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2GIS測繪技術應用
GIS測繪技術是測繪技術當中的一種新興技術,其集計算機科學、信息科學、測繪遙感科學、環境科學、空間科學等多種科學的優勢實現測繪技術的發展。在測繪工程中,GIS技術不僅能夠實現對地理數據信息的采集、儲存、管理和分析,還能夠實現對測繪行為的空間提示、預測預報和輔助決策,幫助測繪人員獲得更好的測繪工作效果。在GIS測繪技術當中,具有一個龐大的數據庫來完成基礎測繪工作。與此同時數據庫還能根據測量需求對儲存信息數據進行合理的處理,提升GIS系統的成圖效率和成圖質量,為建筑工程設計提供更為準確的支持,加速建筑工程設計進度,提升工作效率。在管理工作方面,GIS技術具有便捷性優勢,這一優勢對于降低工程測量難度,提高工程測量精確度提供了重要支持,是幫助建筑工程測量工作效率實現提升的重要動力。
3RS測繪技術應用
RS測繪技術即“遙感技術”,是以航空攝影技術為基礎的測繪技術類型,通過衛星對地進行觀測獲取地理信息。在實際測繪過程中RS技術可以利用衛星的廣域視角實現對大面積范圍的同步觀測,從根本上保證所測的數據的綜合有效性,這在測量行業發展上具有重大意義。也正因如此,RS技術一經研發就迅速得到了推廣與普及。除了對大面積范圍同步觀測的優勢外,RS技術對中小比例尺的圖形數據方面也得到了有效的收集,這在很大程度上提升了對城市基本地形圖的測量效果,同時也為建筑工程測量提供了非常有利的技術支持,成為了目前觀測基礎地理信息的有效方法。目前,RS技術在測量工作中的應用比例越來越大,許多新型測量技術也都是以RS技術為基礎而得以研發的,從測繪技術的發展角度分析,RS技術的地位無可比擬。
4攝影測量技術應用
攝影測量技術是通過攝影方式來實現對目標物信息采集的一種技術。在信息化技術的發展支持下,當前的攝影測量技術已經逐步發展到了數字化的攝影測繪階段。數字化攝影測繪階段不僅在測繪精度上有所提升,在測繪速度方面也實現了進步。在對建筑工程測量工作中,對于一些建筑密集的地區,數字攝影測量技術能夠高效的實現大面積成圖,給測繪人員一個非常全面的城市建筑分布信息,這對于建筑工程規范化建設提供了非常有利的支持。攝影技術除了能夠大大提高測量精確度與速度,還能實現對勞動力、測量成本的節約,幫助建筑工程建設施工節約建設成本,為推動建筑工程建設效益發展起到了良好的促進作用。
5數字化測繪技術應用
數字化測繪技術是基于傳統地形圖、工程圖測繪技術基礎上,融合現代數字技術而研究的一種新型測繪技術。傳統地形圖、工程圖測繪技術具有測繪難度大、作業環境艱苦、構圖時間長、圖形單一等弊端,其在現代化社會發展下,已經無法滿足建筑工程的測量需求。在實際測繪工作中,數字化測繪技術能夠實現對數據信息采集與數控繪圖的有機結合,實現對測繪數據搜集、處理、繪圖的自動測圖系統,這不僅實現了圖形測繪的自動化發展,還大大降低了測量成圖的難度。目前,數字化測繪技術已經建立起了專業的數據庫和基礎地理信息系統,這為建筑工程測繪的成圖發展奠定了重要基礎。
6三維測繪技術應用
三維測繪技術是現代測繪技術當中的典型代表,其對于現代社會測繪效果的提升做出了重要貢獻。三維測繪技術的出現是基于20世紀80年代,工業測繪技術無法滿足社會生活實際發展狀況而出現的。在三維測繪技術出現以后,現代社會生活對測繪工作的需求不僅得到了滿足,還在實際發展過程中得到了三維測繪技術的重要支持,雖然三維測繪技術是基于工業需求而發展起來的,但其在建筑工程測量中也獲得了非常好的發展機遇。三維測量技術依靠電子經緯儀和近景攝影儀作為傳感器,通過計算機信息系統的支持來實現對建筑工程的三維測量系統,從根本上保證了建筑工程測繪工作的效果,也為建筑工程建設效果提供了支持。
7信息化測繪技術應用
信息化測繪技術是我國測繪技術由傳統測繪向數字化測繪實現轉變的重要標志,其在技術上、效率上的進步,帶領我國測繪技術進入到了一個高技術、高效率的發展階段,是推動我國測繪技術進步的重要動力。在實際測繪工作中,信息化測繪技術能夠實現隨時隨地的地理信息服務,這為包括建筑工程在內的所有地理測繪工程帶來了巨大幫助。目前,信息化測繪技術已經實現了多元化發展,坐標基準構建技術、RTK技術等都是其代表技術類型。在建筑工程測量工作中,信息化測繪技術不僅能夠實現測繪準確度、高效率的保證,其還能夠在生態建設、節能減排等方面實現發展,這對于我國建筑工程發展具有重要意義。目前,信息化測繪技術已經逐步實現在建筑工程測量工作中的全面展開,其對于我國建筑工程測量工作的促進作用已經得以顯現。
(一)原圖數字化處理
在建立各種GIS系統時,需要對原有地圖進行數字化處理,對于原始地圖,若其現勢性、精度和比例尺能滿足要求,就可以利用數字化儀對其進行數字化處理工作。當前主要有手扶跟蹤數字化和掃描矢量化、GPS數據輸入三種方法,手扶跟蹤數字化需要的儀器為計算機,數字化儀及相關軟件,是較早的一種數字化輸入方法,輸入速度較慢,勞動強度也較大。掃描矢量化是通過掃描儀輸入掃描圖像,然后通過矢量跟蹤,確定實體的空間位置。隨著掃描儀的普及和矢量化軟件的不斷升級,其作業方法越來越趨于自動化,它是一種省時,高效的數據輸入方法。GPS輸入是依據GPS工具能確定地球表面圖形精確位置,由于它測定的是三維空間位置的數字,因此不需作任何轉換,可直接輸入數據庫,目前主要是應用RTK(RealTimeKinematics-實時動態)技術,它是在GPS基礎上發展起來的、能夠實時提供流動站在指定坐標系中的三維定位結果,并在一定范圍內達到厘米級精度的一種新的GPS定位測量方式,通過將1臺GPS接收機安裝在已知點上對GPS衛星進行觀測,將采集的載波相位觀測量調制到基準站電臺的載波上,再通過基準站電臺發射出去;流動站在對GPS衛星進行觀測并采集載波相位觀測量的同時,也接收由基準站電臺發射的信號,經解調得到基準站的載波相位觀測量,流動站的GPS接收機再利用0TF(運動中求解整周模糊度)技術由基準站的載波相位觀測量和流動站的載波相位觀測量來求解整周模糊度,最后求出厘米級精度流動站的位置。應用這種測量方法測量可以不布設各級控制點,僅依據一定數量的基準控制點,便可以高精度快速地測定圖根控制點、界址點、地形點、地物點的坐標,利用測圖軟件可以在野外一次生成電子地圖。同時,也可以根據已有的數據成果快速地進行施工放樣。而實際應用得較多的主要是數字掃描矢量化軟件,針對大比例尺地形圖,大多數掃描矢量化軟件能自動提取多邊形信息,高效、便捷、保真的對地圖進行數字化處理。下面簡單介紹MAPCAD軟件的原圖數字化處理作業流程。
(二)數字化原圖作業流程
