基于摄影建模的虚拟野外地质教学系统研究

虚拟野外地质教学系统的可视化效果一直受限于野外环境建模技术。摄影建模和无人机的出现与普及,大大降低了诸如岩石这种复杂外表对象的建模成本,非常适合用于地学虚拟仿真环境的构建。本文以虚拟野外地质教学系统为例,介绍该系统构建中利用到的无人机、摄影建模、多尺度数据采集等技术与方法。该系统从可视化效果上较传统虚拟仿真系统进步很大,可以初步实现虚拟系统中地学知识的解读等自主探索学习活动。该系统将大大改善地学野外教学条件,保证野外教学活动的健康可持续发展。另外,该系统的建设可以为构建虚拟地学博物馆、低成本地质三维测绘、无人机地质调查等工作提供宝贵经验。

重庆市北碚区天府镇野外地质实习虚拟仿真教学平台的建设探索

野外实习是地学类专业的特色,也是培养合格石油、地矿行业人才的重要环节,对夯实专业知识、提升实践技能、厚植地质兴趣、锻炼优良品质发挥着不可替代的作用。“人工智能+”倒逼野外地质实习实现云端化、数字化、虚拟仿真化,以期达到实习互动性强、资源保存永久、网络共享便捷的效果。以重庆市北碚区天府镇野外地质露头为基础,构建以西南地区广泛出露的古生代-中生代海相沉积岩为主要内容的地质实习虚拟仿真教学平台,通过典型剖面出露地层的野外产状、岩性及成分特点、古生物种类、构造类型及其形成机制等重点内容的剖析,解决教学过程中学生对远古地质作用现象认识不清、难以根据各种构造关系厘定区域地质发展历史等教学难题,培养学生独立思考及理论联系实际的地质思维能力。该平台的建立不仅能丰富野外地质实习的教学方式、提升教学质量、实现教学资源共享,还能为石油、地矿行业的继续教育提供社会化服务。

虚拟野外地质实习系统(VFGTS)——野外地质实践教学平台

虚拟野外地质实习系统是根据野外地质教学实践性特点,采用计算机图形、图像和多媒体技术模拟野外地质教学过程的软件系统,具有三维野外地质场景显示、多媒体、虚拟记录本、直观地质过程模拟、飞行漫游、GPS、罗盘和学习效果测验等功能,是重要的野外地质教学平台,对辅助野外地质教学,提高野外地质教学效率和质量,改变传统教学观念具有重要作用。

山东省新汶地区野外地质实习辅助教学系统构建

在当今网络信息技术飞速发展与智能移动设备性能不断提升的形势下,利用移动设备进行空间信息查询已成为了一种重要手段,这为从事野外工作的人员提供了新的技术支持。针对中国石油大学(华东)开设的山东省新汶地区野外地质实习过程中存在的实际问题,构建了一套基于谷歌地图的手机版辅助教学系统,实现了野外地质实习路线设计与管理、地图浏览与导航、地质教学点定位与信息预览、野外教学过程记录等功能,对于提高野外地质教学效率和质量、优化传统实践教学模式具有重要作用。通过将该系统应用于近两年野外实习教学之中,合理避免了由于实习环境改变等因素造成的实习教学点缺失或遗漏的问题,同时有效激发了学生的学习兴趣,并帮助其建立直观、系统的地质认识。

野外地质实习虚拟仿真实验教学平台建设与思考

野外实习是培养合格地质人才的重要环节和专业特色,对培养学生兴趣、巩固专业知识、提高实践能力等有着不可替代的作用。然而传统野外地质教学实习中存在效率低、成本高、互动性和共享性差等问题,虚拟仿真教学很好地弥补了此缺陷。通过以汉中梁山野外地质实习基地为例,介绍了长安大学地质学类专业野外地质实习的发展现状,实习目的和任务,分析了传统野外地质实习存在的问题,探讨了汉中梁山野外地质实习虚拟仿真教学平台建设的思路和拟解决的关键问题。

面向在线教学的野外地质虚拟仿真实验教学平台构建

在疫情期间大学课程全面转向线上的背景下,针对在线教学中的野外地质实验与实践环节需求,依托综合实验室开展测绘、地质与地球物理多学科协同,面向野外地质综合实践和专业课程知识点教学两种在线教学应用场景,采用无人机测绘、地质踏勘与分析和地质雷达探测,对野外地质信息采集与处理,构建精细的虚拟仿真地质模型和远程应用平台,解决了地质类课程在线教学中的野外地质环节实现难题,改善了教学效果。

云南腾冲火山地质野外教学资源及虚拟仿真课程建设

野外实践教学是培养地学专业高层次人才的重要途径,开展虚拟仿真实践教学促进了高等学校野外实践教学信息化的发展,弥补了传统地质学野外教学的不足。本文基于云南腾冲火山国家地质公园实习基地,介绍了火山地质地貌相关的教学资源,详细阐述了腾冲火山地质资源实践教学虚拟仿真平台的设计。通过虚拟仿真实践教学,学生可熟练掌握地质工作技能,深刻理解腾冲火山地质现象成因及其形成演化过程,提高学生学习的兴趣和效率,有效提升野外实践教学效果。

