单元理论学时第一单元绪论4第二单元摄影测量基础知识8第三单元双像立体测图原理3第四单元摄影测量解析基础8第五单元解析空中三角测量6第六单元数字摄影测量基础3合计32
五、教学方法与手段
1、本课程内容较抽象,且要求的数学基础较高,授课时要重点突出,注重课程内容的相互联系,相互呼应尽可能把抽象的理论具体化,使复杂的理论变得简单、直观,力求化难为易
2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合,积极应用多媒体教学技术和网络教学平台,如慕课、雨课堂等,采用混合式教学,努力提高学生的学习兴趣
3、注重应用启发式教学、开展课堂问答、讨论等教学方法,引导学生积极思考问题、分析问题,拓展学生的思维
4、注重课前预习和课后练习,大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力,提高学生的计算能力
5、本课程是一门比较新的课程,相关理论和方法发展迅速,应关注专业最新资讯并及时更新教学内容
六、考核要求、方式与成绩评定考核要求需覆盖大纲中各知识单元全部教学内容,主要是教材中重要的基本原理和基本方法的应用,亦会少量涉及到补充的内容或布置的参考资料内容考核形式考试+考查成绩评定课程考核选择百分制模式,平时考查与期末考试相结合课程考核总评成绩由期末考试成绩和平时成绩两部分构成,具体计算为总评成绩二期末考试成绩义50%+平时成绩x50%,课程考核的评价环节以及与课程目标和毕业要求的对应关系参考下表课程考核构成评价环节评估课程目标对应毕业要求作业1课程目标
12.1作业2课程目标
23.1平时成绩(50%)作业3课程目标
23.1作业4课程目标
312.3课堂表现课程目标
1、
2、
32.
1、
3.K
12.3填空、选择、简答、计期末考试(50%)课程目标
1、
2、
32.
1、
3.
1、
12.3算等题型期末考试统一命题,统一评分标准,统一考试时间考试范围不超过大纲的内容,考试时间为100分钟,成绩定为百分制平时成绩由作业成绩和课堂表现成绩构成,每项都按百分制评分,最后分别按80%和20%的比重计算平时成绩,即平时成绩=作业成绩x80%+课堂表现成绩20%o作业会随教学进度多次上交评分,每次评分在作业总成绩中所占比重由授课教师根据作业量和难度确定,每次作业均为百分制,最后按比重计入作业成绩,作业评分标准参考下表考核内容90-100分75-89分60-74分低于60分按时完成并提交按时提交作业(权按时提交,有个别题目按时提交,有题目未补交作业重
0.2)未计算出结果完成方法正确性,训练采用方法正确,步骤采用方法正确,步骤有采用方法正确,步骤缺采用方法错误,正确、完整完成度完整,顺序有误失、不完整步骤不正确、不(权重
0.5)完整计算结果正确,结果计算结果正确,结果未计算结果有些未完成,计算结果错误或结果正确性(权重表述清晰明了总结表述,个别结果未其他结果正确未算出
0.3)算出课堂表现成绩由出勤和主动回答课堂问题构成,每项均为百分制,最后按权重计入课堂表现成绩,评分标准参考下表:考核内容90-100分75-89分60-74分低于60分满勤,没有无故旷课出现1次无故旷课或出现2次无故旷课或出现3次及以出勤(权重
0.4)或迟到迟到迟到上无故缺勤上课偶尔主动回答课堂上课不主动回答主动回答课堂问题上课积极与老师互问题且回答基本正确上课几乎不主动回答课课堂问题,被点(权重
0.6)动,课堂问题经常主堂问题,但被点名回答名回答错误或答动回答且回答正确基本能够回答正确不上来
七、选用教材、讲义和主要参考书
1.推荐教材《摄影测量学》,王佩军等(第三版),武汉大学出版社,2016年5月
2.推荐参考书《摄影测量学》张剑清等(第二版),武汉大学出版社,2009年7月《数字摄影测量学》张祖勋等(第二版),武汉大学出版社,2012年7月
八、大纲说明本大纲根据【西南科技大学<<本科人才培养方案>>2019版(修订)】中测绘科学专业培养方案制订在教学中提倡特色教学,应精选内容,打好基础,培养学生的管理思维教材中有些内容在授课时可做必要的取舍。