由于MAPCAD軟件掃描矢量化輸入方法具有圖像清晰、編輯方便、易于轉換等特點一般外設精度都能滿足,所以地形圖的精度主要取決于人工跟蹤精度和輸出設備精度,而人工跟蹤精度主要取決于作業人員的技能掌握熟練程度和工作態度,所以必須在加強作業人員基本技能培訓上下工夫,要求工作人員嚴格按矢量化方案作業,確保圖件的精度和質量高于國家現行數字化測圖規范所規定的數字化精度和質量。在工程測量實踐中,要做好地形圖外業測點與數字化圖縮放相結合、符號圖層的劃分子圖、線型符號庫的設計等工作保證滿足工程進度的同時又節約項目經費,設計出的數字地圖簡單易用、美觀整潔、易于使用地形圖的工作人員判讀。
二、數字化繪圖
(一)數字化繪圖的特點
大比例尺地形圖和工程圖的測繪是傳統工程測量的重要內容,數字化繪圖克服了手工繪圖存在的許多弊端,如工作量大,作業艱苦,作業程序復雜,煩瑣的內業數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一等缺點,符合現代飛速發展的工程需要。目前,數字化成圖技術主要有內外業一體化和電子平板兩種模式。內外業一體化是一種外業數據采集方法,主要設備是全站儀、電子手簿等,其特點是精度高、內外業分工明確、便于人員分配,從而具有較高的成圖效率。具有以下的特點:
1.一測多用:如在一些綜合性較強的工程中需要對同一地形圖繪制不同比例尺的地形圖,過去的平板測圖方法則需要重復工作,而數字化測圖則可以同時根據完成的地形圖繪制不同比例尺的多個地形圖,因為往往小比例尺包含了大比例尺地形圖測圖范圍。僅需先測大比例尺圖范圍,再補充小比例尺測圖范圍即可滿足各不同專業人員對不同比例尺的地形圖的需要。
2.精度高:數字化成圖系統在外業采集數據時,利用全站儀現場自動采集地形地物點的三維坐標,并自動存儲,在內業數據處理時,完全保持了外業測量的精度,消除了人為的錯誤及誤差來源,而且外業工作省略了讀數、計算、展點繪圖等外業工序,減少了作業人員,外業工效大大提高,時間縮短,直接生產成本大幅度下降。
3.勞動強度:小數字化成圖的過程,減輕了作業人員的勞動強度,使生產周期大大縮短,能及時滿足用戶的要求。
4.便于保存管理及更新方便:數字化產品既可以存儲在軟盤上,也可以通過繪圖儀繪在所需的圖紙上,線條、線劃粗細均勻,注記、字體工整,圖面整齊、美觀。且便于修改,能更好地保證圖形的現勢性和不變形性,避免重復測繪造成的浪費,增加地形圖的實用性和用戶的廣泛性。
(二)外業數據的采集
在采集數據時,數據采集人員要準確應用地物代碼,以免在內業成圖時出現錯誤;在觀測開始時,相關工作人員需嚴格按照要求應對測站點進行檢查,跑尺人員應嚴格按照自動成圖的要求作業,確保能完整地描述地形地貌的特征點,必須通過繪制草圖來表明各個地物碎部點的屬性及相互關系,測量坎子時,要量取坎子比高,坎下也要進行地形點采集。當一個測區完成后,如果有必要可把數據備份。
(三)繪制內業數據處理
無論是工程進程各階段的測量工作,還是不同工程的測量工作,都需要根據誤差分析和測量平差理論選擇適當的測量手段,并對測量成果進行處理和分析。
三、工程測量中的數字攝影測量技術
數字攝影測量是基于數字影像與攝影測量的基本原理,應用計算機技術、數字影像處理、影像匹配、模式識別等多學科的理論與方法。就攝影測量本身而言,從測繪的角度上來看數字攝影測量還是利用影像來進行測繪的科學與技術;而從信息科學和計算機視覺科學的角度來看,它是利用影像來重建三維表面模型的科學與技術,也就是在“室內”重建地形的三維表面模型,然后在模型上進行測繪,從本質上來說,它與原來的攝影測量沒有區別。因而,在數字攝影測量系統中,整個的生產流程與作業方式,和傳統的攝影測量差別似乎不大,但是它給傳統的攝影測量帶來了重大的變革。
2遙感技術在水利水電工程測繪中的應用
2.1測繪水利水電工程的構造穩定性
遙感技術利用聲波、光波等原理對地址構造進行具體的探索分析,能夠判斷出地質構造中的斷層情況。水利水電工程依托于山川河流建設,需要對當地的地質進行具體的判斷與測繪,但傳統的測繪工具智能測繪到地質當中是否有斷層情況,卻復發準確的測繪到斷層是否是處于活動狀態或休眠狀態,因此常常造成建設工程因斷層判斷不準確而停工的現象,造成大量的損失,而遙感技術能夠通過傳感設備,結合數字化監測設備,隨時隨地的對當地的斷層情況進行監測,將監測的內容進行匯總和梳理,從而判斷這一斷層情況是否活躍,為最終的測繪報表提供有力的依據。同時遙感技術還能夠監測地質當中的一些特殊情況,如是否有地下河、溶洞等特殊地理想象,而這些地理情況是否會影響到工程建設等,從側面確定地質情況,判定地質情況當中的隱秘問題,幫助水利水電工程順利的完成測繪以及施工。
2.2測繪水利水電工程的滲漏可能性
水利水電工程在建設之初就注定要與古河道、溶洞、地下河、斷層等交織在一起,而這些地質情況常常因變動而影響水利水電工程的內部結構,使其出現裂縫、滲漏的現象,而這些滲漏點主要出現在隱蔽工程中,無法直接發現,而通過遙感技術,這一困難迎刃而解.如通過遙感技術構建地質防滲漏實體趨勢分析常用的趨勢面分析方法主要有多項式趨勢面和二維傅立葉趨勢面兩種,在防滲漏構造的研究中,通常運用多項式趨勢面進行擬合分析。多項式趨勢面是由冪級數組成的,其優點是系數計算比較容易,而且根據經驗,很多地質變量如地層層位的高度。地下水位的高度及地層厚度等,一般用較低次的多項式趨勢面就能擬合得較好。使用多項式趨勢面并不能認為滲漏過程就是某個多項式函數的變化過程,因為滲漏對象有著很復雜的變化過程,形成具有復雜形態的曲面,多項式趨勢面只是用來擬合這個復雜的曲面,并不能完全真實地反映實際的滲漏形態變化過程。
主管單位:中國信息工程大學
主辦單位:解放軍信息工程大學
出版周期:雙月刊
出版地址:河南省鄭州市
語
種:中文
開
本:大16開
國際刊號:1671-0673
國內刊號:41-1196/N
郵發代號:
發行范圍:國內外統一發行
創刊時間:2000
期刊收錄:
SA 科學文摘(英)(2009)
中國科學引文數據庫(CSCD―2008)
核心期刊:
期刊榮譽:
Caj-cd規范獲獎期刊
聯系方式
期刊簡介
《信息工程大學學報》(雙月刊)創刊于2000年,是由解放軍信息工程大學主辦的公開發行的以基礎理論、應用科學和工程技術為主的理工科綜合性學術刊物,本刊的主要任務是反映大學在教學、科學研究中的學術論文和科研成果,促進學術交流,發展科學技術,推動教學改革,提高科研水平。
2測繪工程領域專業學位碩士研究生的培養模式
根據人才培養標準,借鑒我國的測繪行業目前正處于升級轉型期,各事業單位、國企、民營企業單位都亟需掌握基礎理論、能從事高新技術工程的人才。從人才培養和企業需求兩方面入手,設計以下培養模式。
2.1“高校+企業+項目”模式
這種模式的核心是與企業聯合培養。以校企共建專業學位碩士研究生聯合培養基地或聯合實驗室為培養平臺,充分利用校企雙方在人才、技術、設備和環境方面的資源,優勢互補,以企業的生產或科研項目為牽引,通過共同承擔科研項目或共同完成生產項目,為專業學位碩士研究生培養提供良好的工程環境,營造真實的工程氛圍,同時創造良好的社會和經濟效益,實現合作雙贏。這種培養模式的關鍵是調動企業的積極性,讓企業能夠從專業學位研究生的聯合培養中得到利益,嘗到甜頭,彌補企業在培養專業學位研究生方面的投入,保障專業學位研究生實踐教育與科研生產緊密結合。
