《无人机航测与数据处理》课程标准(高职).docx

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《无人机航测与数据处理》课程标准一、课程说明课程名称无人机航测与数据处理标准简称无人机数据处理适用专业工程测量技术（学徒制）修读学期第五学期制订时间 2019. 03 课程代码 1531390 课程学时 64 课程学分 4 课程类型 B类课程性质专业必修课课程类别专业核心课先修课程摄影测量学后续课程对应职业资格证或内容地图制图员合作开发企业杭州经纬信息技术股份执笔人合作者审核人制（修）定日期 2019. 03 注：L课程类型（单一选项）：A类（纯理论课）/ B类（理论+实践）/ C类（纯实践课） 2.课程性质（单一选项）：必修课/专业选修课/公共选修课 3,课程类别（单一选项）：公共基础课/专业基础课/专业核心课 4.合须是行业企业人员，如果没有，那么填无二、课程定位《无人机航测与数据处理》是学院跟进最新的无人机测绘技术开展，结合航空摄影测量技术而开展的一门新的特色专业核心课程。与摄影测量学、数字化测图，地理信息系统等多门学科有着密切联系，是一门理论性、实践性和创新性都很强的专业课，主要实现根据摄影测量相关技术理论，操控无人机自动按航测飞行要求拍摄采集照片，制作满足测绘精度要求的正射影像、数字高程模型、三维、数字线化图及通用的空中全景图，创新无人机测绘行业应用。课程依据岗位职业能力培养目标，以真实的生产工程和生产过程为基础，结合摄影测量专业技术课程，重点培养学生实践能力，使学生掌握无人机飞行技巧，掌握利用无人机进行航测数据采集和4D产品生产，培养学生技术创新意识，结合实践工程了解创新创业应用，为学生日后应用无人机航测技术生产打下基础。三、设计思路随着近年来以“大疆”和“纵横”为代表的民用无人机快速兴起，无人机已经广泛拓展与各行各业，无人机航测的技术开展更是如火如荼全面应用，然而传统的无人机应用仅拍摄照片和, 成果仅有独立的照片和视频，这远远满足不了无人机应用的需求。因此课程从 -168-八、任课教师要求任课教师任职应具有测绘地理信息专业相近硕士及以上学位，具有丰富的航空摄影测量知识、课程开发能力、基于学生能力培养的教学能力等，具有一定的实践教学经验及良好的教风和爱岗敬业精神。九、教学实训场所本课程技术前沿，无人机航测数据量大，数据处理需要大量的优质计算机和并网处理，建议充分利用校内实训楼机房开展数据处理工作，同时课程实训与企业生产密切结合，建议依托企业合作建立1-2个校内外实训基地，搭建职业能力实操考核等实践环节，采用“工学结合”的方式，让学生直接参与企业生产，接触掌握职业岗位相关知识，以实践促教学。培养学生无人机航测相关研发能力，加强学生无人机航测相关工程创新能力。十、其它说明针对具体的教学内容和教学过程需要，建议教学方法采用以真实的生产工程和生产过程为案例，结合实践操作来讲解理论局部，通过讲授法、案例教学法、实训作业法等多种方法相结合，以到达较好的教学效果。附件1: 授课计划审批表系部：建筑工程系专业工程测量技术（学徒制试点）课程无人机航测与数据处理班级 \ 培养目标：通过本课程的学习，使学生掌握无人机航测飞行和数据处理的相关理论、基本方法，能够利用大疆和纵横系列无人机完成相应的航空摄影测量工程实践工作，并初步具备技术创新意识，为岗位职业能力的提升奠定良好的基础。考核方式考核形式口考查 EI考试口纯理论口纯实践 0理论+实践学时/工程总学时理论学时比例实践学时比例计划学时 64 32 50% 32 50% 本课程实际学时 \ \ \ \ \ 在上列方框中打J 教材及教学参考书：（名称、版本、主编、出版社）《无人机遥感测绘技术及应用》，西北工业大学出版社，官建军、李建明、苟胜国等编著。