现代测量数据处理研究生课程质量提升探索与实践

摘  要：随着空天地现代化测绘装备及测绘大数据等技术的快速发展，测绘工程专业学位研究生课程现代测量数据处理的教学也面临着新的机遇和严峻的挑战。结合山东建筑大学测绘类学位研究生现代测量数据处理课程的教学实践，依托省级研究生教育优质课程计划项目，在课程教学团队师资队伍建设、课程教学方法和手段改革、多元化课程考核与评价、教学理念更新、课程思政实施路径、智能测绘背景下的课程案例库建设等方面开展一些探索和实践，以促进课程教学质量的提升，加强研究生科研和创新能力的培养；并对进一步提升课程教学质量提出几点建议和措施。

关键词：现代测量数据处理；研究生课程；质量提升；多元化评价；智能测绘；教学实践

中图分类号：G643      文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2025）09-0093-04

Abstract： With the rapid development of modern surveying and equipment as well as surveying big data technology， the teaching of the undergraduate course Modern Measurement Data Processing for geomatics engineering professional degree is also facing new opportunities and severe challenges. Combining with the teaching practice of the graduate degree course Modern Measurement Data Processing in Shandong Jianzhu University and relying on the Provincial Graduate Education Quality Curriculum Plan Project， some exploration and practice were performed in the construction of course teaching team and staff， reform of curriculum teaching methods and means， the diversified assessment and evaluation system of the curriculum， update of teaching concepts， implementation path of curriculum ideological and political education， construction of course case libraries in the context of intelligent surveying and mapping， etc. The purposes of these exploration and practice are to promote the teaching quality improvement， to strengthen the cultivation of graduate students' scientific research and innovation abilities. And several suggestions and measures are proposed to further improve the quality of course teaching in the end.

Keywords： Modern Measurement Data Processing; undergraduate course; quality improvement; multiple evaluation; intelligent surveying and mapping; teaching practice

现代测量数据处理是测绘工程专业学位研究生开设的一门学位课程，是测绘工程专业本科课程误差理论与测量平差基础的延伸，重点培养研究生系统掌握现代测量数据处理的理论和方法，获得分析解决测量数据处理方面的能力，为学习其他测绘科学技术、进行科学研究、解决测量数据处理中存在的新问题提供理论基础。依托山东省研究生教育优质课程计划项目，在课程教学团队建设、教学方法和手段改革、多元化课程考核与评价、教学理念更新及课程思政实施等方面开展了一些研究和实践。

一  课程教学团队建设

测绘工程专业学位研究生课程现代测量数据处理教学团队中有4名教师，职称结构为教授2名，副教授1名，讲师1名；其中具有博士学位的3名，45岁以下青年教师2名。该课程教学团队中年龄分布合理，老教师与青年教师结合，充分发挥老教师的“传、帮、带”作用。团队教师经常针对课程相关的理论教学内容、过程教学评价、教学资料归档等问题进行讨论，同时发挥青年教师的科研带头作用，共同开展科研活动，积极申请科研项目并撰写相关方面的论文，教学促进科研，科研也反哺教学，二者相辅相成共同促进课程教学质量提升。近些年来，团队教师先后主持国家自然科学基金、山东省自然科学基金、山东省重点研发计划项目等科研项目10余项，主持山东省“互联网+背景下测绘类研究生创新能力转型升级研究”、“现代测量数据处理研究生教育优质课程建设”等研究生教学研究项目3项。教学、教研与科研有机融合，促进课程教学质量的提升。

二  多元化教学手段融合

现代测量数据处理课程理论性强、公式多、内容抽象，单纯采用传统以讲授为主的课堂讲授方法，学习内容难以理解，研究生学习兴趣不高，不利于研究生能力的培养。该课程教学在2020年之前主要采用以课堂多媒体PPT课件讲授为主，部分内容以黑板板书为辅的手段；2020年之后主要采用线下为主、线上为辅的教学手段和方法，即线下以多媒体PPT课件讲授为主，线上基于智慧树、腾讯会议等网络平台为辅；同时结合案例教学法及专题讲座方法。例如，教学团队姚国标教授在倾斜摄影测量领域已获批国家和省自然科学基金项目多项，发表高水平论文多篇，将倾斜摄影测量数据处理方面的研究方法和成果以专题讲座形式融入课程授课中，大大提高了研究生的学习兴趣。

课程教学团队教师录制了部分教学视频，依托智慧树网络平台，将课程教学大纲、讲课视频、PPT课件、教材和参考书、参考学习资料及课程作业等学习资料上传到基于智慧树平台建立的翻转课堂的学习资源中，研究生通过手机APP或电脑可以随时在网上查看或下载学习。同时建立任课教师和研究生的线上交流群QQ群和微信群，通过群平台发布课程作业等学习资源并加强与研究生的交流。

充分发挥线下和线上各自的优势，摒弃了传统的纯讲理论和公式的教学模式，引入多元化手段和方法，采用外业数据采集及处理的工程案例、视频播放、分组讨论和演讲、计算机编程、撰写小论文等多元化手段，让研究生的学习由全被动学习逐步转为主动学习，从而提升学生的自主学习能力和科研兴趣。