2.2“培養+就業”模式
這種模式是以就業為導向,兼顧研究生和企業雙方利益,保證企業能引進需要的專業人才。專業學位碩士研究生與企業雙方有合作意向后,簽訂就業意向協議。企業投入一定的培養經費,指定專門的工程技術人員作為第二導師,實際參與企業的生產和科研項目,專業學位碩士研究生畢業后必須到企業任職若干年。這樣,如果是在職學員就讀新模式的全日制工程碩士學位更容易得到企業的支持,有利于校企聯合培養基地建設,非在職人員也能較好地解決本人的就業問題,一舉兩得。
3課程體系的設置與建設
按照2009年教育部《關于做好全日制碩士專業學位碩士研究生培養工作的若干意見》有關課程設置文件精神,以培養測繪工程高層次創新型、應用型、復合型人才為目標,遵循實用性、針對性、創新性和綜合性原則,融合“卓越工程師教育培養計劃”實施方案和“CDIO”工程教育理念,參照國家“注冊測繪師”任職資格標準,構建全新的課程體系。
3.1課程設置突出職業色彩
全日制專業學位碩士研究生培養因其生源的特殊背景,所應掌握基礎知識的廣度和專業知識的深度以及研究能力和工作能力等方面特點,導致了其課程體系構建必須遵循以下規律:課程教學從強調學科內容轉變為強調學生的經驗和體驗;課程體系從單一教材轉向強調教師、學生、教材、環境因素的整合;關注學生職業背景及工程體驗,在課程教學中加重職業的色彩,強調理論性和職業性的完美統一。
3.2課程體系構建
1)以企業需求和職業能力培養為導向,構建課程體系。由于專業學位碩士教育作為具有顯著職業背景的一種學位教育,其目的是培養具有扎實理論基礎,并適應特定行業或職業實際工作需要的應用型高層次專門人才。所以,專業學位碩士研究生課程體系的構建必須從深入行業企業調研入手,認真分析行業背景、企業技術現狀和人才需求,根據國家及行業發展需求確定專業學位碩士研究生人才培養目標;以培養職業所需要的“構想—設計—實現—運行”能力為主線,對照行業企業所需的知識、技術和能力,遵循理論與實踐相結合的原則,進行職業核心能力分析與目標設計;提煉專業核心知識和能力要素,明確理論課程設置、實踐環節安排和學位論文方向等內容,以此構成專業學位碩士研究生的課程體系。2)按模塊化組織教學內容。專業學位碩士研究生課程體系構建應以職業需求為目標,改變以往以學科知識為基礎設計課程體系的傳統,按照行業企業所需的知識、技術和能力,按理論與實踐相結合的原則進行學科知識重組。為此,黑龍江工程學院測繪領域專業學位碩士研究生課程的設置從行業發展需求出發,在遵循學科和知識內在聯系規律的基礎上,以職業能力培養為主線設置課程體系。在組織課程體系時,實現教學內容的模塊化。1)公共必修課模塊:主要包含自然辯證法、外業、知識產權課程。與此同時,設置信息檢索、資源環境與可持續發展、工程建設管理、計算機網絡技術與應用等公共選修課。主要目的是使學生具備一定的政治思想品德、較高的學術基礎、較好的職業素養,重在培養專業學位碩士研究生的科學意識和必要的知識修養。2)基礎理論模塊:主要包括應用數理統計、高等應用測量、現代測量數據處理、軟件工程課程,主要目的是夯實專業學位碩士研究生的專業基礎,為專業課學習創造條件。3)專業課模塊:包括專業必修課和選修課。專業課以專業知識和實踐能力為本位進行設計,適當把“注冊測繪師”職業資格認證所要求的知識、能力和職業素養進行歸納、凝練,融合到專業學位碩士研究生教育的部分課程及相關的各種教育教學活動中,形成若干模塊化課程,為學生參加職業資格應試打下基礎,推動專業學位碩士研究生培養與國家職業資格考試內容的銜接,使學生具備一些崗位需要的專項知識和能力;根據學生可能的就業去向,設置現代工程測量技術研究及應用、地理信息工程、遙感信息工程、GNSS技術研究與應用等方向模塊課程供學生選擇。4)學位論文與專業實踐模塊:這一模塊是培養專業學位碩士研究生的綜合環節,也是比較重要的一環。它是在理論課程學習的基礎上,經過在企業的綜合實踐,結合自己所參與的實際工程項目進一步鍛煉提高專業學位碩士研究生的學術水平和職業綜合能力。
3.3與職業任職資格對接
形成專業學位碩士研究生職業素質指導與訓練研究是新課程體系建設的目標之一。依據國家“注冊測繪師”資格認證標準,以“測繪工程案例”教學及以滿足“注冊測繪師”任職資格為核心設計課程教學體系,補齊測繪工程技術人員通過國家注冊測繪師資格考試困難之短板題,專業學位碩士研究生能順利通過任職資格考試,獲得國家承認的任職資格,同時提高他們的工程技術應用能力和工程項目的管理能力。
3.4將實踐教學環節納入課程體系
目前,我國專業學位碩士研究生教育的主要手段還是課程教學,它包括理論教學和實踐教學兩種形式。以往工程實踐能力培養的缺失在課程教學方面較為突出,為避免專業學位碩士研究生課程設置一直存在的知識傳授和能力培養之間不能兼顧的矛盾,專業學位碩士研究生的課程體系構建要以提高學生工程技術應用能力、管理能力、創新能力為核心,繼承測繪工程學院辦學傳統,發揮專業學科優勢,利用合作企業測繪工程項目資源,產學研結合,企業深度參與理論與實踐課程設置、實施及管理,構建測繪專項設計實踐、工程項目設計實踐、工程項目實施實踐、工程項目管理實踐、測繪新技術應用創新實踐等實踐教學體系,以企業為主導,全面參與課程體系的構建及實施。
中圖分類號:TV 文獻標識碼:A 文章編號:
0.引言:科學技術的新成就,電子計算機技術等新技術的發展與應用,以及測繪技術和科技的不斷發展,工程測量技術近年來發生了很大的變化;水利水電工程施工測量技術的面貌日新月異。
1.全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用.足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高,儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點,為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差,自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能,為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件,可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣,故能提供高速高精度的觀測成果,又能高效地完成多種測量作業。帶馬達驅動和程序控制的全站儀可以結合激光、通訊及CCD技術,能實現測量的完全自動化,被稱作自動化測量器械。為工程測量向現代化、自動化、數字化方向發展創造了有利的條件。