教研室主任审核意见：签名：年月日系（部）主任审核意见：签名：（公章）年月日教师姓名：\'学年'学期授课计划表周次学时授课内容目的要求作业教具备注 1 2 无人机概述掌握无人机的定义、分类和无人机的开展课后思考题与习题 PPT结合板书教学 1 2 无人机系统组成及介绍掌握无人机固定翼系统的组成与特点；多旋翼无人机系统的组成课后思考题与习题 PPT结合板书教学 2 2 无人机空气动力学基础理解牛顿三大定律、伯努利定律、升阻比、地面效应课后思考题与习题 PPT结合板书教学 2 2 机动飞行中的空气动力了解机动飞行中的转弯、爬升、下降受力课后思考题与习题 PPT结合板书教学 3 2 无人机的飞行性能了解无人机的滑翔、俯冲、爬升性能课后思考题与习题 PPT结合板书教学 3 2 无人机的稳定性和操纵掌握无人机的横向、纵向、航向稳定性和相关操纵，了解无人机的回收与发射方式课后思考题与习题 PPT结合板书教学 4 2 大气成分及基本要素；大气特性了解大气成分和结构，大气的基本要素，大气压力和基本天气现象课后思考题与习题 PPT结合板书教学 4 2 大气对流运动；大气稳定度掌握对流产生的原因，理解对流冲击力，掌握湿度和温度的概念，理解露点的定义，会确定空气到达饱和点的方法课后思考题与习题 PPT结合板书教学 5 2 严重影响飞行的气象了解严重影响飞行的气象条件，掌握低空风切变的概念，了解山地气流对飞行的影响课后思考题与习题 PPT结合板书教学 5 2 空中管制部门了解空中交通管制的概念和管制部门的类别课后思考题与习题 PPT结合板书教学 6 2 空域知识；空域运行要求理解空域的概念和分类，会进行飞行空域和飞行计划的申报课后思考题与习题 PPT结合板书教学 6 2 无人机驾驶员起降阶段操纵技术掌握无人机起降阶段操纵技术要求，飞行基本动作，了解无人机飞行平安考前须知课后思考题与习题 PPT结合板书教学 7 2 无人机驾驶员巡航阶段操纵技术掌握无人机巡航阶段操纵技术要求，理解任务规划的概念与实施方法课后思考题与习题 PPT结合板书教学 7 2 摄影基本知识了解摄影的基本知识；掌握摄影的光圈、曝光度、快门等概念课后思考题与习题 PPT结合板书教学 8 2 摄影基本技巧熟悉摄影的基本技巧，掌握光圈、ISO等值的设定课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 8 2 全景影像数据采集理解全景影像基础知识；掌握全景影像数据采集技术课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 9 2 全景影像拼接掌握全景影像拼接技术；熟悉全景影像的发布与应用课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 9 2 无人机航测基本理论理解无人机航测基本理论和相关概念课后思考题与习题 PPT结合板书教学 10 2 共线方程掌握摄影测量共线方程的含义课后思考题与习题 PPT结合板书教学 10 2 像控点布设掌握立体量测的概念，会进行像控点的布设课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 11 2 无人机航测航线布设掌握无人机航测航线的布设和相关参数的计算课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 11 2 无人机航测地面站介绍了解无人机航测地面站系统的组成，理解显示系统和操纵系统课后思考题与习题 PPT结合板书教学 12 2 无人机航测正射影像生产掌握无人机航测正射影像生产技术，会进行正射影像的生产制作课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 12 2 倾斜摄影技术理解倾斜摄影的概念，了解多拼相机的结构和作用课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 13 2 三维模型生产技术熟悉无人机倾斜摄影的数据处理流程，掌握三维模型生产技术课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 13 2 传统立体像对数字线化图生产熟悉传统立体像对数字线化图生产流程和考前须知课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 14 2 