三  教学内容紧跟时代发展与科研前沿

随着现代化测绘装备的发展，现代测绘数据采集方法发生了巨大的转变，需要处理的测绘数据来源于多源异构数据且具有多种不确定性，因此，现代测量数据处理的理论与方法也需要不断深化和提升，而相关教材的更新速度跟不上时代发展的速度，传统教学内容跟不上时代的发展。为此，团队教师紧跟时代发展与科研前沿，不断更新教学内容，除了按照课程教学大纲及相关教材中的基本理论等进行授课之外，还引入了许多与学科发展前沿相关的新内容，例如整体最小二乘估计理论、多源异构数据融合理论、无人机倾斜摄影测量数据处理、InSAR形变监测数据处理和多星座GNSS组合数据处理等，同时为研究生提供了大量的优质网络学习资源，使研究生及时了解现代测绘科学技术及其应用的最新动态。

现代测量数据处理课程实际上还具有很强的实践特点，即应用先进的数据处理理论分析解决现代测量数据处理中遇到的问题。为此，团队教师在授课过程中结合大量的紧跟测绘时代发展的实际案例讲述现代测量数据处理理论，例如，无人机倾斜摄影测量系统及数据处理、遥感影像全自动配准、多星座多频GNSS精密定位数据处理、GNSS控制网平差和精密工程测量控制网数据处理等，大大提高了研究生的学习兴趣，对于研究生的论文选题及相关研究打下良好的基础。此外，为紧跟时代发展，近几年聘请了多名校外实践经验丰富的技术专家来校讲课或做学术报告，通过多媒体课件和三维动画、视频等方式展示和讲解无人机地形图测绘和三维建模、激光雷达测绘技术等现代测量数据采集平台和数据处理软件的操作使用等，使课程内容紧跟测绘时代发展，开拓了研究生的视野。

四  课程教学融入课程思政元素

结合测绘类专业的特色和现代测量数据处理课程的特点，围绕研究生专业育人目标构建专业课程思政。从测绘学科发展历史、测绘重大历史事件、重大测绘工程等诸多视角，建设系列专业课程思政案例20余个。注重知识传授、能力培养与价值塑造的统一，使研究生在获得专业知识的同时，能够领悟到课程中蕴含的价值和精神，课程思政实施总体方案和具体实施路径分别如图1和表1所示。

五  智能测绘背景下的课程案例库建设

目前测绘生产与服务正朝着数据获取实时化、智能化、数据处理自动化、多源海量数据融合和服务应用知识化等方向转变。随着智能化需求的提高，“数字孪生城市”的建设对测绘产品向高分辨率、多维、高交互性等方面转型升级提出了新的要求。基于二维空间的静态数据采集和分析已经不能满足基础设施完善和城市建设的需求，各行各业的发展对基于多维一体的高分辨率、高交互性、动态实时的地理信息数据的需求愈发强烈，社会的建设同样也需要融合物联网的多维动态数据来进行进一步的创新性分析。近年来，测绘行业开始向智能化、全息化、精细化和个性化方向改革拓展。

因此，在智能测绘发展背景下，为提升测绘工程专业学位研究生的实践应用和创新能力培养，结合本课程教学内容，团队教师近几年逐步建设课程教学案例库，包括加权秩亏自由网平差、验后方差分量估计在GNSS基线解算中的应用、附加系统参数平差在自检校光束法区域网平差中的应用、稳健估计在GNSS基线解算及网平差中的应用、有偏估计在GNSS快速精密定位中的应用、最小二乘配置在GNSS高程拟合中的应用、GNSS/IMU组合导航卡尔曼滤波解算、近代回归分析在大坝变形监测中的应用、无人机空三加密平差解算、无人机摄影测量数据处理、InSAR形变监测数据处理、机载三维激光雷达测量数据处理和基于北斗/GNSS的大气水汽反演等。通过建立课程案例库，加强案例教学，有利于研究生的实践应用和创新能力培养，从而为测绘工程专业学位研究生人才培养目标的实现提供有力保障。

六  多元化课程考核与评价

建立完善的课程考核评价体系是研究生课程教学质量提升的保障。在近几年的现代测量数据处理课程考核评价体系中，对以下方面做了改革和实践：一是采用多元化考核评价方式并加强过程化考核和评价。过程考核中，增加了计算机编程方面的作业题和期末综合小论文等综合性强的科研训练，以提高研究生编程和写作的综合能力。计算机编程方面的题目涉及秩亏自由网平差、拟稳平差、摄影测量相对定向参数解算等现代测量数据处理。期末综合小论文要求运用所学的现代测量数据处理方法及当前现代测绘发展趋势，结合自己的研究方向撰写一篇研究报告或小论文，论文题目包括（但不限于）GNSS数据处理中病态问题的处理方法研究，最小二乘配置在GNSS高程拟合中的应用，多元回归在遥感图像处理、大坝变形监测和预报中等的应用，稳健估计/验后方差分量估计在现代测量数据处理中的应用，无人机倾斜摄影测量数据处理、现代测量数据处理与人工智能关系等，研究生可结合自己的研究方向进行撰写，以提高研究生的测量数据处理和分析，以及学术研究和写作能力。二是加强期末试卷的能力考核，增加考核内容的研究性、创新性与综合性，提高课程挑战度。在期末考试试题中减少知识型题量，适当增加能力型考题，研究生需综合所学知识通过分析和总结才能回答，通过综合性和能力型考题，培养研究生自主学习和思考能力，提升综合素质。