基于新工科理念的测绘类专业应用虚拟仿真技术的研究

发布时间：2019-10-11

　　摘 要：本文在新工科理念和新工科专业的背景下对于测绘类专业建设的相关问题进行探讨。虚拟仿真技术是一种新兴的技术，将其应用在测绘类专业的教学中体现了利用新技术对于传统工科专业进行升级的理念。本文在分析了测绘类专业应用虚拟仿真技术的优势和必要性之后，对于虚拟仿真技术在测绘类专业教学中的应用进行了探讨。

　　关键词：新工科理念;测绘专业;虚拟仿真技术;教学

　　1、新工科专业的内涵

　　新工科理念的提出与我国的产业结构升级，新一轮科技革命的发展有着直接的联系，新工科理念的提出，新工科专业的建设对于实现我国“中国制造 2025”等战略，为我国的服务创新、产业升级提供重要的驱动力。

　　2 测绘类专业应用虚拟仿真技术的优势和必要性

　　2.1 虚拟仿真技术在应用中的优势分析

　　虚拟仿真技术是一种依托于计算机技术发展起来的新兴技术，它可以通过多传感交互、三维图形生成以及高分辨显示等相关的技术的联合使用对于我们身处的现实世界进行全方位的模拟，从而形成逼真的虚拟环境。在这个高度仿真的虚拟环境中，不但可以逼真地还原现实世界中的各种事物和对象，还可以高度还原在现实世界中各种工作具体环节和流程。在给用户提供身临其境的切身感受的同时，还可以同给用户提供实时交互的的体验。具体而言，虚拟仿真技术在应用中具有以下三个无法比拟的优越性：

　　首先，虚拟仿真技术具有高度的交互性。虚拟仿真技术实现的高度交互性是其他任何技术手段所难以达到的，这种交互性也更加符合和贴近人们的需求，它让虚拟仿真技术具有更大的吸引力。在虚拟仿真技术构建出来的虚拟环境中，用户可以通过各种软硬件设备与虚拟物体进行交流和互动，并且随着计算机的性能越来越好，其相应的时间越来越短，速度越来越快，已经可以很好地满足实时交互的要求。

　　其次，虚拟仿真技术能够提供更强的沉浸感。浸入式的体验对于人类的吸引力是毋庸置疑的，虚拟仿真技术通过逼真地还原现实，可以使用户能够身临其境地体验无法在现场感受的事物，大大增强了临场感，突出了用户的主体性，使用户获得更好的主观体验。

　　最后，虚拟仿真技术具备更好的构想性。虚拟仿真技术构建起来的虚拟世界更加逼真，基于虚拟仿真技术构建起来的系统功能更加强大，更能够激发人的现象力和创造力，这是其他技术手段所难以实现的。

　　基于以上三点，我们可以看出虚拟仿真技术在教育领域无疑是具有广阔的应用前景的，它无疑会为教学手段和方法的变革带来更大的机遇，推动教学水平的提高。

　　2.2 虚拟仿真技术在测绘类专业应用的必要性

　　在传统的测绘类专业教学中由于受到诸多条件的影响和制约，教学效果往往与预想的存在着一定的差距。这与教学手段和方法的应用有一定的关系，不适宜的教学手段影响到了效果的发挥，使得测绘类专业在教学中存在着这样或那样的问题。而虚拟仿真技术由于其自身的优越性应用于测绘类专业的教学中对于解决相关的问题有一定的帮助，虚拟仿真技术的应用是有其必要性的。

　　首先，虚拟仿真技术是降低学生的学习难度的需要。测绘类专业不仅知识体系庞杂，会涉及到多门地学课程，这对于学生的知识体系构建是一种挑战，同时测绘类专业的知识比较抽象，学习和理解难度大，仅仅依靠传统的教学手段学生只能依靠想象来理解相关的知识，这无疑又会进一步使学生的学习受到挑战。虚拟仿真技术能够将抽象的知识具象化，给学生制造出逼真的学习情境，在最大限度上还原测绘作业的工作情境、工作流程和具体环节。这不仅有利于学生更好地理解和学习抽象的理论知识，还可以让学生对于测绘工作有一个直观的了解和把握，降低学习的阻碍，同时还能激发学生的学习兴趣。

　　其次，测绘类专业实践性强的特点也要求虚拟仿真技术在教学过程中进行合理的应用。测绘类专业涉及到的不仅仅是相关理论知识的学习，而且实践教学的比重在测绘类专业中所占的比重比文科类或者是一些理科专业还要大。其中在课程中占比较大的外业学习测绘类专业实践性强的具体体现。虚拟仿真技术可以为测绘类专业创作出虚拟的实践教学和学习场景，将虚拟仿真技术与传统的实践教学手段结合起来可以实践教学更加具有成效，解决测绘类专业在实践教学中存在的现实困难。

　　3 虚拟仿真技术在测绘类专业教学中的应用探讨

　　虚拟仿真技术在测绘类专业教学中的应用是一种必然的趋势，尤其是在实践教学中更是具有无穷的应用潜力。它不仅可以深刻改变测绘类专业传统的教学模式，还可以进一步提高教学的效果。

　　运用虚拟仿真技术来构建适用于测绘类专业教学的虚拟仿真实验室，实现测绘类专业的虚拟仿真实验教学。让学生在虚拟仿真实验室中通过登录教学平台就可以实现理论知识和实践操作的学习。同时虚拟仿真实验室也可以作为测绘外业教学的有效补充手段，让学生无需在室外也能展开外业学习。可以通过 Web 技术来实现开放式虚拟仿真平台的构建，通过 VRML 编程语言以及 3ds Max 来实现场景建模，利用 Unity3D 可以实现交互式的测量仿真操作。通过相关技术的应用和硬件、软件设备的建设构建起一个集合了教学、学习等于一身的线上实验教学平台。虚拟仿真实验平台的构建在满足了基本的教学和学习需求的同时，还给教学和学习过程提供了一个可视化、形象的虚拟环境。在这个虚拟环境中，不仅将地图投影、控制测量和测量误差等知识进行具象化，还高度还原了实验场景和步骤，使得教学内容更加全面，教学效果更加突出。

　　总之，测绘类专业在高等教育中有着自身的特殊性，在新工科理念下运用虚拟仿真技术对于测绘类专业教学进行改革充分发挥了新的教学技术和手段的作用，而且也符合建设新工科专业的要求。

　　参考文献

　　[1]李正良，廖瑞金，董凌燕;新工科专业建设：内涵、路径与培养模式 [J].高等工程教育研究,2018(2).

　　[2]朱春晓，张玉娟，霍春玲;虚拟现实技术在测绘学相关实践教学中的应用[J].林区教学,2011(1).

　　基于新工科理念的测绘类专业应用虚拟仿真技术的研究相关期刊推荐：《测绘标准化》(季刊)创刊于1985年，由国家测绘局测绘标准化研究所主办。是我国测绘行业唯一的有关标准化方面的专业科技期刊。面向全国测绘行业发行。欢迎阅览、欢迎投稿。