基于正射影像与DSM的数字线化图生产掌握基于正射影像与DSM的数字线化图生产技术流程，会进行正射影像与DSM数字线化图的生产课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 14 2 基于三维模型的数字线化图生产掌握基于三维模型的数字线化图生产技术流程，会进行基于三维模型的数字线化图的生产课后思考题与习题 PPT+航测处理软件 15 2 测绘行业应用；国土、城市、海洋领域应用重点了解无人机航测在测绘地理信息领域的应用前景课后思考题与习题 PPT结合板书教学 15 2 农林、环保、交通领域应用；公共平安领域应用了解无人机航测在农林、环保、交通和公共平安等领域的应用前景课后思考题与习题 PPT结合板书教学 16 2 复习本课程的主要内容掌握本课程的主要内容和重难点 PPT结合板书教学 16 2 讲授考试题型和样题熟悉考试题型，了解样题，准备考试 PPT结合板书教学操控无人机出发、以岗位职业能力为导向，结合摄影测量相关理论，掌握利用无人机进行正射影像、DSM数据采集与生产、掌握无人机倾斜摄影制作三维数据模型，掌握数字线化测图生产与全景影像数据采集及生产，掌握无人机测绘技术创新思维，结合实践工程了解具体应用。课程理论讲解采用多媒体教学，学生从PPT、动态视频中获取基础理论，从例如中掌握技术流程，学生出题、学生讨论、老师答疑。实训局部，以练带学，以生产为中心，让学生从实验工程中，全面掌握航测数据生产的整个作业流程，让学生能够正真具备工程生成的技术能力, 完成职业能力培养目标。通过本课程的学习，应掌握无人机航测飞行的相关理论、基本方法，能够利用大疆和纵横系列无人机完成相应的工程实践工作，并初步具备技术创新意识，为开展职业能力奠定良好的基础。课程培养具有坚实的无人机技术基础、摄影测量理论基础，掌握利用无人机进行航测数据采集生成的基本技能，能在测绘、国土资源与环境、农林、水利、电力、城市规划等领域从事无人机摄影测量的应用型专门人才。 1 .专业能力（1）掌握无人机设备组成与构造、以及熟悉无人机操控技术；（2）掌握摄影摄像基本知识；（3）掌握摄影测量航高、航向重叠、旁向重叠计算，掌握摄影测量基础知识；（4）熟悉无人机航测各项数据生产技术流程与方法；（5）掌握无人机飞行平安相关知识。（6）掌握无人机测绘技术创新思维，结合实践工程了解创业应用。 2 .方法能力（1）会操控无人机进行飞行与拍摄，维护保养无人机；（2）会利用航测地面站软件操控无人机按正射影像采集要求进行数据采集、利用航测数据处理软件进行正射影像图、DSM的生产；（3）会利用航测地面站软件操控无人机进行倾斜摄影，进行三维模型生产；（4）掌握利用正射影像、DSM进一步生产数字线化图的方法，掌握利用倾斜摄影三维模型成果继续生产数字线化图的方法；（5）能够操控无人机进行空中全景数据采集，拼接生产空中全景影像图；（6）具备无人机航测精度判断与验证的技术能力。 3 .社会能力（1）无人机操作必须反复检查无人机状态，要求学生具备一丝不苟严谨的工作精神，全神贯注的操作技术要求；（2）航测数据采集都是分块合作进行，培养学生的团队协作能力，要求学生认真负责、积极主动、相互协调，形成良好的职业道德；（3）提升学生组织协调、自我学习、分析问题、解决问题、基于无人机测绘的创新创 -169- 业等综合能力。五、课程内容、要求及教学设计-170- (-)课程整体设计序号学习情境知识目标专业能力方法能力社会能力学时 1 无人机概述掌握无人机的定义、分类和无人机的发展；无人机固定翼系统的组成与特点；多旋翼无人机系统的组成掌握无人机定义、分类和开展历程；了解无人机设备构成能够进行无人机的组装和拆卸培养学生学习的主动性、创新性意识 4 2 无人机飞行原理与飞行性能理解无人机空气动力学基础；掌握无人机的飞行性能以及无人机的稳定性和操纵理解无人机空气动力学；掌握影响无人机的飞行性能和稳定性因素能够进行无人机的模拟操纵培养学生学习的主动性、创新性意识 8 3 航空气象了解大气成分和基本要素和大气特性；掌握大气对流运动和大气稳定度；了解严重影响飞行的气象条件掌握大气对流运动和大气稳定度；了解严重影响飞行的气象条件能够进行航空气象资料的分析和应用培养学生学习的主动性、创新性意识 