matlab在测量教学中的应用

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1、Matlab在测量教学中的应用肖琴琴周忠于王平湖南城市学院益阳413000摘要：根据湖南城市学院测绘工程专业教学的基木情况，结合社会发展的新动态，介绍了强大的工程计算软件Matlab在辅助测绘工程专业测量学、误差理论与测量平差基础和数字图像处理教学中的优势，提出了一些适合该校测绘工程专业教学改革的建议和方法。关键词：Matlab；测绘工程；教学1.引言测绘工程是一门对数学基础要求较高的专业，它涉及高等数学、线性代数、概率论与数理统计、矩阵论等多门课程的知识，数学公式推导多，计算比较复杂，需要依靠一

2、定的计算机语言来辅助学习和处理相关的数据。另外，木科教学强调整个学科体系的完整和严密性，要求学生要有较扎实的理论知识和从事科研工作的能力。因此，学校应当培养学生较强的计算机编程能力，为他们日后为社会做贡献打下良好的基础。虽然木专业开设了C语言、VB.net等计算机语言课程，但由于计算机语言木身较抽象难懂，对于一般的木科院校学生来说，要编写出大型计算程序，也不是一件容易的事情，若花费大量的时间进行程序设计，会影响到课程内容的理解和掌握。因此，对于大部分学生来说，掌握这些计算机语言并能在实际中应用难度

3、较大，难以调动学生的兴趣。Matlab是由美国公司开发的一套高性能的数值计算和可视化软件，集数值分析、矩阵运算和图形显示于一体。由于Matlab编程语言简单易学，其矩阵计算，省时直观，很适合用于教学过程中展示计算实例。它可改善课程的教学效果和质量，且学生容易得出成果产生成就感，激发了他们的学习兴趣，学生会积极主动地参与到课程实践中去，从而能更直观地理解测绘学科的基木概念和原理,更好地培养他们的实践动手能力［1］，为以后走上工作岗位或是从事科研做良好的辅垫。近几年来，很多高校己开始将Matlab用于

4、课程的辅助教学，取得了良好的效果。本校也可将此门课程作为测绘工程专业的必修课程，帮助学生更好地掌握抽象概念和复杂的运算，同吋也可提高毕业论文和设计的质量。2.Matlab在测绘专业课程教学中的应用2.1Matlab在测量学教学中的应用测量学中，有很多的实验和实习如水准测量、导线测量、坐标转换、前后方交会、极坐标计算、曲线要素计算、施工放样等，一旦进入实践环节就会冇观测数据需要进行处理，如是少量数据可用计算器辅助计算，当数据量大吋，此项工作会变得很繁琐。虽然一些仪器中能自动计算出成果，但这些自动化过

5、程不利于测绘工程专业的学生理解其原理和过程，而计算机语言Matlab能够减少工作量，加快实践进度，同时又能让学生掌握数据处理的具体过程，提升学生的兴趣，下面举一个简单的实例。在圆曲线放样的实践环节中，假设给出的圆曲线半径为200m,转角50度，交点的里程为k20+125.42m，要放样出圆曲线的主点，需计算出圆曲线主点定位参数。在matlab中，变量不需要先定义后使用，而是在使用吋定义，可直接将己知值赋给变量R，delta,jD,再按照公式写出相应的计算语句即可得到放样所需的曲线要素和圆曲线主点里

6、程，程序如下：R=200；%圆曲线半径delta=50*pi/180；%转角JD=20125.42；%交点里程T=R*tan(delta/2)；%切线长L=pi*R*delta/180；%曲线长E=R*(sec(delta/2)-1)；%外矢距J=2*T-L；%切曲差ZY=JD-T；%直圆点里程QZ=ZY+L/2；%曲中点里程YZ=QZ+L/2；%圆直点里程由此程序即可得到曲线要素和圆曲线主点里程值。2.2Matlab在误差理论与测量平差基础教学中的应用误差理论与测量平差基础是测绘专业课程当中一门

7、非常重要的专业基础课程，通常在大二下学期向测绘工程专业开设，学生对该门课程知识掌握的好坏,会直接影响其它专业课程的学习，也会关系到测绘工程专业人才培养的质量。它涉及到多门数学课程，具有理论性强，公式复杂，难度大等特点，过多的理论公式推导容易使学生感到枯燥无味，另外，平差中的实例往往计算量较大，课吋冇限，不能讲得透彻，若能通过计算机语言进行编程计算，则可大大节约吋间，使学生能分配更多的吋间和精力去理解原理和方法［2】。这些决定了学生必须掌握一定的计算机编程知识，而matlab简单易学，容易上手出成果

8、，对于一般本科院校学生来说，是最适合学习并应用于测量平差。下面以间接平差为例，介绍matlab在误差理论与测量平差基础教学中应用的优势。采用文献［3】中7-1的水准网平差为例，应用Matlab进行程序设计和计算，具体程序代码如下：HA=237.483；%己知点A的高程，单位为米1=［5.835；3.782；9.640；7.384；2.270］；%观测高差B=［100；-110；010；01-1；001］；%系数矩阵C=l；S=［3.5,2.7，4.0，3.0，2.5］；%路线长度P