闭合导线测量实验教学方案分析
摘要：闭合导线测量实验是高校农学等专业测量学课程实验的重要内容，是了解和掌握导线测量的重要方法。通过分析研究闭合导线测量实验教学，了解测量测绘仪器和工具的构造和性能，掌握外业测量工作和内业计算方法，确定合适的教学方法和合理课时，理论联系实际，培养学生的动手能力和创新能力，提高学生综合素质和实验教学质量。
关键词：测量学实验；闭合导线测量；外业测量；内业计算
随着测绘新理论的快速发展和测绘新技术的不断应用，测绘仪器和工具的更新换代步伐加快，测量学实验方法不断推陈出新，测量学实验教学内容也日益丰富，测量学实验操作性日显突出，为了适应测量学课程教学需要，测量学实验教学内容和教学方法也需要不断优化。闭合导线测量实验是高校农学等专业测量学实验教学内容，是学习和掌握导线测量的重要实践教学环节。闭合导线测量方法比较简单易行，可以在比较短的时间内完成外业测量任务，能达到比较好的测量效果，其特点是外业测量主要是测距、测角和直线定向，工作量不大，但内业计算比较繁琐［１］。结合农学专业实际需要和闭合导线测量实验教学特点，提出以下闭合导线测量实验教学方案。
１外业测量
闭合导线测量实验外业测量主要是以测量角度和距离为基础，形成一个闭合的多边形，一般是在小范围进行测量，布设成独立的闭合导线。最好使用先进的测量仪器，加快测量速度，提高测量精度，在规定的时间内完成外业测量实验教学任务。１．１测量仪器和分组（１）测量仪器主要有全站仪或经纬仪、对中杆等，所使用仪器最好是全站仪，测量速度较快，精度较高，可以更好地掌握全站仪的性能及其使用方法。在草地等野外环境下测量时需要测钎定点，在硬化地面测量时，只需使用测量钢钉即可。（２）实验分组根据班级实际人数、仪器数量及学生对课程的理解程度等实际情况来分组，一般采用４～５人一组，组长一名，其他同学为组员。在测量时一人负责操作全站仪，一人负责操作对中杆，一人负责记录，组长掌控全局，在实验操作过程中每次都要轮换，让每一名同学都能有机会使用测量仪器和工具，在实践中得到锻炼。
１．２测量步骤
（１）场地选择。根据实验特点和外业测量要求，在外业测量实验开始前，对校园周边环境进行实地踏查，选择较为理想的外业测量实验场地，场地选择直接影响到外业测量进度和效果。外业测量实验要求选择地势较开阔，通视良好，有利于测量角度，容易架设仪器的硬化地面或草地，给测量工作带来便利［２］。在选择外业测量场地时，最好离测量测绘实验室能近些，能节省时间，加快测量进度。（２）测距和定向。外业测量时一般选择４～６点，建立一个由闭合导线构成的多边形，布设成独立导线。具体方法是：在测量场地附近事先测量某一控制边并标记，方便测量时使用，在导线定向时只需测量其连接边和连接角，就可以确定导线方向。闭合导线各边都要进行距离测量，要求每边距离至少在５０米以上，用全站仪单向测量即可，但要保证其测量精度［３］。（３）测角和观测方向。角度观测是测量闭合导线各水平内角，用全站仪观测角度时，只需用盘左位置观测盘左角值即可，全站仪盘左位置观测更加方便，以节省时间，提高工作效率。观测方向为逆时针方向，各导线点也为逆时针排列，导线点为Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等标注形式，在测量过程中要画草图，把导线点和各个内角编号标注到草图上。（４）现场校核和数据记录。在外业测量实验过程中，难免会存在一定的误差，必须在外业测量现场进行校核。具体方法为在测量完所有内角之后，要计算内角之和、角度闭合差及其允许值，如果角度闭合差小于或等于其允许值，则数据可信，可以进行下步工作；如果角度闭合差大于其允许值，则成果不合格，说明在观测值中存在一定误差，应仔细检查数据记录，分析原因，部分或全部返工重测。在测量过程中要详细记录相关数据，掌握记录方法和野外测量表格制作方法，在记录时采用重复报数的记录方法，避免出现数据记录错误，在出现笔误时，要在记错处划线，在原始记录数据上方重写。要求字迹清晰，书写规范，格式正确。外业测量工作完成后，教师审查原始记录数据，审核通过后教师签字，方可结束外业测量实验。
２内业计算
