Кратко и по делу — структура курса, логика чередования тем, примеры занятий и оценивание.
Цели курса
- Дать практические навыки по классическим геодезическим методам (нивелирование, тахеометрия) и по современным технологиям (GNSS, фотограмметрия, ГИС).
- Научить оценивать погрешности, выбирать метод по задачам и интегрировать результаты разных методов.
Общие параметры (рекомендации)
- Длительность семестра: $14$ недель.
- Нагрузка в неделю: лекции $1-2$ ч, лаборатории/практика $2-4$ ч.
- Соотношение практики: классические методы $40\%$, GNSS $20\%$, фотограмметрия $20\%$, ГИС $20\%$ (время/лабораторные задания).
Структура по модулям (пример расписания)
1. Вводный модуль (недели $1-2$): основы измерений, системы координат, привязка, погрешности, безопасность полевых работ.
2. Нивелирование (недели $3-4$): геометрическое нивелирование, методы редукции, погрешности, лабораторные выверки.
3. Тахеометрия (недели $5-7$): углы и дальности, триангуляция/триангуляция в полях, съемные ходы, обработка трёхмерных координат.
4. GNSS (недели $8-9$): принципы, статическая и кинематическая съёмка (RTK), обработка наблюдений, точность и ограничения.
5. Фотограмметрия и БПЛА (недели $10-11$): планирование облёта, контрольные точки, Structure-from-Motion, генерация ортофото и цифровой модели.
6. ГИС и интеграция данных (недели $12-13$): обработка слоёв, создание карт, анализ, привязка полевых наблюдений.
7. Итоговый проект и защита (неделя $14$): объединение методов, сравнение результатов, выводы.
Примерный план каждой лаборатории (шаблон)
- Цель и ожидаемые результаты (2–3 пункта).
- Оборудование и софт (перечислить).
- Полевые действия: последовательность измерений, контроль качества.
- Обработка данных: формулы, алгоритмы, оценка точности.
- Отчёт: формат, обязательные графики/таблицы, выводы.
Типовые лабораторные задания (конкретно)
- Нивелирование: выполнить двойное нивелирование по ходу $\sim 500$ м, оценить сходимость и вычислить случайную погрешность.
- Тахеометрия: создать полевой треугольник/ход, обработать привязку и сопоставить с опорной сетью.
- GNSS: статическая сессия на контрольной точке ($30-60$ мин) и RTK-полёт с фиксацией координат; сопоставить с нивелированием/тахеометрией.
- Фотограмметрия: план облёта участка, съёмка БПЛА, построение орто и цифровой модели, сравнение высот с нивелированием.
- ГИС: импорт всех полученных слоёв, проверка привязки, карта ошибок, тематический анализ.
Интеграция методов и контроль качества
- Сравнение измерений: вычислять среднюю и систематическую ошибку между методами; использовать стандартные статистические показатели (среднее, RMS).
- Требовать от студентов одно итоговое полевое исследование: съемка небольшого участка минимум двумя методами (например, нивелирование + фотограмметрия или тахеометрия + GNSS) и аналитическое сравнение результатов.
- Контроль точности: контрольные точки с известными координатами, допуск на сопоставление $\pm$ задавать в зависимости от масштаба (в курсе — обсуждать реальные требования).
Оборудование и ПО (минимум)
- Нивелир, тотальная станция/тахеометр, GNSS-приёмник (RTK) или недорогой GNSS-режим с постобработкой.
- Дрон с камерой (или набор фотографий), ноут для обработки.
- ПО: QGIS, RTKLIB, OpenDroneMap/Colmap/ODC, бесплатные/академические версии Agisoft/Metashape при возможности.
- Запасной план: если нет дрона — использовать набор тестовых наборов данных.
Оценивание (примерная схема)
- Лабораторные отчёты: $40\%$.
- Итоговый проект + защита: $30\%$.
- Контрольные/мидтерм: $20\%$.
- Активность/мини-задания в классе: $10\%$.
Методические советы
- Сначала дать простые задачи и критерии точности; усложнять по мере усвоения.
- Всегда показывать связь «поля — обработка — анализ — карта».
- Поощрять работу в командах с ротацией ролей (оператор прибора, наблюдатель, обработчик данных, аналитик).
- Включать упражнения по учёту и анализу погрешностей и по выбору метода для практической задачи.
- Использовать реальные данные для фотограмметрии/GNSS, чтобы показать ограничения (облачность, мультипатч, затенение).
Критерии безопасности и разрешений
- Инструктаж по работе с высоты (БПЛА), правила полётов, зоны запрета.
- Правила работы с полевой техникой и транспортом, ответственность за оборудование.
Короткий пример итогового проекта (требования)
- Обмер участка $\sim 1$ га минимум двумя методами.
- Построить план, ортофото, цифровую модель высот.
- Провести сравнительный анализ погрешностей, написать рекомендации по применимости каждого метода.
- Защита $10-15$ минут и отчёт $\sim 6-10$ страниц.
Если нужно, могу дать:
- Готовую поминутную программу конкретной лабораторной работы (например, нивелирование на $2$ часа), или
- Набор чек-листов для оценивания лабораторных отчётов.