2.數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務,其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲.建立三維數字地形模型,提高測量數據利用率,減少重復勞動,以便于檢索、分析、分發和利用。實現管理和服務的科學化、現代化。將GIS應用于水利水電工程建設,虛擬顯示施工總布置三維全景,直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算,實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點,直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程,為全面、準確.快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具,實現工程信息的高效應用與科學管理。
3.GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善,測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合,可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大,控制點傳算工作量大,精度衰減快;高山峽谷之中,山脈蜿蜒曲折,造成上點和通視困難;河流阻隔,致使交通不便,前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視,也無需進行后視作業,誤差不累加,精度分布均勻,精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點,更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4.程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎,尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算,尤其是在施工現場,嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦,計算的速度和結果的正確性大打折扣,嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序,在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X,Y,Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據,結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得,編程計算器實現了放樣數據的即輸即得,大大加快了工程放樣的速度。
5.數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,產品單一.難以適應飛速發展的現代化工程建設的需要。把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成―個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。實現大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供圖紙,也可提供電子數據,為專業設計自動化建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率,并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%,節約時間60%。
6. AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言,可以編制一些常用的計算程序,得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算,尤其是各種不同體形銜接處的相交線,需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算,非常繁瑣,工作量大,準確性也不好保證,用AutoCAD建立數字化模型,執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制,以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。.
7.數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息,無需接觸被測物體,以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點,具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品――4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣,并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫,建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫,建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料,記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息,形成各種數字信息產品,并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8.工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量領域技術的發展趨勢和方向是:測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。
9.結束語
科學技術的新成就,電子計算機技術、微電子技術、激光技術、空間技術等新技術的發展與應用,以及測繪科技本身的進步,為工程測量技術進步提供了新的方法和手段;水利水電工程施工測量技術的面貌也發生了深刻的變化。施工測量的速度與準確度得到了空前的提高。
參考文獻
1. 陳向平 淺議水利工程施工的幾種施工測量技術[期刊論文]-輕工設計2011(3)
2. 王立業 淺談水利水電工程中的測量技術[期刊論文]-中華民居2011(10)
2、專業基礎課:建筑工程制圖、建筑材料與設備、建筑力學、建筑工程測量、經濟管理學基礎、建筑制圖測繪實訓、建筑工程測量實習;
3、專業主干課:房屋建筑學、建筑施工技術與組織、建筑工程預決算、工程項目管理、工程造價與建設監理、建筑結構;
