全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案文档格式.docx

全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案文档格式.docx

《全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《全息虚拟仿真教学实训平台项目建设方案文档格式.docx（48页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1.统一管理、集中整合

2.需求主导、注重时效

3.全面推进、示范带动

项目建设方案

为响应国家教育战略和教育部政策的指引，利用信息化、数字化手段，加快学校网络教育信息化建设，开发一套更符合目前实践教育实现网络化、数字化教学的信息化系统，提供一整套完整的、可实施的、可使用的一体化仿真实训学习整体解决方案。

本《全息虚拟仿真教学实训平台》可规划为三期进行建设，逐步实现全息虚拟仿真技术在教学中的应用与实践。

一期建设内容包括：

地理信息海量三维数据管理与应用软件、仿真教学课件。

二期建设内容包括：

地理信息虚拟仿真实训室。

三期建设内容包括：

全息仿真教学课件开发。

一期建设内容

一期建设内容以地理信息海量三维数据管理与应用软件和仿真教学课件为主。

随着地理信息数据采集手段不断发展，技术革新同时也相应引发了海量数据管理和应用的难题，基于超大规模点云处理技术，为解决海量数据管理和应用提供了良好的窗口。

虚拟仿真技术以现实世界为基础，通过计算机技术在虚拟环境中高度还原现实世界，从而达到教学、模拟、训练等目的。

地理信息海量三维数据管理与应用软件

核心技术思路

GeoverseMDM超大文件处理软件（处理无限量超大图形文件）：

GeoverseMDM是一个革命性的地理空间软件，由优立公司在2011年发明。

此项技术的出现,极大地降低了3D激光扫描文件与摄影测量技术所产生的复杂数据集的存储、展示、交互的硬件成本，因此，在业界产生了巨大的反响。

GeoverseMDM能把点云数据尺寸减小至原本的5%-20%，也省下了对3D专用显卡与高配置主机的需求，由此，3D可视化与渲染技术不再需要依赖于配备高速的大内存昂贵硬件，就可以实时渲染无限量的点云数据，并用于地理空间行业。

并且，以往的3D模型必须存储在要运行模型的电脑上，但优立公司打破了这个限制，创造了从硬盘或USB实时传输数据的新手段，还创造了从中央服务器，计算机或云端向不同用户实时传输3D数据的方法。

GeoverseMDM同时还提供以下能力：

1.创造用标签与书签当注解的演示过程；

2.以数据集的精度进行测量；

3.在底图叠加数据，包括OpenStreetMap和Bing街景，Aerial&

Hybrid

例如，现在人们可以对矿区进行定期勘测矿藏、道路和地貌的变化，在任意电脑上即时查看3D可视化场景，这样急救人员可以快速评估某个地区的情况，明智地决定处理森林火灾、山崩或其他危机。

GeoverseConvert转码软件（数据转换格式软件）：

Geoverseconvert无限细节技术诞生于2012，它可以将庞大的点云数据压缩到原尺寸的5-20%，并且数据质量不会受到任何损失。

以前，复杂的视觉化模型需要具备强大硬盘空间的高速计算机来运行，并且常常需要花费相当长的时间去加载。

Geoverseconver的出现，使得演示模型的加载时间与速度不再与文件尺寸或分辨率有关。

这意味着你可以拥有无限细节，不管跨越多远的距离，都能够飞过并实时看见扫描文件中的每一寸土地、矿区，或其他风景名胜。

并且，无论数据有多大，来自硬盘，USB，还是本地服务器，都可以在Geoverse软件中用不到一秒钟的时间打开浏览。

把原始3D数据转换为优立的压缩格式有四大好处：

1.用户可以运行无限大的模型并与之交互；

2.任意大小的数据模型，加载时间减少到一秒以下；

3.模型可存储在用户住所的某个地方，所有人均可访问；

4.原始.LAS格式数据压缩到5%-20%。

目前可以处理以下格式：

UDS,OBJ,BIN,e57,LAS,LAZ,FLS,FWS,PTS,PLY,PTX,XYB,XYZ,TXT,llargbin

Solidscan高清处理3D图像软件（高清复制现实）：

SOLIDSCAN是优立公司在2013年发明的的一项突破性技术，让激光扫描可以再现立体、逼真的真实世界。

这项技术能使激光扫描出来的充满孔洞的点云数据，清晰度得到200-1000倍的提升，从而再现无限细节，创造出一个真实世界的完美3D影像。

SOLIDSCAN可以自动消除激光扫描数据里的孔洞与反射噪声，仅保留静止对象。

SOLIDSCAN为客户带来的价值：

1.软件自动消除了激光扫描数据里的孔洞与反射干扰，解决了文件清晰度不够的问题；

2.这项技术，使得激光扫描仪的使用与市场扩大了20倍以上；

3.消除动态对象，自动消除了扫描仪、汽车与LiDAR（激光探测与测量）的噪声干扰；

4.展示真实房地产，为大众制作精美的房屋复制品；

5.提升数字化工作流，立体点云数据意味着不会再有意外错误点击；

6.为历史建筑或展览创建逼真的模型；

Solidscan处理前的激光扫描原始数据Solidscan处理后的激光扫描数据

仿真教学课件

采用先进的网络信息和资源开发技术，完成“全站仪仿真实验软件”“数字水准仪仿真实验软件”“GNSS测量仿真实验软件”“桥梁施工测量仿真实验软件”“三维激光扫描仪仿真实验软件”“无人机摄影测量仿真实验软件”“导航卫星信号虚拟仿真实验软件”7个虚拟仿真实验软件。

