测绘虚拟仿真平台

1、无人机航测虚拟仿真实训软件

学生进入各个模块，根据系统提供的实验原理，分别完成正确的像控点的选择、利用全站仪或RTK获取像控点的坐标、规划航线与设置飞行参数以及无人机飞行操控采集数据，完成练习题，教师可在线答疑。在实验课堂上布置具体的实验任务，例如城镇区域1 : 500地形图的测绘，

（1）仿真设备

无人机设备：无人机，抗风等级5级风，悬停精度RTK水平1cm＋1ppm，垂直2cm＋1ppm，可挂载相机型号S24。

无人机挂载：挂载相机可生成6000*4000分辨率照片，具备高清相片导出。并且相片属性可查看（含有经纬度、焦距、分辨率、相机型号等属性），支持25000张照片数据存储。

像控点测量设备RTK平面精度±(2.5mm+0.5x10-6 x D)高程精度±(5mm+0.5x10-6 x D)【D：为所测量的基线长度】

（2）实现功能

利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，构建高度仿真的虚拟实验环境和实验对象，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地360°旋转观察三维空间内的事物，界面友好，互动操作，形式活泼。支持人物在测区内进行踏勘模拟、模拟像控布设等作业。模拟无人机外业流程，倾斜摄影、航拍、航测数据采集。

虚拟场景中采集到的航测数据可以通过航测一体化数据处理软件进行空三计算、控制网平差、成果生产等内业数据整理操作。

软件内可对禁飞区情况、测区范围、起飞场地、测区情况、地面分辨率、重叠率、像控布设位置进行设置。

软件外业可实现：填写无人机报告、场地踏勘、像控布设、设备组装、航线规划飞行。软件内业可实现：数据导出、数据整理、空三运算、成果生产。系统给出操作提示，操作模式下评分机制采用扣分制，操作错误时扣分。

通过后台设置任务场景环境参数如：昼夜时间、风速、无人机电量、搜星信号等，设置的任务参数可以在无人机航测课程中直接调。环境设置：内置天气变化，在虚拟仿真平台中，学生通过三维模型学习无人机倾斜摄影测量涉及到的仪器设备的相关知识，包括无人机、全站仪和水准仪的结构和使用方法，完成练习题，教师可在线答疑。该部分内容可以作为学生学习相关仪器设备的导学或复习， 要结合老师在这前后的实验课堂上讲解的仪器操作的详细方法和注意事项。

2、航测一体化处理软件

（1）特点

• 用户友好型的简单界面
• 可处理无限多的图像
• 在GPUs和多核CPUs上进行快速处理
• 勘测级精确度，并有详细报告
• 自动化程度高
• 支持所有照相机

（2）功能

自定义处理区域，选择处理选项，添加像控点，编辑点云、DSM、三维纹理模型、正射影像镶嵌图。

批量后差分解算，支持常用观测文件格式，支持通用格式、无人机观测数据；基站仪器高、天线与相机相位差信息可在差分计算中直接改正。

支持连接多种镜头设备流程化整理相片数据，整理过程自动划分架次，自动识别地面POS点，漏片位置。高速数据拷贝，支持POS数据写入照片。

支持一键质检航测数据质量，可帮助外业人员检查本次航测原始数据的质量，生成可存档的质检报告，并提高项目质量。质量报告提供了成果预览，校准详情以及更多质量指标。

内置三维重建系统接口模块，支持直接将在软件内整理好的相片与POS等数据都一键传送到三维重建系统内进行快速建模。支持导出XML工程文件，一键快速导入整理好的影像数据、相机参数和POS信息等。

支持测区、航线、像控及格网等航测数据一键上传至云平台，及一键下载文件到本地数据库，通过云数据管理功能进行云数据的更新，数据的规划和下发都通过一个公共的平台进行，使得航测作业更加专业化、规范化、流程化和透明化，可有效提高航测作业效率。

3、二等水准测量虚拟仿真实训软件 

（1）特殊动画展示：实验操作与动画展示相结合，教学实用性增强；

（2）由虚拟引擎创建的高逼真、沉浸式的三维仿真场景。场景采用高端游戏制作方法，支持第一人称漫游，语音提示：在实验中加入了背景音乐和语音提示，提高了实验趣味性和可操作性；

（3）场景中必须包含基础定位点、高山、海洋湖泊、丘陵、平原、城区、城郊等不同类型的场景，丰富的地物、地貌元素。

（4）模拟项目全流程实施，自由操作：水准网布设方案、踏勘、建立标志、仪器架设、迁站、读取数据、内业计算。支持在软件内记录数据，也支持使用手机完成外业数据记录、内业近似平差工作。