中圖分類號: TV 文獻標識碼: A 文章編號:
0.引言:科學技術的新成就,電子計算機技術等新技術的發展與應用,以及測繪技術和科技的不斷發展,工程測量技術近年來發生了很大的變化。
1.全站儀測量放樣技術
全站儀替代光學經緯儀和電磁波測距儀的應用.足地面測量技術進步的重要標志之一。全站儀具有測量精度高,儀器的集成化、自動化和智能化程度高等優點,為施工測量提供了極大的方便。已大量應用于各類工程的施工測量中。電子全站儀自動改正儀器軸系統差、自動歸化計算、角度測量自動掃描、消除度盤分劃誤差和偏心差,自動記錄存儲、實時測量三維坐標、與雙向數據通訊功能,為測圖和工程放樣向數字化發展開辟了道路。目前全能型和智能化方向發展的電腦型全站儀都帶有豐富的軟件,可以直接進行坐標放樣、導線測量、程序測量、懸高測量、道路放樣、對邊測量、面積測量、高程傳遞、參考線放樣,故能提供高速高精度的觀測成果,又能高效地完成多種測量作業。
2.數據庫技術與GIS技術
測量工作者如何更好更好地為工程建設服務,其最有效的方法是利用數據庫技術或GIS技術建立數據庫或信息系統。其同的是把大量的測量數據或信息進行科學的存儲。將GIS應用于水利水電工程建設,虛擬顯示施工總布置三維全景,直觀反映各組成部分空間上和時間上的相互關系并實現各種信息可視化查詢、分析、統計計算,實現建筑物施工全過程動態仿真演示。以信息的數字化、直觀化、可視化為出發點,直觀清晰地描述復雜工程建設的施工動態過程,為全面、準確.快速地分析掌握工程施工全過程提供有力的分析工具,實現工程信息的高效應用與科學管理。
3.GPS定位技術
隨著GPS的出現和不斷發展完善,測繪定位技術發生了革命性的變革。長期以來用測角、測距、測水準為主體的常規地面定位技術,正在逐步被以一次性確定三維坐標的、高速度、高效率、高精度、大范圍的GPS技術所代替,同時定位范圍已從陸地和近海擴展到海洋和宇宙空間;定位方法已從靜態擴展到動態;定位服務領域已從導航和測繪領域擴展到國民經濟建設的廣闊領域。碎部點的測繪與放樣等領域將有廣泛的應用前景。GPS接收機已逐漸成為一種通用的定位儀器在工程測量中得到廣泛應用。將GPS接收機與電子全站儀或測量機器人連接在一起,稱超全站儀或超測量機器人。它將GPS的實時動態定位技術與全站儀靈活的三維極坐標測量技術完美結合,可實現無控制網的各種工程測量。水電工程施工區域大,控制點傳算工作量大,精度衰減快;高山峽谷之中,山脈蜿蜒曲折,造成上點和通視困難;河流阻隔,致使交通不便,前后視須迂同前進。利用GPSRTK技術進行碎部點測繪與放樣不需要與基站保持通視,也無需進行后視作業,誤差不累加,精度分布均勻,精度衰減每公里只有lmm。10--15km的作業半徑不需要設置過渡控制點,更長距離的測繪可通過設置中繼電臺轉發電測波解決。大幅度地提高工作效率。
4.程序型計算器輔助計算技術
程序型計算器(如CASIO fx-4800P/fx-4500PA)以其功能強大、經濟實惠、方便攜帶的特性受到了各行各業工程技術人員的歡迎,尤其是測繪方面的技術人員進行工程放樣計算的有力工具。水利水電工程龐大而復雜。工程細部的放樣往往牽涉到幾十個公式的數學計算,尤其是在施工現場,嚴寒、酷暑、噪音、灰塵很難讓人時刻保持清醒的頭腦,計算的速度和結果的正確性大打折扣,嚴重影響放樣的質量和效率。利用編程計算器事先編制好所需放樣部位的計算程序,在施工現場最多只需輸入測點三維坐標X,Y,Z的數據即可迅速計算出所需要的放樣數據,結果準確率大大提高。全站儀實現了測點坐標的隨測隨得,編程計算器實現了放樣數據的即輸即得,大大加快了工程放樣的速度。
5.數字化測繪技術
大比例尺地形圖和工程圖的測繪,是工程測量的重要內容和任務。常規的成圖方法是一項腦力勞動和體力勞動結合的艱苦的野外工作,同時還有大量的室內數據處理和繪圖工作,成圖周期長,難以適應飛速發展的現代化工程建設的需要。把野外數據采集的先進設備與微機及數控繪圖儀三者結合起來,形成—個從野外或室內數據采集、數據處理、圖形編輯和繪圖的自動測圖系統。實現大比例尺基本圖、工程地形圖、帶狀地形圖、縱橫斷面圖、地籍圖、地下管線圖等各類圖件的自動繪制。系統可直接提供圖紙,也可提供電子數據,為專業設計自動化建立專業數據庫和基礎地理信息系統打下基礎。數字化成圖技術住現代工程中的應用不僅提高了工作效率,并保質保量提交成果。僅內業制圖部分可節約經費50%,節約時間60%。
6. AtuoCAD輔助設計技術
計算機輔助沒計(Computer Aid Design簡寫CAD)足20世紀80年代初發展起來的一門新興技術型應用軟件。如今在各個領域均得到了普遍的應用。它大大提高了工程技術人員的工作效率。利用AutoCAD配合AutoLisp語言,可以編制一些常用的計算程序,得到定制的計算結果。在水利水電工程上有許多體形復雜的計算,尤其是各種不同體形銜接處的相交線,需要用空間解析幾何的方法解算。單靠計算器手工計算,非常繁瑣,工作量大,準確性也不好保證,用AutoCAD建立數字化模型,執行點坐標查詢功能就可以了。也可以對所編寫的程序的計算結果進行正確性驗證。AutoCAD的特性提供了測量內業資料計算的另外一種全新直觀明了的圖形計算方法。另一方面是各種工程橫斷面、縱斷面網的繪制,以及斷面面積的計算和其它一些需要的圖紙的繪制。從而大大減輕我們內業的工作強度和工作量。.
7.數字攝影測量技術
攝影測量技術由于可以提供實時的三維空間信息,無需接觸被測物體,以及野外工作量少、效率高和成果品種多等優點,具有廣泛的應用前景。隨著全數字攝影測量系統的應用,攝影測量的產品將從影像圖、線劃圖向數字化系列產品——4D產品轉化。產品應用與服務領域更廣,并為建立各類專業信息系統和基礎地理信息系統提供可靠的數據保障。在水利水電工程。利用數字攝影測量技術可以迅速獲取制作大比例尺影像圖、地形圖、立面圖、等值線圖和斷面圖圖庫,建立DTM(數字地面模型)和DEM(數字高程模型)模型數據庫,建立并永久保存高分辨率建基面三維影像數字地面模型數據庫。檢查陡坡地段的開挖質量和工程竣工部位的形體資料,記錄工程在施工過程中各個項目地理地貌信息,形成各種數字信息產品,并可通過網絡方便快捷、及時地提供給各個部門使用。
8.工程測量數據處理技術
隨著傳統測繪技術向數字化測繪技術轉化,工程測量領域技術的發展趨勢和方向是:測量數據采集和處理的自動化、實時化、數字化;測量數據管理的科學化、標準化、規格化;測量數據傳播與應用的網絡化、多樣化、社會化。GPS技術、RS技術、GIS技術、數字化測繪技術以及先進地面測量儀器等將廣泛應用于工程測量中,并發揮其主導作用。
9.結束語
GPS技術和其他數字化測量技術的應用和推廣已經在我國的水利工程測量工作中發揮了很大的作用,表現出極強的生命力。對于數字化測量技術的研究和討論對于水利工程測量工作意義非凡,我們在結合工程實際的前提下,應當多學習國外的先進技術和理論,使我國的測量技術發展為世界的尖端。