6 4 无人机空中交通管制了解空中管制部门；掌握空域知识和空域运行要求了解空中管制的概念；掌握空域知识，并熟悉空域运行要求能够申报飞行空域和飞行计划培养学生学习的主动性、创新性意识 4 5 无人机操控技术掌握无人机起降阶段和巡航阶段操控；了解无人机飞行平安考前须知掌握无人机操控技术方法；熟悉无人机飞行平安能够进行无人机的起降和巡航操作培养学生学习的主动性、创新性意识 4 6 无人机航摄基础了解摄影基本知识；掌握摄影的光圈、曝光度、快门等概念；熟悉摄影基本技巧掌握摄影摄像的基本知识；熟悉摄影基本技巧能够进行无人机航摄摄像培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精神 4 7 无人机空中全景影像数据采集及制作理解全景影像基础知识；掌握全景影像数据采集技术、全景影像拼接技术；熟悉全景影像的发布与应用理解全景影像基础技术；掌握全景影像制作方法能够熟练制作全景影像培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精 4 -171 - 序号学习情境知识目标专业能力方法能力社会能力学时 8 无人机摄影测量基础理论理解无人机航测基本理论；掌握共线方程；掌握立体量测、像控点布设理解无人机摄影测量基础知识；掌握共线方程基础理论，了解共线方程的应用；掌握像控点布设方法能够正确布设像控点培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精神 6 9 无人机航测及正射影像生产掌握无人机航测航线布设计算；了解无人机航测地面站介绍；掌握无人机航测正射影像生产技术学会计算无人机航测航高、旁向重叠、航向重叠；掌握无人机航测正射影像的生产技术流程与方法能够进行无人机航测正射影像生产培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精神 8 10 无人机倾斜摄影及三维模型生产理解倾斜摄影技术；掌握无人机倾斜摄影数据处理和三维模型生产技术理解无人机倾斜摄影技术理论；掌握无人机倾斜数据获取及三维模型生产能够进行无人机倾斜摄影测量和数据处理培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精神 4 11 基于无人机航测的数字线化图生产理解无人机航测数据数字线化图生产方法；熟悉传统立体像对数字线化图生产；掌握基于正射影像与DSM的数字线化图生产技术；掌握基于三维模型的数字线化图生产技术掌握基于正射影像与DSM 的数字线化图生产技术；掌握三维模型的数字线化图生产技术能够进行无人机航测数字线化图的生产培养学生互助配合的团队协作能力和精益求精的工匠精神 8 12 无人机航测应用了解无人机航测应用前景和创新应用领域掌握无人机测绘技术创新思维；了解无人机航测创新应用实例能够在相关领域应用无人机进行航测作业培养学生学习的主动性、创新性意识 4 合计讲授30学时、实践32学时、复习2学时，共64学时 -172- (-)课程学习单元内容与要求学习单元情境设计单元名称无人机概述学时4 学习要求掌握无人机的定义、分类和无人机的开展；无人机固定翼系统的组成与特点；多旋翼无人机系统的组成任务分解任务1 无人机定义、分类与开展任务2 无人机固定翼系统组成及介绍任务3 多旋翼无人机系统组成及介绍学习单元情境设计单元名称无人机飞行原理与飞行性能学时8 学习要求理解无人机空气动力学基础；掌握无人机的飞行性能以及无人机的稳定性和操纵任务分解任务1 无人机空气动力学基础任务2 机动飞行中的空气动力任务3 无人机的飞行性能任务4 无人机的稳定性和操纵任务5 无人机发射回收方式学习单元情境设计单元名称航空气象学时6 学习要求了解大气成分和基本要素和大气特性；掌握大气对流运动和大气稳定度；了解严重影响飞行的气象条件任务分解任务1 大气成分和基本要素任务2 大气特性任务3 大气对流运动和大气稳定度任务4 锋的概念及锋面天气任务5 