VR技术在高校测绘工程专业实践教学中的应用

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　　摘 要：随着教育模式的改革，将信息技术引进到高校测绘工程专业教学中能够有效促进高校教育改革。基于虚拟技术飞速发展的背景，虚拟现实技术为高校测绘工程教学改革带来了机会，同时也为高校教学的信息化带来了挑战和问题。本文将结合虚拟技术在测绘工程专业的应用，认真剖析教学中发现的问题，将虚拟技术概念应用到实际教学中，促进测绘工程专业教学改革。
　　关键词：虚拟技术;高校教学;测绘工程专业
　　随着时代的飞速发展和计算机的普及，引进多媒体技术到高校测绘工程专业教学中大大提升了课堂教学效率。同时近几年来虚拟技术的飞速发展，将VR技术应用到测绘工程教学中大大增强了课堂趣味性，大大调动了学生积极性。
　　一、虚拟现实技术及其特征
　　虚拟现实技术（Virtual Reality简称VR）是信息科技技术发展的产物，结合多媒体技术和空间图像技术，随时随地体验特定情境，加强机器在不同环境的适应参数。目前市场上大部分应用到虚拟现实游戏体验，在视觉、触觉、听觉等方面高还原度游戏内部环境，增强体验者游戏体验。虚拟现实技术有三大特征。分别是沉浸感、互动性、构想性。
　　（1）沉浸感：是指体验者在虚拟现实技术中的真实感受，体验者认为自己真实融入到虚拟技术合成的特定场景，大大提升了工作环境的真实性。
　　（2）互动性：是指体验者能够通过自己的想法影响虚拟技术建立的物体状态，最大程度提升体验者工作效率。同时体验者可以实时与虚拟世界进行互动，通过计算机技术改变虚拟世界状态。
　　（3）构想性：是指依靠虚拟技术建立的虚拟平台，相当于体验者进入到另一个三维空间。以作者想法和概念为基础，对物体数据进行最大程度还原和复制，由此可见VR技术的实用功能明显强于图纸等平面工具。
　　二、测绘工程学及其教学模式的现状
　　随着城市建设工程的飞速发展，测绘工程更新的速度也越来越快，因此高校测绘工程教学必须进行相应的创新改革。测绘工程是通过对于物体平面的测定和空间上的还原，结合地球重力场，保证建筑物的正常工作和安全。同时测绘工作会涉及到地球场和部分地球地理知识理论。由于地区的限制和教学学科的局限性，学生难以理解全球地理知识，而测绘工程技术正是需要学生通过课下的练习来巩固课上的理论知识。在传统的测绘工程教学中，学生学习的主要来源是课堂中的PPT和课本内容，难以从实践工作中巩固理论。其中主要存在以下几个方面问题：
　　（一）教材内容更新慢，无法满足测绘工程要求
　　随着信息科学技术的发展和应用，测绘工程引进了更多的新理论知识，而教材内容的更新速度远远不能满足测绘工程技术的发展速度。课堂将授的知识将无法满足当今测绘工程的需求，大大降低课堂教学的效率。
　　（二）测绘学习方式单一，缺乏实践操作
　　测绘工程中涉及到绘图、地理知识、数学计算等学科，在众多学科的结合应用下，学生难以在实践操作中巩固课堂内容，加强对于测绘工程学科认识，难以找到适合自己的学习方法。
　　（三）测绘工程学习仪器少，仪器成本高
　　测绘实习工程中会涉及到测量等工具，由于仪器的精密度较高，导致仪器成本较大，一般学校无法承担起昂贵的仪器维修费用。同时测绘工具要随着当代测绘工程的更新而改进，学校难以满足仪器的更新换代和测绘技术的研发。
　　（四）测绘学习实践少，实验室条件差
　　测绘工程的学习主要通过课上理论知识教学和课下实践作业，而大部分学校的测绘实验室仪器和环境都无法满足作业要求。优良的实验室条件能够加强学生对于课上理论知识的理解，同时通过实践的过程发现课上课本中未涉及的现象，促进学生学习测绘工程的效率。
　　三、虚拟现实技术在测绘实践教学中的应用
　　（一）提供学生实践环境，加强理论知识巩固
　　由于测绘实验室的条件限制，大部分学校不能提供良好的测绘环境用于学生进行试验。而虚拟现实技术能够通过三维立体建模，高度还原现实测绘实践场所，帮助学生完成测绘工作。同时虚拟技术能够模拟触发现实中的小概率事件，提升工作效率，完善实际测绘工程问题的解决方案。由于高校实验室时间安排的不合理性，虚拟现实技术能够降低学生进行试验的门槛，提供充足的实验时间，有益于学生充分理解课堂中的理论知识，熟悉测绘工程的工作方式。
　　（二）距离交互性强，便于师生之间交流
　　在进行课下测绘工作时，学生难免遇到课上从未涉及到的知识面，周围也没有可以解决问题的导师。虚拟现实技术可以允许相隔一定距离的两人同时进入测绘实践平台，让老师可以面对面指导学生工作，有效增加了师生之间的交流，大大提升了学生的工作效率。不仅如此，当学生完成测绘实践工作后，可通过虚拟现实技术创建相同的工作效果图并发送到老师接收端，允许老师查看学生作业的每一处细节，同时还原学生工作过程，方便老师指出学生工作中出现的错误。
　　（三）分布性课堂讲授，课堂三维全程回放
　　由于测绘工程理论知识存在一定的抽象性，很多知识学生当时无法理解课堂上讲授的知识，需要结合多方面内容串讲。但是大部分学生不能及时对以往知识进行复习和整理，造成了对之前讲授知识的遗忘。虚拟现实技术能够三维空间内还原课堂讲授，允许学生重新进入课堂复习遗忘知识点，提升学生的学习效率，减少教师工作量。不仅如此，虚拟现实技术允许学生选择在任何地点参与教师课堂讲授，方便学生随时随地听课，丰富学生的学习方式，提升学生测绘学习效率。
　　（四）高危测绘环境工作，保证测绘过程安全
　　由于测绘仪器和技术的限制，一些复杂的工作环境必须由人亲自进行测量、收集数据。但是复杂的测绘环境难以预测，無法给予工作人员充分的安全保障。而虚拟现实系统中包括大量的感知信息和模型，系统的集成技术起着至关重要的作用。集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术识别和合成技术等。因此虚拟现实技术能够高度还原复杂测绘环境，减少环境对于测绘过程的影响，既能够将测绘工作风险系数降到最低，又能够给予工作人员安全保障。
　　参考文献：
　　[1]蒋霖.虚拟现实技术在《测绘工程》教学中的应用[J].大众科技，2012（12）：122-123+125.
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