參考文獻
二、“卓越計劃”下的畢業設計教學模式
改革以實施“卓越計劃”為突破口,建立高校與企業聯合培養機制,加強工程與創新能力平臺建設,以產學研結合的形式強化工程與創新能力,全面改革畢業設計教學方式,彌補當前畢業設計教學不足。
1.構建企業與高校聯合的畢業設計教學機制
依據“卓越計劃”要求,選擇與測繪專業關聯度較高、能夠準確把握社會對工程人才的需求、擁有最先進的生產設備和制造技術、擁有一批經驗豐富的工程技術人員,并且具有先進的企業文化、良好的社會信譽和社會責任感的企業,構建高校與行業企業聯合培養人才的新機制,使企業由單純的用人單位變為聯合培養單位。測繪工程專業采取“3+1”培養模式,即3年在校學習,1年在測繪行業企業學習先進技術、深入開展工程實踐活動、參與企業技術創新和工程研究開發,以及學習先進的企業文化、培養學生的敬業精神和職業道德。以畢業實習與畢業設計相結合的方式,進行畢業設計教學。由高校聯合企業制定畢業設計教學內容、方案與要求,強化工程實踐能力、工程設計能力與工程創新能力培養。首先,應以解決實際生產問題為出發點,優化畢業設計選題,避免出現畢業設計題目空、大、舊等不合理現象,要真題真做,有效增強畢業設計的實際應用價值;其次,在企業學習期間,學生全面參與測繪工程項目設計、研發、管理工作,以企業指導教師為主、學校指導教師為輔的方針,采用工程項目式教學、案例教學、問題教學等方式共同指導學生畢業設計。由校內教師解答畢業設計過程中遇到的基礎理論知識,并指導畢業論文的撰寫。企業工程師則結合具體工程項目講授工程實踐知識,并負責畢業設計的具體實施,對畢業設計的內容、進度、質量和學生出勤情況進行過程管理。在畢業設計教學過程中,切實提高學生實際動手能力和獨立解決問題能力。企業相關部門以“準員工”的形式依照企業的規章制度,對學生進行嚴格管理,確保學生生活、工作與學習安全。“準員工制”能使學生與企業真正融為一體,在學習專業技術的同時,感受企業文化,為將來就業后快速進入工作狀態打下基礎。最后,建立完善的畢業設計質量評價體系,畢業設計成績應包括企業指導教師對學生的畢業設計綜合評價、學生撰寫的畢業設計和學生答辯成績組成。
2.以強化工程能力與創新能力為重點的畢業設計教學模式
工程能力與創新能力的培養包括在校內學習和在企業學習兩個階段。在校內學習階段,通過參與教師科研與工程項目,采用基于問題的學習、基于項目的學習、基于案例的學習等多種研究性學習方法,加強學生理論創新能力訓練[8]。在企業學習階段主要是學習企業的先進技術和先進文化,深入開展工程實踐活動,結合生產實際做畢業設計,參與企業技術創新和工程開發,培養學生的綜合能力。因此,應建設開放式的校內、外工程與創新能力培養平臺,基于產學研結合的形式,改革畢業設計教學模式。(1)產學研結合的畢業設計教學模式產學研結合的畢業設計教學模式是以高校為技術依托,以企業為主體,充分利用學校和企業、科研單位等多種不同的教育環境和教育資源,以及在人才培養方面的各自優勢,把以課堂傳授知識為主的學校教育與直接獲得實際經驗、實踐能力為主的生產、科研實踐有機地結合,以市場需求為人才培養導向,企業、高校共同參與到教學生活中去[9]。這是一種以培養學生動手能力和創新能力為核心,兼顧“做中有學、學中有做”的畢業設計教學模式。校內產學研結合,充分利用校內研究基地、工程中心、重點實驗室和校辦產業等,建立產學研的實踐場所,模擬各種項目設計、研發環境,為學生畢業設計提供較為真實的模擬環境。將學生的畢業設計與教師的科研相結合,采用工程項目式教學、案例教學、問題教學等方式,按照工程問題、工程案例和工程項目組織教學內容,使學生有效掌握新理論、新技術、新方法,提高學生科學創新研究與工程設計能力。在畢業設計選題上,教師應根據學生實際情況,強調畢業設計的實踐教學與科研生產實際有機結合,選擇難度適中,且又有一定探索性、創新性的畢業設計課題,提倡學生開放式畢業設計選題,注重學生個性化培養。同時,應充分發揮生產單位在人才培養中的作用,依據用人單位對畢業設計目的、任務與要求,學校制定畢業設計教學方案,在畢業設計中重點培養學生解決實際問題的能力和創新素養。校外產學研結合,充分調動測繪企業界、工程界和國內外各種資源,在測繪領域卓越工程師教育培養計劃指定的部分企業中設立實習基地或者工程實踐教育中心,學生在企業學習一年,學習測繪行業的新技術、新工藝,掌握科學技術的發展趨勢和發展前沿,跟上科技發展潮流,適應社會發展的需要,為學生畢業設計提供真實環境與素材。以具體工程項目作為高校與企業合作基礎,組織學生和老師到企業共同參與工程項目,因材施教,構建基于測繪工程項目驅動的畢業設計教學模式。項目應來源于企業在生產、設計、研發、創新、經營或管理中遇到的具體技術問題,并且這些項目有利于培養學生工程能力和創新能力。(2)工程與創新能力培養基地建設為工程與創新能力培養提供真實的工程環境是“卓越計劃”的實施基礎,而要“真刀真槍”地做畢業設計,培養學生工程實踐和創新能力,離不開學校和企業提供的真實條件和環境[10]。因此,必須在校內和企業建立各種工程與創新能力培養基地。校內工程與創新能力培養基地建立。充分利用系、院、校的測繪儀器、實驗室和校辦企業等資源,建立開放式的校內工程實踐教育中心。制定相關的實踐創新教學體系,營造工程化的模擬教學與訓練環境。為中心配備具有豐富工程經驗和理論知識的指導老師團隊,采用“以學生自主實踐為主、教師輔導為輔、集中教學與個別指導相結合”的教學模式,依托高校大型工程與科研項目,指導學生科技開發和以新技術應用為主要特征的工程實踐,為畢業設計提供綜合性、設計性實驗平臺,培養學生理論與工程設計創新能力。校外工程與創新能力培養基地建立。選擇符合測繪專業培養要求有關的企業、公司,如各級測繪局、測量隊,地理信息產業園,測繪儀器制造企業等,建立各種層次的集教學、科研、生產為一體的現代工程實踐教育中心,構建專業基礎教學、科學研究、工程訓練和設計創新等測繪實踐教學體系,中心是學生在企業學習階段的專題教學、實習、實訓及畢業設計等教學任務的綜合平臺和載體。工程實踐教育中心應由企業主要管理人員負責,其任務是與高校共同制定培養目標、共同建設課程體系和教學內容,并共同實施培養過程、共同評價培養質量,以及承擔學生在企業學習期間的各項管理工作。同時,應聘請具有較高專業理論知識和生產經驗豐富的工程技術人員和教師作為中心指導老師。學生以工程項目為背景,參與企業的技術創新和工程項目的開發,將非常有利于強化學生工程能力與創新能力的培養。
三、“雙師型”畢業設計指導教師隊伍建設