基于Web的虚拟野外地质实习系统设计与实现

本文从野外地质实习的教学现状出发,分析了野外地质实践教学的特点和建立虚拟地质实习平台的意义,基于虚拟实验室思想,采用百度地图API、Jquery、Hibernate框架技术,设计并实现了模拟野外地质教学过程的基于Web环境的虚拟野外地质实习系统,具有野外地图导航、地质场景相册、实习路线管理、地质构造三维模拟等功能,为提高野外地质教学质量提供了重要的辅助平台。

高陡岩体地质虚拟实景教学方法研究

实景虚拟现实技术在地质工程现场三维实景再现中发挥了至关重要的作用,极大丰富了高陡岩体工程地质实习的教学方式与内容,形成了“认知—考察—实训—反馈”高度一体化的虚拟仿真实验教学体系。学生可通过高度仿真的三维实景,深入认知地质结构特点;结合数字测量技术,开展地质数据编录;通过分析评价与实验报告等环节,全方位、多角度地研究与探讨地质工程。与传统野外实习相比,虚拟仿真实景实习具有可操作化、可重复化、可拓展化的特点,极大地延伸了实习教学的时间与空间;同时可反复操作与实验,加深学生对知识的理解与掌握。

基于虚拟现实的沉浸式触觉交互技术在野外地质实习中的实现

为了降低在野外地质教学过程中发生的风险和意外,同时最大限度地激发学生在野外地质实习中的积极性,提升实习教学质量,文中提出基于虚拟现实的沉浸式触觉交互的实验设想,设计一种沉浸式触觉交互反馈系统。以虎峪实习区为例,使用Insta360 Pro2全景相机搭建虚拟场景,利用Unity 3D引擎开发实习系统模型,搭配可穿戴沉浸式触觉交互装备进行模拟。经测试,在系统性能及体验效果上,构建的野外地质实习虚拟模型可使大多数用户得到良好的体验感。结果表明,基于虚拟现实的沉浸式触觉交互技术能使用户在无法亲身参与的野外地质实习中得到极大限度的沉浸感,能充分调动用户的主观能动性,在大型野外实习教学方面具有较大的开发潜力。

基于虚拟仿真平台的野外地质实践

传统地质实践教学受教学时间限制不能达到预期效果。虚拟仿真教学方法通过虚拟仿真的方式在一定程度上解决了传统地质实践教学存在的问题。本文探索采用自主研发的虚拟仿真教学平台,以人机交互的方式提供了沉浸式地质实践教学,以虚实结合的方式提高了教学效果,获得学生认可。

平潭综合实验区地理学野外实习虚拟仿真实验系统设计

针对高校野外实习教学中存在问题,以平潭岛为例,设计了平潭综合实验区海坛岛综合地理学野外实习虚拟仿真实验系统,构建面向地理信息探索的地理学综合实习支撑数据模型.基于三维游戏引擎技术,设计地质地貌虚拟演变仿真平台,有助于提高学生对地理学地质地貌学课程基本知识的理解和掌握,培养具有科研创新精神和能力的创新型地理学人才,同时也为高校地理学虚拟仿真实验教学中心的建设起到参考作用.

基于Virtools的虚拟地学认识实习系统的实现

野外地质实习是地学相关专业学习地质知识和掌握野外地质实践技能的一个必要的教学环节。本文在对体验式地质教学虚拟平台建设研究的基础上,从教与学、理论与实践的角度出发,采用虚拟现实、计算机图形等关键技术,实现了基于Virtools的虚拟地学认识实习系统,使学生在教学实践活动中能够更直观了解和掌握地质知识。

无人机航拍在峨眉山地质认识实习教学中的应用

无人机航拍目前被陆续应用到高校的虚拟仿真教学和教学改革中。本文首次将无人机航拍引入峨眉山地质认识实习教学中。无人机航拍能够实现构造地质现象具象化、地貌调查定量化和地质定点快速化。无人机航拍引入地质实习教学,一方面实现了教学手段科技化、野外地质实习信息化,助力资源勘查工程专业国家一流专业建设,另一方面通过基于无人机航拍三维模型的虚拟野外地质教学平台建设,提升专业兴趣,建立地质思维,为能源地质一流人才的培养保驾护航。

虚拟仿真技术在地质学中的应用

得益于计算机技术、人工智能技术、多媒体技术、传感器技术等的迅速发展,虚拟仿真在科学领域已经得到了广泛的应用并具有巨大的市场需求。在地质学中,国内外高校已经将虚拟仿真技术应用到教学中,使其打破了传统教学的时空限制。但目前虚拟仿真在该领域的应用还存在场景内容欠缺,交互感不足,细节展示不够等问题。为能够进一步拓展虚拟仿真技术在地质学中的应用思路,文章对虚拟仿真技术在多个科学学科中的应用情况进行研究,介绍了面向地学的综合型、国际化的沉浸式虚拟仿真实验室实例。综合型的地学虚拟仿真实验室的建立,将深度融合地学与虚拟仿真技术,为多学科交叉融合、国际化教学等未来的教学发展方向提供更有效的平台。