外业测量工作结束后，需仔细检查外业测量原始数据，确认无误后，及时进行内业计算工作。内业计算过程包括课堂讲解和课余计算两部分。课堂讲解可以结合撰写实验报告要求，对数据整理、计算和绘图、实验结果与讨论等一些关键内容进行重点讲解，使学生在课余时间能较好地完成实验报告，掌握实验内容。（１）数据整理。在外业测量实验教学过程中，记录了大量的原始数据资料，以小组为单位，共享原始数据资料，要求学生独立完成实验任务。原始数据资料主要包括闭合导线外业测量手簿、相关草图、测量外业校核数据等，对这些原始数据资料进行整理和核对，要体现在实验报告上，完成实验后续工作。（２）计算和绘图。根据外业测量原始数据资料，按照外业测量数据相关要求，多采用列表计算，并根据列表计算结果进行绘图工作。列表计算内容主要有改正后角值、方位角、增量计算值、改正后增量和坐标计算，表格中有计算数据的，要在表格之外写出计算公式和计算过程，并计算导线测量精度。图表材料主要有闭合导线计算表和闭合导线测绘图等，测绘图可以采用角度或导线点坐标等方法绘图［４］。（３）实验结果分析和讨论。根据在实验过程中相关计算数据和图面材料，分析测量过程中出现的问题和实验数据结果，探讨出现问题的原因，找出问题的关键因素，结合测量学理论和实践，提出自己的见解、体会和收获，及对实验的改进意见。
３教学方法
本实验内容比较丰富，有室外实际操作，有室内计算和绘图，有较强的目的性，比较注重实验效果，教学方法灵活多样。根据闭合导线平面控制测量实验特点，在教学中主要采用以下几种教学方法：（１）实验预习。在实验课程开始之前，要求学生必须对实验内容进行预习，对实验内容有必要的知识储备。预习的内容包括以下几个方面：明确实验目的和具体要求，了解和掌握仪器的构造、性能和使用方法；弄清实验原理，了解误差产生的原因，掌握现场校核方法；认真阅读教材相关内容和查阅有关资料，掌握外业测量和内业计算方法，写好预习报告［５］。（２）演示讲解。在外业测量实验教学开始之时，学生对测量仪器和工具都不了解，教师要针对测量仪器和工具构造、性能和使用方法进行详细的讲解，演示外业测量方法和具体操作过程，明确外业测量实验任务，确定测量路线，提出具体要求，要理论联系实际，深入浅出，提高实验教学效果。（３）现场指导和巡视纠错。在外业测量过程中，学生会遇到各种各样的问题，教师必须随时在场，做到随叫随到，全程巡视检查，答疑解惑，现场指导，纠正错误，并且督促测量进度，察看学习态度，记录课堂表现。（４）分组教学。在实验教学过程中，以班为单位进行分组教学，组内共享原始数据和资料，便于互帮互学和团结协作，激发学习兴趣，培养独立工作能力。每组要选出责任心强、学习较好的同学为组长，负责保管仪器，组织实验工作，合理安排测量时间，掌握实验进度，汇报实验情况。
４课时安排
合理安排实验课时是保证实验教学效果、完成教学任务的重要基础，在确定实验课时时，要充分考虑测量仪器、场地和学生动手能力等诸多因素，确保实验能在规定的时间内按时完成，并取得较好效果。根据闭合导线平面控制测量实验教学实际情况，所需课时一般为４课时左右，具体安排见下表：在实际外业测量过程中，最好能在规定时间内完成各项工作，但由于各组外业测量进度不同，如果外业测量速度缓慢，可以适当延长外业测量时间，直到测完为止。
５结论
闭合导线测量实验是高校农学等专业测量学课程实验的一项重要内容，对测量学课程理论学习和深刻理解平面控制测量起到了重要作用。在外业测量实验教学中，根据专业需要和实验特点，结合目前测绘生产实际，使用先进的测量仪器和工具，更好地掌握先进的测量方法，提高测量工作效率。在实验教学过程中，无论是实验预习和内业计算都要统筹规划和精心准备，对每一实验教学环节都能合理安排、严格要求，争取达到比较好的实验效果［６］。在测量测绘新理论新仪器不断创新的形势下，测量学实验教学也要与时俱进，充实更新测量学实验教学内容和教学方法，充分调动学生学习的积极性和主动性，优化整合实验教学资源，掌握学生的学习情况，全面提升学生的实践能力和创新能力，理论联系实际，突出实践性教学环节，提高测量学课程实验教学质量，培养合格的应用型人才。
参考文献：
［１］杨国范．普通测量学［Ｍ］．北京：中国农业大学出版社，２０１１：１０９－１１４．
［２］蒋兴华．控制测量学实验指导［Ｍ］．昆明：云南大学出版社，２０１３：８７－８９．
［３］王增利，郑加柱，齐冬梅．测量学实验教学体系建设研究［Ｊ］．现代测绘，２０１７，４０（１）：６２－６４．
［４］闫玉厚．测量学实训指导［Ｍ］．西安：西安交通大学出版社，２０１５：７６－７７．
［５］张红娟，张卓彤，朱增锋，等．应用型人才培养下“测量学”实践教学体系研究［Ｊ］．地理空间信息，２０１９，１７（２）：１１４－１１６＋１１．
作者：杨风 吴艳 单位：淮南师范学院 生物工程学院
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