當前工程教育教師隊伍中“非工化”和“非師化”現象嚴重,直接影響學生工程與創新能力培養。因此,打造“雙師型”工程教師隊伍是“卓越計劃”順利實施的關鍵[11-12]。應根據“卓越計劃”對教師隊伍的要求,建立結構合理、具有較強工程實踐能力和技術創新能力的“雙師型”工程教育隊伍。1)校內專職“雙師型”教師隊伍建設。高校要有計劃地選拔專職教師到企業工程技術崗位工作1~2年,參與企業測繪項目設計、研發、管理等實際工作,在企業真實的工程環境和先進的裝備技術環境中,在企業經驗豐富和工程能力強的測繪工程師的指導下,培養和提高教師的工程實踐、工程設計開發和工程技術創新能力。改革教師職務聘任、考核制度,建立激勵機制,對工程類學科專業教師的職務聘任與考核從側重評價理論研究和為主,轉向評價工程項目設計、專利、產學合作和技術服務等方面為主。優先聘任有在企業工作經歷的教師,教師晉升時要有一定年限的企業工作經歷,解決教師隊伍“非工化”問題,建立結構合理的“雙師型”專職教師隊伍。2)兼職“雙師型”教師隊伍建設。從企業聘請具有豐富工程實踐經驗的工程技術人員和管理人員到高校擔任兼職教師,并制定兼職教師管理辦法。建立完善的雙導師制度,兼職教師聯合校內教師,共同承擔培養學生、指導畢業設計等教學任務。加強專職與兼職教師交流,使兼職教師在增強理論知識的同時專職教師的工程實踐經驗得到豐富。定期安排企業兼職教師到高校接受繼續教育,提高兼職教師理論知識,學習教育學理論,改善兼職教師隊伍的“非師化”問題。
[中圖分類號] G712 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437(2013)13-0127-02
面對我國經濟發展方式轉變與全面提升國際競爭力的緊迫要求,培養造就一大批創新能力強、適應我國經濟社會發展需要的各類工程技術人才,是增強我國核心競爭力、建設創新型國家、走新型工業化道路的必然選擇。為此,教育部啟動實施了“卓越工程師教育培養計劃”。《機械制圖》課程是機械工程專業卓越工程師培養計劃中必修的專業基礎類課程,是學生大學四年中第一年學習的課程。作為機械制圖的授課教師,如何調整機械制圖課程內容體系和教學方法,使之與機械專業卓越工程師培養要求相適應,將成為重點研究的工作。
一、課程改革背景
機械工程專業是一個學科交叉特性鮮明的專業,從國際一流大學機械工程類本科生培養的模式來看,有幾個比較顯著的發展方向:一是更加注重學科的綜合,無論從培養方面還是課程設置及內容上,都能夠得到充分的體現,比如在MIT的機械工程專業的課程設置中,開設了17門專業核心課程,這些課程的內容都體現了學科的交叉特點;二是更加注重創新思維和能力的訓練,特別是完整的創新思維的訓練;三是注重學生的自主性學習,特別是在教學的過程中發揮學生的主觀能動性,將很多的自主設計和小論文的環節貫穿在課程的講授過程之中。
從目前我國的機械制圖課程教學來看,教師能在課堂中運用現代化教學手段,做到圖文并茂的講解知識。但是從教學形式來看,一方面,教學過程中過多強調了學生對理論知識的學習和掌握,學生實踐環節較弱,這導致學生很難將所學知識靈活應用到實踐工作中;另一方面,教學過程中只重視學生對形體的機構的表達而忽略了對形體的創新設計,不利于學生創新能力的提高。這些現象都不能與卓越工程師所要具備的創新性思維、較強的工程素質、一定的組織管理能力、團隊合作能力相適應,因此,機械制圖的教學內容體系和教學方法的改革勢在必行,需要從課程的教學模式和豐富實踐環節等方面著手進行教學的改革和實驗。
二、課程改革的構想與實踐
(一)改革目標
機械專業卓越工程師教育培養計劃的目標為培養面向工業界、面向國家發展戰略和行業經濟建設需要,德智體全面發展,具備機械設計制造基礎知識與應用能力,能在工業生產第一線從事機械制造領域內的設計制造、科技開發、應用研究的卓越工程技術人才。該計劃培養出的學生能夠以機械設計與制造為基礎,融入計算機科學、信息技術、自動控制技術的交叉學科知識,運用先進設計制造技術的理論與方法,解決現代工程領域中的技術問題,以實現產品智能化的設計與制造,同時具備一定的創新性思維、較強的工程素質以及一定的組織管理能力。
作為“機械工程卓越工程師培養計劃”的基礎組成之一的《機械制圖》的教學工作,應在保證學生具有豐富扎實的基礎知識的基礎上,著重培養學生的實踐能力、認知能力、創新能力和團隊合作能力,培養學生的三個繪圖技能――徒手繪圖、儀器繪圖和計算機繪圖能力,如圖1所示(見下頁)。
(二)改革思想
在面向卓越工程師培養的《機械制圖》課程教學改革中,應樹立以教師為主導,以學生為主體的教學觀,在教學過程中以學生為中心組織教學活動,摒棄灌輸式教學方式,充分發揮學生的主觀能動性,推廣啟發式、討論式和研究式等教學方法,提高學生提出新問題、發現新知識及解決問題的能力,引導學生從繼承性學習走向探究發現性學習。[1]
教師在《機械制圖》教學過程中應始終貫徹“三個結合”,即理論與實踐相結合、繼承與創新相結合、課內與課外相結合,不斷激發學生的學習熱情,提高學生的工程素質、技術交流能力和團隊合作能力,樹立工程概念,為培養高素質機械專業卓越工程師打下良好的基礎。在教學環節中,應不斷加強和豐富實踐環節內容,同時在課程學時的分配上達到理論學時和實踐環節學時比為2∶1,保證改革方案的深入貫徹。另外還有為期兩周的測繪環節,使教學環節做到既有分散實踐,又有集中討論環節,不斷提高學生的綜合技能水平。
(三)改革實施內容
1.傳統《機械制圖》課程在畫法幾何環節過于深入和復雜,且應用面較窄,因此在課程總學時不變的前提下,適度刪減畫法幾何空間點、線、面投影理論知識,為增加實踐環節內容提供課時保障,提高學生的動手能力和理論知識的靈活應用能力。
2.增加學生的形體繪圖訓練和創新設計訓練課。要求學生按實物(組合體模型)繪制組合體三視圖,使學生在學習初期多接觸形體,培養空間立體感,增強空間想象力;要求學生充分發揮想象力,根據已知1-2個視圖進行分組討論及構型分析,設計出不同結構,運用軸測圖、組合體三視圖等不同方法進行表達,增加結構表達的多樣性,培養學生的創新思想,提高學生的學習興趣,提升學生對形體表達方法、軸測圖的應用能力。
3.增加現場教學環節,在學生學習零件圖之前,組織學生去加工車間進行現場教學,使學生對鑄造和機械加工工藝進行初步了解和認知,對課堂理論知識深入理解和掌握。
4.實踐教學是學校教學體系的重要組成部分,是培養應用型、實踐型人才的重要途徑之一。[2]在教學過程中加強學生零件測繪環節的訓練,為學生實踐能力培養創造良好條件。保證學生每人一套測繪工具箱,人均測繪零件1-2個,每人完成軸、蓋、支架和箱體共4個零件的測繪工作,徒手繪制零件草圖,完成零件工作圖。在測繪工作中,每4人分為一組,在學生鍛煉測繪技能的同時培養學生的溝通能力和團隊協作精神。
5.注重裝配圖的訓練,增加裝配圖讀圖和繪圖的能力訓練。
6.加強Auto CAD技能的培養,在學生熟練掌握二維零件圖、裝配圖繪制的基礎上,增加軸測圖和三維造型訓練,培養學生三維建模素養,為后續三維造型課程打下良好基礎。
7.學生在整個課程結束后,進行為期兩周的零部件測繪,學生綜合應用整個課程所學知識,對一級減速器進行零部件測繪,使學生的理論知識、實踐能力、三種繪圖技能得到全面提升。
8.鼓勵學生走出校園接觸社會,為學生與兄弟院校進行交流創造條件。每年組織和輔導學生參加天津市制圖投影競賽、CAD競賽,促進學生理論知識和實踐技能的提高,增強學生的學習興趣和自覺性,有利于學生自信心的培養。
