虚拟仿真数字测图介绍-测绘实验中心

虚拟仿真数字测图介绍

2021-07-08 10:39

近年来，随着国家信息化科技的快速发展，市场对地理信息的需求急速增多，测绘地理信息的边界也被不断拓宽，深入应用到各行各业。

在测绘地理信息领域，全站仪、RTK等常用工具变得越来越多样化，从全站仪、RTK到无人机航测、三维激光雷达，测量装备和技术不断更迭，外业数据采集更加高效便捷，每秒钟可获取几十万甚至数百万个点；无人机航拍一天内可覆盖上百平方公里；内业的处理软件也更加丰富。

随着地理信息技术的应用面扩大，3S技术的不断提升，市场对于测绘地理信息领域人才的技能素质的要求也越来越高，学校要培养符合市场需求的人才，在装备和技术上就得同步跟进，这对学校人才培养的教学设施和条件提出了更高的要求，为教学带来不小的难题。

教育现状

1、应用型人才培养现状

普通高等院校、职业院校的测绘地理信息相关专业，担负着为测绘产业培养各层次产业人才的社会责任。其最重要的目标，就是培养学生独立使用各种测量仪器设备、通过地图或数据的形式表达呈现、解决实际生产中各类测绘问题的能力。

因此，全站仪等测量仪器设备的实践教学课程在当前的测绘地理信息专业教学中占有相当的比例，是院校培养“厚基础、宽口径、强能力、高素质”的高素质、技能型、创新型人才的重要环节，也是院校开展专业教学改革的当务之急。但是当前的教学模式也面临着一些实际问题：

（1）实践、实训操作场地局限，教学环境和场景难以构建，涉及高危或极端的大型综合性场景；

（2）实训操作设备数量、运行成本等原因，学生只能在特定的时间、特定的场合接触和使用测量仪器设备，难以达到反复练习、提升技能的需求；

（3）实训内容枯燥，角色定位不准，通常单一角色重复操作，耗费大量的时间和精力，让学生失去了实训的兴趣与激情；

（4）实践操作考核标准难以规范化，考核结果难以有效记录。

2、受主观因素制约，教育信息化进程缓慢

普通高等院校、职业院校的人才培养目标和人才培养模式决定了高校教学体系的改革与构建必须与之相适应。随着社会地不断发展,教育信息化的进程也在不断加快，如今，信息化技术不同程度地应用到了教学各个层面与环节,并对现代教学模式产生了巨大的影响。

然而，信息化技术在测绘类专业的教学中还未充分发挥其高效、直观、形象的作用，加强测绘类专业教学中的信息化建设，对于普通高等院校、职业院校培养高质量应用型人才具有很大的促进作用。

综合教学实际需要，南方推出测绘虚拟仿真实训室！！！

测绘虚拟仿真实训室

《测绘虚拟仿真实训室》采用多终端应用，摆脱了实体硬件设备限制，可以为师生提供“即时可学、随处可学”的虚拟学习环境：理论到实践、理解到强化、模仿到独立、知识面由小到大的实训学习过程，是学生课堂知识巩固、提升实践操作技能的实训工具库。

仪器架设

数字测图实训1.0版本内置的NTS-341全站仪和银河1完全按照真实仪器1：1等比创建，系统提供设备的认知、操作、架设功能，学习者可以任意选择，自由操作和架设仪器设备。

虚拟测区

三维可视化的测区，让测前踏勘工作灵活呈现。

课件内虚拟测区包含城区、道路、山丘、高原等庞大仿真场景，所有特征场景相连组成的超大型沙盒内容，场景具备极高 自由度，构建符合测绘地理信息专业实践教学特点的虚拟实验环境、辅助教师组织完成在传统教学环境下无法完成的复杂危险的实践教学活动。

根据测绘目的、踏勘情况，自主性地选择测绘方法、手段及设备，克服了传统实训中无法呈现“理想”的测区环境，测绘方法得靠自己想、设备选择得凭借背诵记忆等弊端。

施工案例

依托虚拟现实与多媒体技术，通过对实验教学的各个环节进行真实的模拟仿真，让繁琐的实践教学课程变高效、简单，解决真实实践教学环境中不具备或者难以完成的教学功能，同时解决了一些复杂案例难以呈现或只能线性学习的局限性节约现实教学资源、共享教学设施，提高学生学习兴趣。根据仪器设备的差异性，制定 专属独一化的交互逻辑，从而实现学生对各种仪器设备的认知不仅仅是在书本和简单的教师演示上。

围绕专业工程对测绘的要求，虚拟构建施工过程及对应的测绘工作所需的应对方法，应用案例法，将本专业和跨专业的各类知识连接在一起，提升学生实训能力。

虚拟场景参数真实化

为规避测绘风险所建立的虚拟环境是由基于真实数据建立的数字模型组合而成，严格遵循工程项目设计的标准和要求建立逼真的三维场景，对测绘项目进行真实的“再现”。学生在三维场景中任意漫游，通过模拟真实的现实空间数据获取仪器，根据教、学、练的主动学习能力，自主完成综合性的虚拟实训操作，实现学生由课堂到课外实训的顺利过渡，完成对学生的课上考核。

模拟测量

在建立的逼真三维场景中，通过模拟真实空间数据获取仪器，并使用仪器模拟真实测量，完成一系列如选点、基准站建设、图根点采集、数据导出传输、棱镜架设、垂直微动、建站设置、碎部测量、数据导出绘图等操作。

选点

基准站设置

图根点采集

RTK数据导出

数据传输

棱镜架设

垂直微动

建站设置

碎部测量

成果演示

评价反馈

实现读数仿真、精准，全过程记录实训操作，通过记录和计算，反馈追踪测绘过程的正确性、测绘成果的质量性。并对操作结果生成实训报告，对操作进行科学评价、科学反馈以及改进方案。教师从后台端可下载查看所有学生的练习报告以及每次练习的得分情况，了解学生的练习程度和不足之处，并在实际教学中加以弥补。

教师管控平台

课程管控平台是一款大型在线三维体验式课程平台，提供常态化在线学习和学习服务，包含授课工具和教育资源内容。其中，云课程是基于云计算技术的教育应用而出现的一种新课程形态，是集交互式阅读体验、多媒体学习资源、学习辅助工具为一体的立体化数字课程。课程平台在满足独立桌面操作体验的基础上，用户可根据实际教学场景需求，灵活快速且统一地切换操作系统，从而满足 多种教学场景的应用。

同时提供教师端下发任务控制终端的管控功能，后台具备控制突发状况和更改考核知识点的参数部分，最后输出学生完成任务时的行为报表依次来评测学生对于知识点的掌握情况。