新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程实践教学中的应用

马洋洋　韩月娇　王亚军

摘 要：新工科背景下对工程专业人才的培养要求在不断更新，培养标准在不断提升，注重人才培养与时代和社会发展的结合，与信息化技术和高新技术背景下的人才培养理念相协调。测绘工程专业人才作为重要的应用型人才之一，在实际对人才进行专业培养过程中，对新工科背景下虚拟仿真技术如何应用于测绘工程实践教学中探究分析，对于实际测绘工程专业人才培养有着非常重要的意义。

关键词：新工科;虚拟仿真技术;测绘工程;实践教学

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.22.180

在新工科背景下，高新技术和各种信息化技术在测绘工程中的应用成为必然，对测绘人才的培养注重高新技术和信息化技术基础上各种测绘仪器设备使用无疑也是必然的。虚拟仿真技术在测绘工程中的应用是信息化技术创新应用的结果，测绘人员掌握虚拟仿真技术应用的方法和技巧，是培养现代化测绘人员的重要目标，为我国实际测绘工程工作水平提升奠定基础。

1 新工科背景下测绘工程虚拟仿真技术应用类型分析

新工科背景下测绘工程对于虚拟仿真技术的应用重点体现在各种高新技术、信息化技术的结合使用，创新改进测绘仪器设备，对测绘环境实现虚拟仿真，便于测绘工作有效进行，提升测绘效率。当前测绘工程中具体的虚拟仿真技术如下：

（1）虚拟仪器技术。虚拟仿真技术在当前测绘工程中的应用首先为虚拟仪器技术的使用。虚拟仪器技术是通过软件编程方法，对测绘仪器的功能进行模拟，在图像界面操作互动基础上，测绘人员便可以字计算机上操作。当前，虚拟仪器平台有LabWindows/CVI，Labview和HP VEE。

（2）虚拟现实技术。虚拟现实技术在当前测绘工程中的应用作为一种关键的技术，其能够在虚拟世界构建和创建基础上，通过计算机实现仿真模拟。测绘人员通过计算机形成的三维立体虚拟环境，借助交互设备与计算机实现互动，让测绘人员有一种身临其境的状态，进行测绘。虚拟现实技术能够对测绘地理环境进行三维模拟，这样测绘人员便可以在计算机界面上相应的测绘操作，是与传统测绘极不相同的一种测绘技术。

2 新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程实践教学中的应用

（1）掌握虚拟仿真测绘设备仪器操作方法。新工科背景下，各种虚拟仿真技术在测绘工程实践教学中的应用需要学生对虚拟仿真测绘仪器设备掌握，基础了解基础上，为后期虚拟仿真技术应用和操作奠定基础。在使用虚拟仿真技术中，能够使用技术对各种仪器设备进行模拟仿真，学生通过计算机实现操作。学生借助虚拟技术在对各种仿真仪器设备前期操作应用基础上，降低了实际使用出现的失误，避免对仪器设备产生损害。教师在对学生进行虚拟仪器设备制作中，可以通过Unity3D三维建模软件对实体测绘仪器进行模型构建，并且模拟仪器的语音播报等功能;通过使用Labview虚拟仪器开发平台对测绘仪器进行虚拟仿真;在虚拟设备使用基础上，对整个测绘仪器操作过程实现全过程模拟，将测绘仪器功能全部呈现出来，能够带给学生最为真实的测绘应用体验。

（2）深入虚拟实习环境中，真知感受。新工科背景下，工程类人员培养格外注重应用型人才的培养。在应用型人才培养中，实践教学要求学生能够切实参与到不同实践情景中将理论与技术实现结合，提升实践操作技能。基于以上分析，虚拟仿真技术在测绘工程实践教学中的应用，能够为学生虚拟各种不同的实习环境。教师等相关人员通过虚拟仿真技术构建三维工作场所和三维工作环境，迎合测绘工程不同类型的自然地理环境，将测绘工程的复杂性和困难性体现出来，让学生能够在毕业之前领会到不同测绘类环境的难易性，对各种测绘工程有一个基础了解。

（3）虚拟仿真实验室建立。在测绘工程实践教学中，在条件充足的情境下，可以通过虚拟仿真实验室的建设从根本上改变测绘工程实践教学模式。虚拟仿真技术在测绘工程实验室中的应用是借助虚拟技术开发专门的测绘工程项目实践模拟系统，且该系统应包含应用开发平台、图像生成和处理系统、三维虚拟系统、虚拟和现实交互系统、集成应用控制系统等。以上系统中对现实各种仪器设备操作也应实现模拟呈现，学生参与到虚拟仿真实验室中，对不同的工程项目使用不同的测绘仪器设备实现模拟操作。

3 虚拟仿真技术在测绘工程专业教学模式创新构建中的应用

虚拟仿真技术在策划工程专业教学模式中的创新应用能够切实围绕“实践”展开一系列的教学工作，有效符合了当前新工科背景下对测绘应用型人才培养需求。测绘工程实践教学，要基于理论围绕实践教学而展开，积极构建虚拟教学+实践教学的创新模式，课堂教学上，教师能够积极借助虚拟仿真技术向学生讲授测绘的工作步骤、仪器设备操作方法，在教学中便实现理论与实践的结合，且学生在课堂上可以借助虚拟仿真技术实现模拟操作，提升了实际技能和专业方法获得效率。

虚拟仿真技术在测绘工程专业实践教学中改变了传统测绘实践教学存在的弊端，在各种虚拟仿真技术应用基础上，冲破了实践教学时间和空间的阻碍，学生能够接触到不同的测绘情景，在情景深入中领会到不同虚拟测绘技术应用的关键，在不同情景中提升实现测绘技术的高效实用。实践证明，虚拟仿真技术在测绘工程专业教学中的应用提升了学生学习积极性，激发了而学生的学习热情，极大提升了测绘教学效率，人才真正掌握了测绘实践技能，对于培养“应用型”测绘专业人才发挥了重要的促进作用。

4 小结

综上所述，新工科背景下虚拟仿真技术在测绘工程专业教学中的应用主要通过虚拟仪器设备、虚拟现实环境以及虚拟实验室等方面展开，在真实模拟操作基础上，学生能够深入到不同的测绘情景中，领会和掌握测绘仪器设备和测绘技术应用的真谛，促使测绘专业人员理论与实践相结合，提升了测绘工程专业教學效率。

参考文献：

[1]周静，刘全菊，张青.新工科背景下实践教学模式的改革与构建[J].实验技术与管理，2018.

[2]梁月吉.基于虚拟仿真技术的工程测量实验教学初探[J].中国教育技术装备，2017.

项目来源：黑龙江省教育科学规划，省青年专项课题

课题编号：GBD1317093