9.在整個的教學活動中始終貫徹培養學生的嚴謹、踏實的工程師素質。
10.要培養出未來的卓越工程師,必須超越目前以掌握“知識點”為本的評價體系,形成以素質提升為本的、適應新時期社會需求的評價體系并使之滲透整個培養過程。[3]《機械制圖》課程評價應將學習成績評價轉變為學習成效評價,以理論知識的掌握為基本點,建立學生理論知識考核、計算機能力、繪圖能力、實踐能力、工程素養等指標的綜合評價體系,增強學生學習的主動性,不斷提高學生的學習、研究和工程實踐的能力。
三、結束語
建設具有中國特色的工程教育模式,大力培養多種類型的卓越工程師,為我國工業化和現代化提供堅實的人才支撐是高校教師的重要使命和歷史責任。《機械制圖》課程的教學改革將會在未來幾年中不斷深化和完善,為培養更多的符合國家發展戰略和行業經濟建設需要的設計制造、應用研究、科技開發的卓越工程技術人才作出應有的貢獻。
[ 參 考 文 獻 ]
[中圖分類號] TU198+.6 [文獻碼] B [文章編號] 1000-405X(2014)-2-172-1
0前言
目前實際工程項目的業務量隨著國家經濟的發展而迅速增大,這不僅僅給工程項目里的各種專業技術帶來發展機遇也帶來新挑戰。在每一項工程項目中,工程測量技術都扮演著不可替代的先行者角色,工程前期的勘測、圖紙的繪制等等都離不開測量技術。也正是一次次發展的機遇給傳統工程測繪技術插上騰飛的翅膀,使得工程測繪技術逐步走向現代化。新型測量技術的產生也給工程測量注入了新的活力,同時也為我國經濟發展提供了一份助力。
1工程測量的重要性
如果沒有工程測量工作的有效執行,將會使得整個工程項目失去施工、設計依據。下面我們以工程測量技術在實際工程中的應用為例,簡要分析測量技術存在的必要性。在一般的土建施工過程中,往往需要現場的技術人員事先做好工程勘探測量工作,否則將無法為后續的工作提供參數指導,而這項工作是決定工程質量好壞的基礎。根據測量定位,確定施工機械的布置點。在樁基施工過程中,需要依據工程測量來定位。為保證整個工程的地基承載力,必須通過過程測量準確的確定樁的位置。再次,在建筑物主體施工過程中,要依據工程測量確定墻、柱的位置,與地面的垂直性等,還包括垂直方向的高度,也是工程測量的內容。最后,主體工程完工后,裝飾工程中,局部部位的裝修的尺寸確定,墻面裝飾的垂直度的保證都離不了工程測量。通過上面分析可知:工程測量是整個工程有序施工的前提,在前期工作中一定要做好工程測量工作。
2測繪技術的優點
測繪技術已經邁入數字化時代,不僅精簡了流程,提高了準確度,更是大大降低了工作人員的勞動量。不僅如此,現代測繪也方便了存儲和數據處理。現代測繪也具備了超越傳統測繪的優勢,例如:現代測繪技術可以一次測量,多次使用。傳統方法則需要每次繪制一次圖紙時就要在進行一次測量工作。但是現代測繪技術可以根據所需要的不同表現形式,來調整圖紙的比例,真正達到物盡其用。現代測繪技術可以大大提高測繪的精度,現場工作人員利用全站儀記錄現場地形數據,室內工作人員直接使用數據,沒有讀數帶來的誤差,極大的提高了數據的精度。不僅如此,現代的測繪技術減少了工作人員的工作量,提高了效率和質量。現代測繪技術具備便攜式功能,不僅可以存在硬盤中,又可以打印在圖紙上,優勢明顯。
3測繪技術在工程測量中的應用
(1)測繪技術應用之控制測量。由于現在測繪技術的發展,控制測量已經可以快、準、好的為工程測量提供基礎數據。GPS測量技術的成熟給控制測量帶來了前所未有的突破。只要保證GPS采集設備操作的準確性,加之其內部軟件的計算,我們可以得到最終的結果,無需大量人力讀數、計算和處理。真正意義上實現了自動化。GPS測量技術已可以輕松完成傳統測量方法:如采用經緯儀、水準儀、測距儀等設備完成的三角測量方法和幾何水準測量方法等。傳統測量方法不僅需要諸多的測量儀器,還要求工作人員具有很高的職業素養,這樣才能保證讀數的誤差控制在一定范圍內。控制測量已經越來越依賴于GPS測量技術、全站儀等現代先進的設備和方法,以追求更高的精度,更快的速度,更低的投資,更少的人力。
(2)測繪技術應用之地形圖測量。地形圖測量就是對土地上的物體進行位置和高度的確定。工程勘測需要測繪技術,同樣的,工程末期的一些測量工作也需要用到測繪技術。野外工作人員會使用全站儀等測量設備獲取數據,并且需要工作人員進行記錄。也可以用獲得的數據導入計算機中聯合生成所需要的地形圖。需要注意的是,當數據由野外人員記錄時,要減少數據記錄的誤差,這樣才能保證地形圖的質量。讓工作人員看到的就是工作人員所測量到的,也就是最終客戶所要求的。對于公路、機場等占地面積較大的場地,測繪技術也在不斷發展以適應其特殊要求,例如,利用全站儀、GPS技術等多種儀器繪制地形圖的系統正在處于研發狀態中。當在水下進行工程建設時,需要用到水下測量。其通用的工作方法是將GPS技術與回聲探測方法結合進行測量,利用軟件進行數據整合,最終得到需要的水底三維圖。由于工作人員不能直接進入地下和水下取得數據,所以地下和水下的數據獲得很難,對于地下和水下的測量還遠遠沒有做到精確的程度。因此,進行地下數據采集之前,首先要進行導線計算,接下來要選擇行之有效的方案將所獲得的關鍵點繪制與于平面圖中。只有確定好關鍵點的位置信息,最終結果的誤差才能達到最小。
(3)建筑物的變形等檢測。我國法律法規對高樓大廈建設的位移變形的數值等規定了其允許范圍,并且需要使用符合要求的一些設備進行測量。建筑物的位移觀測要符合照相應法律法規中的二級精度。采用精密全站儀等符合法規的設備,將處理后的結果整理成報告提交給甲方。在建筑物的變形監測過程中,盡量避免人工干預,包括記錄數據、數據處理等。要盡最大可能的全部使用計算機來處理數據和繪制成圖。全站儀設備和全球定位系統同樣也普遍應用在建筑物的變形監測過程中,相較于一般的設備,其有明顯的優勢,用時少,效率高,數據準確。
(4)3S集成技術的應用。在本論文前半部分的內容中已經部分介紹了3S技術的應用。所謂3S集成技術也就是:全球定位GPS技術、地理信息技術GIS和遙感技術RS。這三項技術基本上可以代表測繪技術的數字化,它們的出現給工程測量注入了新的生命。在有關工程測量的文獻中已經詳盡的介紹了3S技術的工作原理和使用方法,在此不多贅述。
4結論
工程測量是一種需要獲得準確數據的操作方法,而技術的水平的高低是工程質量的關鍵。測繪技術是地質測量、土木工程施工等的基礎。在這些工程應用中,3S集成技術發揮了其本身無可比擬的數字化優勢,打破了傳統測繪技術的限制。現代測繪技術不僅可以使用更少的工作人員來完成同等工程量,而且大大提高了結果的精度,使得后續工作的順利開展得到了保證。隨著計算機等技術水平的提高,測量最終所得到的結果也越來越精確。通過本文的討論,我們可以看到測繪技術應用于工程測量的方方面面。測繪人員應當開拓創新,積極引入新的數字化設備、引入新的思想,將工程測量做到更效率,更準確。
參考文獻