全站仪仿真实验软件

软件名称

功能

性能描述

虚拟装备

虚拟全站仪：

外形尺寸与真实全站仪完全相同，并拥有高度逼真的外观。

虚拟全站仪表面有喷漆的颗粒质感、圆形及条形水平尺有水泡晶莹剔透的质感、透镜有玻璃质感、支架有金属质感、旋钮等有塑料质感、仪器面板外观以及液晶上的文字美观真实。

主要部件有瞄准器、目镜物镜、管水准器、圆水准器、电池、液晶显示屏、基座、螺旋。

虚拟棱镜及脚架：

外形尺寸与真实棱镜脚架相同，可进行量取棱镜高，以及棱镜对中整平操作。

棱镜带可拆卸占牌。

脚架可伸缩，可以操作脚架以完成对中整平操作。

仪器结构：

鼠标移动到零部件时，自动显示其名称，结构认知包括：

粗瞄准、望远镜把手、目镜、竖盘度盘、键盘、电池、垂直制动螺旋、水平微动螺旋、园水准器等。

教学

即学即练：

可选择不同的实训项目，一步步演示建筑测量的操作过程，并同步伴随操作说明。

演示过程中，无需任何切换，就可以操作练习，即演示和操作练习可以随时转换。

实训

仪器操作：

可完整模拟各种测量装备的操作流程，包括安放置支架、取出仪器、锁紧仪器等操作前准备，以及调节水平、对中、照准、镜头调节、面板操作、观察读数等基本操作。

完整模拟全站仪所有界面及功能。

测回法观测水平角：

测量步骤包括一测回包括：

安放三脚架、安装仪器、对中、调整望远镜目镜、照准第一个目标A，水平角，照准第二个目标B，计算角度，回收设备。

第二个测回时，重复以上步骤。

方向观测法观测水平角：

测量步骤包括：

安置水准仪，并进行对中和整平；

照准起始方向A，读取水平盘读数；

顺时针旋转照准部，照准目标B，读取读数；

同样依次观测C、D，分别读取读数；

继续顺时针旋转望远镜，最后观测零方向A，读取读数，若归零差满足要求，即完成上半测回的观测。

纵转望远镜使仪器处于盘右状态，在逆时针方向依次照准A、D、C、B、A，完成下半测回。

最后计算角值。

竖直角观测：

（1）在测站上安置仪器，对中、整平。

（2）盘左：

依次瞄准各目标，使十字丝的中横丝切目标于某一位置。

（3）转动竖盘指标水准管微动螺旋，使竖盘指标水准管气泡居中。

读取竖盘读数L，记录并计算盘左半测回竖角值。

（4）盘右：

观测方法同

（2）、（3）步，读取竖盘读数R。

记录并计算盘右半测回竖角值。

并计算一测回竖角值。

重复上述步骤，计算出二测回竖角值。

竖角值结果为两次竖角值的平均值。

坐标采集：

（1）安置仪器，对中整平。

（2）新建项目、选择项目、查询项目、删除项目（3）测站设置：

包括三种模式1.已知测站坐标和后视点坐标。

2.已知测站坐标和后视方向3.后方交会

（4）碎部点采集：

照准棱镜，测量棱镜位置坐标。

并记录数据。

放样程序：

放样程序包括：

1.安置仪器，队中整平

2.新建项目—测站设置

3.输入坐标，瞄准棱镜，显示偏差

数据采集：

包括野外数据采集、全站仪数据传输。

数据采集步骤包括：

安置全站仪、检查仪器、建立控制点坐标、建立碎部点文件、设置测站、定向和定向检查检查、碎部测量、归零调整。

数据传输包括全站仪与电脑连接、运行传输软件、数据传输、数据格式转换等。

操作方式：

人性化的操作方式，简便、快捷、明了，例如旋钮操作可使用鼠标指针直接拨动或鼠标滚轮波动两种方式。

有充分的提示引导信息，如以手形图标结合说明文字提示下一步操作。

数字水准仪仿真实验软件

虚拟水准仪：

外形尺寸与真实天宝水准仪完全相同，并拥有高度逼真的外观。

其外壳、支架体现出相应材料的质感，即外壳和支架有金属质感。

主要部件有望远镜、管水准器（或补偿器）、垂直轴、基座、脚螺旋。

测量界面包括：

项目

虚拟水准尺：

外形尺寸及条形码完全模拟，虚拟水准尺可选择竹竿支撑。

若无竹竿支撑则增加测量误差。

虚拟尺垫：

尺垫可选择1公斤，3公斤，5公斤等各种型号供选择。

可选择不同的实训项目，一步步演示水准仪的操作过程，并同步伴随操作说明。

可完成仪器i角测量及自动改正。

项目实训：

软件可进行高程测量，可完整模拟利用水准仪进行高程测量的操作流程，包括安放三脚架、安装仪器、粗略整平、目镜调焦、照准第一个目标、精平和读数、照准第二个目标、再次精平和读数，最后收回仪器。

I角测量，以及i角改正。

GNSS测量仿真实验软件

虚拟场景

虚拟场景：

软件启动后，即进入逼真的测量场景，场景中包含山丘、河流、随风摇曳的植物、道路、周边建筑、地面控制点等，以营造真实感。

漫游操作：

利用鼠标、键盘操作，可在场景中进、退、左转、右转、抬头、低头、视角旋转、镜头远近调节等。

虚拟测量员：

应有虚拟的学生出现，以体现真实感。

视角切换：

通过按V键可以在上帝视角、测量员视角、接收机面板、手薄视角四个视角间进行切换。

GNSS虚拟接收机：

外形尺寸与真实GNSS接收机完全相同，并拥有高度逼真的外观。

虚拟附件：

手簿控制器、电池、数据传输线、电台鞭状天线、蓄电池、基站电台、电台天线、三脚架、对中杆等，均应实现外观仿真。

可选择不同的实训项目，一步步演示GNSS接收机及手簿的