严重影响飞行的气象任务6 航空气象资料分析与应用学习单元情境设计单元名称无人机空中交通管制学时 4 学习要求了解空中管制部门；掌握空域知识和空域运行要求任务分解任务1 空中管制部门任务2 空域知识任务3 空域运行要求任务4 机场和起降场学习单元情境设计单元名称无人机操控技术学时 4 学习要求掌握无人机起降阶段和巡航阶段操控；了解无人机飞行平安考前须知任务分解任务1 无人机驾驶员起降阶段操纵技术任务2 无人机驾驶员巡航阶段操纵技术任务3 无人机飞行平安学习单元情境设计单兀名称无人机航摄基础学时 4 学习要求了解摄影基本知识；掌握摄影的光圈、曝光度、快门等概念；熟悉摄影基本技巧任务分解任务1 摄影基本知识和概念任务2 摄影基本技巧介绍学习单元情境设计单元名称无人机空中全景影像数据米集及制作学时 4 学习要求理解全景影像基础知识；掌握全景影像数据聚集技术、全景影像拼接技术；熟悉全景影像的发布与应用任务分解任务1 全景影像基础知识任务2 全景影像数据米集技术任务3 全景影像拼接技术任务4 全景影像的发布与应用学习单元情境设计单元名称无人机摄影测量基础理论学时 6 学习要求理解无人机航测基本理论；掌握共线方程；掌握立体量测、像控点布设任务分解任务1 无人机航测基本理论任务2 共线方程任务3 立体量测任务4 像控点布设学习单元情境设计单元名称无人机航测及正射影像生产学时8 学习要求掌握无人机航测航线布设计算；了解无人机航测地面站介绍；掌握无人机航测正射影像生产技术任务分解任务1 无人机航测航线布设计算任务2 无人机航测地面站介绍任务3 无人机航测正射影像生产流程学习单元情境设计单元名称无人机倾斜摄影及三维模型生产学时4 学习要求理解倾斜摄影技术；掌握无人机倾斜摄影数据处理和三维模型生产技术任务分解任务1 倾斜摄影技术概述任务2 无人机倾斜摄影数据处理任务3 二维模型生产技术概述学习单元情境设计单元名称基于无人机航测的数字线化图生产学时 8 学习要求熟悉传统立体像对数字线化图生产；掌握基于正射影像与DSM的数字线化图生产技术；掌握基于三维模型的数字线化图生产技术任务分解任务1 传统立体像对数字线化图生产任务2 基于正射影像与DSM的数字线化图生产任务3 基于三维模型的数字线化图生产学习单元情境设计单元名称无人机航测应用学时 4 学习要求了解无人机航测应用前景和创新应用领域任务分解任务1 测绘行业应用任务2 国土、城市、海洋领域应用任务3 农林、环保、交通领域应用任务4 公共平安领域应用任务5 其他新兴应用六、课程考核与评价《无人机航测与数据处理》课程考核分为平时成绩、实践成绩和期末成绩三个局部，分别占总评成绩的30%、40%、30%o 列表如下：总评成绩平时成绩实践成绩期末成绩出勤平时作业 100% 10% 20% 40% 30% 小计 30% 40% 30% （1）平时成绩包括：出勤、平时作业、实践操作出勤占总成绩10%o迟到、早退一次扣1分,缺勤一次扣5分。正常请假不扣分。平时作业占总成绩20%,共计6次，另有平时课后题完成情况。六次作业每次12分计算，平时上课课后题完成情况按28分计算。作业成绩等级分A、B、C、D四类。独立完成、书写工整，结论正确为A；独立完成、书写工整，结论有少量错误为B；书写笔记难以识别，结论有较多错误为C；作业不完整为Do 实践操作占总成绩40%o实训、实践独立完成为A,在他人指导下完成为Bo （2）期末成绩为理论考试成绩。考试方式为闭卷考试。试卷中含超纲题目分值不低于 3分，不高于10分。七、教材及相关资源本课程建议使用教材为职业教育“十三五”规划教材《无人机遥感测绘技术及应用》，西北工业大学出版社，官建军、李建明、苟胜国等编著。主要参考书籍：职业教育“十三五”规划教材《无人机图像处理》，西北工业大学出版社，段连飞主编；职业教育“十三五”规划教材《无人机导航定位技术》，西北工业大学出版社，刘振华主编。准备开发的教学资源：《无人机航测与数据处理》教学课件；《无人机航测与数据处理》习题库；《无人机航测与数据处理》教学视频。

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