基于虚拟现实的工程测量实验技术研究

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1、基于虚拟现实的工程测量实验技术研究王登杰（山东大学土建与水利学院•济南250061）摘要：本文采用协同教学设计理念，基于3D和ViHools等虚拟现实技术-充分考虑计算机虚拟交互式教学的特点•提出了一种工程测量实验虚拟现实教学系统。该系统是教学过程优化的一种纺新手段-可以有效地克服测量仪器和实验教学学时不足的缺陷-有利于提高学生仪器操作的动寻能力和水平•从而促进工程测量实验教学质量的提高。尖键词：工程测量；实验教学；虚拟现实；3D技术；Vi「tools技术中图分类号：TB311.52文献标识码：AResearchontechnologyo

2、fvirtualrealitysystemforpracticeofengineeringsurveyingWangDengjie(SchoolofCivilEngineering•ShandongUniversity•Jinan250061•China)Abstract:Inthispaper•ateachingsystembasedon3DandvirtualrealityisproposedanditplaysanimportantroleinpracticeofengineeringsurveyingTeacherscandemo

3、nstratethecoursecontentsvividlxwiththissystem・andstudentscanestablishbasicconceptsbyoperatingthissystemandimprovetheiabilitiesofusingsurveyinginstrumentsItisanovelapproachtooptimizetheteachingprocessan(overcomestheshortcomingsoftraditionalteachingforpracticeofengineerings

4、urveyingKeywords:engineeringsurveying;teachingofpractice;virtualreality;3Dtechnology;Virtools1《工程测量》实验教学现状在非测绘类专业中•《工程测量》是一门技术基础课，也是一门实践性很强的必修课・它应用于多学科专业中。而《工程测量》实验是实践性教学环节的重要组成部分•是工程技术的基础•它不仅验证课堂理论•拓宽知识应用•更是对创新意识和实践能力的培养。其实验教学体系的改革会更具广泛性和应用性。目前•我校的《工程测量》主要面向土建类各专业•包括建筑工程

5、、道路与桥梁、地下空间、水利水电、建筑学、工程管理等专业。计划学时40’60不等•其中实验学时约占30%•课程结束后还安排两周测量实习-其实践环节在教学总学时中占的分量可见一斑。但隨着教学改革的深入•专业教学计划的修订冲击着每一门课程・《工程测量》理论教学课时减为32学时，实验学时减为16学时，有的专业甚至减少至8'12个学时•课后的两周实专业的学生-工程测量实验教学要完成13*16个实验•需要26*32个学时。大纲要求与实际学反相差太大•在短短的8'16个学时内完成13'1（个实验•实验效果可想而知。而目前新知识新技苏却越来越多•使得工

6、程测量实验内容非但没有洞少•一些新的实验内容如全站仪的使用、数字测图、GPS的应用等正在不断地被增加进来•实验学时数满足不了实验教学的需要。甚至出现了减少实验内容和时间，以弥补理论教学学时数的不足・样大大削弱了工程测量实验教学内容与效果。其次实验教学经费严重不足•工程测量实验经费不足主要表现在测量实验仪器严重落后•实验教学仪器设备跟不上现代测绘技术的发展。随着测绘技术的发展•测量仪器已向电子化、数字化、自动收稿日期：2011-04-17;修订日期：2011-05-23基金项目：山东大学实验教学软件项目（sy2010312）.作者简介：王登

7、杰（1963-），男（汉族）•山东莱芜人•化、智能化、实时化和信息化方向发展•新型测量仪器不断出现，并且在工程建设中已经广泛使用。先进的仪器设备不在高校实验室而在工程设计和施工单位•给高等工程教育把握学科前沿、培养学生的创新能力、发展科学理论、推动技术进步的目的同样地带来了严重的挑战；先进的测绘技术开发不在高校实验室而在施工现场-—些实用而简便的施工放样方法在施工现场已普遍使用•而我们在教学中还在安排学生做那些陈旧且落后的实验内容和操作方法。目前由于学校的教育经费有限，测量仪器设备更新严重滞后于生产和科研单位•甚至连常规仪器也因资金短缺而

8、导致数量有限-致使实验教学的内容、方法和手段等与时代脱节。这严重影响了测量学实验教学的效果•限制了测量学实验教学质量的提高•更不利于学生创新能力和工程实践能力的培养。为此，幵发基于虚拟现实技术