（5）以3D形式模拟水准仪操作实验流程所有关键点动态特性，能够体现水准仪操作实验操作过程，满足实验操作训练要求，能够安全、长周期运行；

（6）软件内实训任务功能，包括：闭合路线、附合路线、支水准路线，对学生每一步实训操作都会做出自动记录及评分，并生成考评报告记录。

4、导线测量虚拟仿真实训软件

  本平台采用虚拟现实技术，依据实验室实际布局搭建模型，按实际实验过程完成交互，完整再现了基础测绘实验室的实验操作过程及实验中反应现象发生的实际效果。每个实验操作配有实验简介、操作手册等。3D操作画面具有很强的环境真实感、操作灵活性和独立自主性，为学生提供了一个自主发挥的实验舞台，特别有利于调动学生动脑思考，培养学生的动手能力，同时也增强了学习的趣味性。采用虚拟现实技术构建全站仪，可进行结构认知学习，可交互。构建利用全站仪进行数据采集的虚拟三维外业环境，实现全站仪进行数据采集全过程虚拟作业和数据处理，可交互。

虚拟场景:

软件启动后，即进入逼真的测量场景，包含植物、道路、建筑等。要包含高山、丘陵、平原、城区、城郊，场景内支持第一人称全场景浏览。

虚拟全站仪：外形尺寸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。

结构认知:鼠标移动到零部件时，自动高亮显示部件和名称。如粗瞄准、望远镜把手、目镜、竖盘度盘、垂直制动螺旋、水平微动螺旋、圆水准器等。

可选择不同的测量项目区域，通过自动引导方式介绍操作过程，并同步伴随操作说明，用播放、暂停的方式，渐进式立体展现传统教学中无法真实描述的效果，并且在教学过程中，无需任何切换，就可以和仪器设备进行交互操作练习，即演示和操作练习可以随时转换。

5、数字测图虚拟仿真教学实训软件

5.1场景：实验场景为高度仿真的3D场景，能够实现三维场景中的漫游参观

5.2在虚拟三维场景中，主要利用全站仪及RTK进行数据采集，支持与虚拟设备的交互、反馈，虚拟全过程数据采集与处理。虚拟仪器包括全站仪、RTK、棱镜等，并支持各类仪器的组装、使用教学、认知学习功能。

5.3虚拟设备：

虚拟基准站、移动站、手簿、全站仪，外观和仪器内置测量软件与真实仪器一致，虚拟仪器质感与真实仪器相同，软件内作业流程与现实作业流程完全一致。

5.4训练营教学：通过引导方式介绍全站仪、RTK等仪器操作过程，展现传统教学中无法真实描述的效果。

5.5实训：

（1）模拟项目实施：软件支持全站仪控制点测量、全站仪碎布点测量、RTK控制点测量、RTK碎布点测量。满足全流程数字测图作业，支持在软件内外部进行数据传导。采集数据可输出至CASS内业成图软件进行内业成图。

（2）模拟基准站、移动站操作，通过模拟手簿进行设置。模拟手簿操作：可操作仪器界面，完整模拟所有界面及功能。

（3）模拟全站仪操作，操作前准备包括安装仪器、锁紧仪器等，以及全站仪基本操作，如调节对中、整平、照准、盘右观测、盘左观测、面板操作、数据采集、迁站、数据导出等，完整模拟全站仪所有界面及功能。

6、虚拟现实三维互动教学平台

（1）平台支持教学资源开放共享，不同类型实验软件可统一接入，学生在平台上可进行统一实验。平台可凭账号、密码进行登录，并具有不同用户角色，

（2）平台可接入校方现有教学系统，可读取系统内地基础数据，并可采集校方现有的教师信息、学生信息、专业课程安排。

（3）在教学过程中可以在数据管理中心查找并使用已上传的各类教学数据，如图片、视频、pdf。

（4）平台可实现师生互通交流，学生参与教师发布的任务，提交任务成果。系统针对学生参与实训实验过程和操作，完成实验结果自动评价，给出实验实训成绩。

（5）教学课程管理，包括：各课程虚拟仿真综合实训需具备教师管理功能，可在后台界面班级进行任务下发。可在后台查看学生在使用过程中的操作记录，用以查看学生在实训过程中有哪些错误操作，需直观分析到所属学生近段时间所有的分数和错误点汇总，以此来分析全班学生对于某些知识内容的掌握情况，以利于教师督促学生掌握知识点。

（6）平台采用虚拟现实三维技术，能实现、判断用户在三维场景中的操作，并根据操作做出反馈。平台除了在电脑端正常运行外，还支持移动端安装，支持安卓操作系统。

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