矿山测量国家级虚拟仿真实验教学中心
Mine Surveying National Virtual Simulation Experiment Teaching Center
1、中心简介
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%。国际欧亚科学院院士1人,国家“万人计划”教学名师1人,全国优秀教师2人,全国煤炭教学名师1人,教育部创新团队1个,中国青年科技奖获得者2人,全国百篇优秀博士学位论文奖获得者3人,江苏省双创团队2个,江苏省双创人才3人、双创博士3人,江苏社科优青1人,江苏省特聘教授1人,江苏省产业教授4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、unity3d、Vizard等虚拟仿真研发平台,拥有ENVI、GAMMA、PCI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。拥有矿井联系测量虚拟实验项目、珠峰高程测量虚拟仿真实验系统等虚拟资源20余套。
2、中心基本框架
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,开设了150多个实验项目。

矿山测量虚拟仿真实验教学中心建设基本构架

虚拟仿真实验教学中心教学体系框架
中心依托“测绘科学与技术” 国家重点培育学科以及江苏省测绘与国土信息实验教学示范中心,设中心主任1名,副主任2名,各实行中心主任负责制。中心主任在学校实验中心建设领导小组以及教务部、财务资产部和中心发展指导专家委员会的指导下,统筹调配和管理中心资源,保证中心优质资源的共享和高效利用。副主任分工对实验中心的各项工作进行安排、协调和督促检查。成立包含校内外知名专家、相关学科的教师、合作企业的代表以及正副主任在内的虚拟仿真实验中心指导专家委员会。负责中心建设规划、虚拟仿真教学计划、课程方案的制订、组织实施和中心制度建设等审查、评议与指导,确保各主要项目实践教学环节的质量。协调实验实训教学管理、监督检查、人员调配、经费划拨、资产调度等工作。中心各部门协同负责实验中心的建设管理、实验实训教学管理、资产管理、日常管理、社会服务管理等;负责规定各教学单位的职责,负责实验实训教学计划管理、教学耗材的计划、实验实训教学实施和监控等。中心建立专职队伍对虚拟仿真实验教学系统进行建设、支持、更新与维护,为新的实验课程提供制作教学资源的脚本。同时,与企业长期合作,充分利用双方的研发力量,针对教学与应用中的问题,教学内容变化等,建立运行维护团队,实现矿山测量虚拟仿真实验教学中心的虚拟仿真教学资源及时改新、不断丰富与完善。
中心以矿山测量虚拟仿真实验教学资源的开放共享和充分使用为目标,系统制定并有效实施了保障虚拟仿真实验教学的教师工作绩效考核、经费使用管理、实验教学中心维护与可持续发展等政策措施,建立了有利于激励学生学习和提高学生创新能力的教学效果考核、评价和反馈机制。中心组织及保障结构见下图。

中心人员组织图
3、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20项;发表学术论文66篇。

获批教育部测绘工程专业(智慧矿山方向)虚拟教研室

成立全国首个全国测绘类首个虚拟仿真教学研究院
获批矿井联系测量虚拟仿真实验项目一流课程1项。依托国家级互联网+教学资源,打造“矿井联系测量虚拟仿真实验”等金课,建成一流虚拟仿真实验教学平台,构建“智能+教育”的人才培养模式。

虚拟仿真金课资源

第十二届全国大学生GIS应用技能大赛

矿井联系测量虚拟仿真2018年度国家虚拟仿真实验教学项目

各类获奖与证书
4、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
中心示范与辐射效应
2020年10月22日,众智大讲堂-高校测绘地理信息优秀成果展播(十月期),中心主任汪云甲教授主讲,虚拟仿真实验教学体系建设实践与思考,引起强烈反响。

众智大讲堂-高校测绘地理信息优秀成果展播
2020年9月22日下午,桂林理工大学周国清副校长一行来到中心交流参观,参观了虚拟仿真中心的数据处理与分析中心、智能测绘实验室沙盘和内外业一体化虚拟仿真资源建设等,中心主任汪云甲等陪同。

中国测绘学会理事长宋超智,中国科学院院士、中国工程院院士李德仁教授,中国工程院院士、武汉大学副校长李建成教授中国工程教育专业认证专家等领导与专家对国家级矿山测量虚拟仿真中心进行了参观考察

实验室参观与介绍
《实验技术与管理》第十一届编委会第二次会议暨学术研讨会在重庆召开。全国高校实验室管理工作研究会副理事长兼秘书长、北京大学实验室与设备管理部部长刘克新教授,清华大学实验室管理处处长兼杂志主编黄开胜教授,期刊编委会顾问、特邀编委、编委等共计100余人参加了大会。
我校环境与测绘学院汪云甲教授应邀作了“虚拟仿真实验教学体系建设实践与思考”大会报告。报告会上,汪教授介绍了我校矿山测量虚拟仿真实验教学中心的建设实践和成效,分享了科教融合、虚实结合和产学研联合的虚拟仿真实验教学资源的建设经验,提出了5G时代下“特色教材+课程云平台+移动交互端+虚拟仿真模块”的建设思路,探讨了虚拟仿真实验教学中心可持续发展等问题,得到了与会专家的强烈反响。

汪云甲教授作报告

河海大学到访虚拟仿真实验中心调研交流
