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国家级虚拟仿真实验教学中心简介

发布日期:2017-6-19 14:39| 浏览次数: 1475|

一、中心概况


矿山测量国家级虚拟仿真实验教学中心依托江苏省测绘与国土信息实验教学示范中心、测绘科学与技术江苏省一级重点学科和大地测量学与测量工程国家重点(培育)学科,以“战略指引、产学研互动、虚实结合、协同创新”的建设理念,“虚拟实验-企业实践-实践反馈-虚拟改良”的虚拟仿真实验教学可持续发展的建设模式,立足学校优势,建设的开放性虚拟仿真实验教学平台。


中心针对矿山测量及矿业特点,建立了矿山环境感知、矿山测量仪器认知、陀螺定向、井上下联系测量、井下定位、开采沉陷过程认知、岩层移动与变形预计、矿体几何分析、矿区土地复垦规划等矿业特色课程及通用类测量课程等系列矿业特色测绘人才培养虚实互补的实验教学系统。构建了面向矿井测量、开采沉陷及控制、矿体几何、矿区土地复垦等系列课程的公共虚拟仿真教学资源建,服务于矿业特色测绘类专业及地矿等类专业高层次人才培养,为行业高校测绘教学及人才培养质量提高,提供了成功示范。


中心的教师和实验技术人员共60名,其中教授22名,副教授(高级实验师)28名,讲师(实验师、工程师)10名,高级职称比例为83%;教师中有博士学位的54名,博士比例为90%。教育部创新团队1个,长江学者1人,国家杰青获得者1,国家“千人计划1,中科院“百人计划”1人,中国青年科技奖获得者1人,江苏特聘教授、产业教授2人,全国优秀教师1人,全国百篇博士论文获得者3人,教育部新世纪人才工程入选者6人,江苏省333工程青年科技领军人才3人,夏坚白、霍英东、孙越崎奖获得者5人,另有40多人次获省部级以上拔尖人才称号。


中心配备了高性能服务器7台,仿真实验用计算机260台,同时满足8个自然班的虚拟仿真实验教学需要。每年面向校内16个专业提供25门次,4300人次的虚拟仿真实验。


本中心拥有三通道环幕立体投影系统、PPTx动作捕捉系统、3D裸眼显示器、数据头盔、数据手套、头戴式立体显示器、unity3dVizard等虚拟仿真研发平台,拥有ENVIGAMMAPCI等多种InSAR处理软件、无人机低空摄影测量系统、激光三维扫描仪、全球导航定位系统、数字摄影测量采集及处理系统、高光谱成像光谱仪、岩体内部变形监测系统、测量机器人、探地雷达、全自动陀螺全站仪、无缝定位模拟与实验系统、矿区环境空天地协同观测综合试验场等国际先进的软硬件设备,总价值4300多万元。


二、中心建设成果()


矿山测量虚拟仿真实验教学中心构建了点面结合的1-2-5-X框架,即一个矿山测量虚拟仿真实验教学平台(一纵);矿山测量虚拟仿真实验教学、管理2个系统(二横);矿井测量、开采沉陷及控制、矿体几何、矿区土地复垦、通用测绘等5个虚拟仿真实验教学模块。


 



矿山测量虚拟仿真实验教学中心建设基本构架


本中心构建了5个虚拟仿真实验教学模块,开设了136多个实验项目。


1、矿山环境感知虚拟仿真实验教学系统


模拟矿山测量井下阴暗、潮湿、狭窄、行人和运输车辆多等高危环境,开展井巷环境漫游、开采系统漫游等实验,克服了真实实验难以实现的难题。


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矿山井上环境模拟感系统


2、陀螺定向虚拟仿真实验教学系统


通过仪器认知、仪器操作等虚拟仿真模块,实现了学生对定向知识掌握和操作训练,突破了真实实验成本高、时间空间难以保证问题,提升了仪器实验教学效果。



积分法定向界面


3、矿井一井定向测量虚拟仿真实验教学系统


通过虚拟井上下、井筒、平台、钢丝等实验环境、设备,开展联系测量投点、联系测量等实验项目,实现了现实实验不具备开展的高危实验项目。


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联系测量界面


4、地表移动与变形规律虚拟仿真实验教学系统


可以实现矿山开采过程中岩层移动和地表变形过程、灾变现象、动态预测和控制效果的仿真教学,直观展示岩层内部不可见、不可逆的实验过程,有效提高了实验教学效果。



 


5、矿体几何虚拟仿真实验教学系统


系统包括五个功能:由钻孔分析矿床形态、自动化矿体圈定及辅助成图、(平行/不平行)剖面法资源储量估算、地质块段法资源储量估算、三维矿体建模等。


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地质剖面建立三维地层模型过程


三、中心建设成果()


1、矿井井下定位虚拟仿真实验教学系统


以学院室内楼道为现实“模拟巷道”,通过移动终端安装虚拟教学软件,实现井下人员定位数据采集、三维交互、人员信息监测等实验项目,达到了虚实结合的教学目标。



定位人员监控界面


四、中心教学成果、学生创新成果


中心承担国家级教改项目5项,省部级教改项目9项;出版教材20部,发表教学论文53篇;获得专利授权8项;获国家级教学成果奖2项,省部级教学成果及教材奖16项;


获全国大学生测绘技能竞赛奖61项,获全国挑战杯等大赛奖23项;江苏省大学生创业大赛银奖1项;获国家大学生科研创新项目9项,获专利授权32项,软件著作权16项;发表学术论文66篇。




五、创新和特色


1、立足矿业特色,构建井上下全覆盖实验教学体系,解决了高危、不可见及真实实验难以实现的实验教学难题


2、打造信息化平台,构建了立足矿山、交叉融合、共同提升的虚拟仿真实验教学资源开放共享模式


3、构建了完整的虚实结合,优势互补实验教学体系,提高了实验效果,探索出了一条破解矿业特色测绘实验教学瓶颈的途径





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