虚拟仿真技术与在独立学院工程测量实习中的应用

王小平 吴炎 韩丽蓉

基金项目：教育部产学合作协同育人项目（202101116014）、教育部产学合作协同育人项目（202102175027）

摘要：工程测量实习是土木工程实践环境的重要组成部分，虚拟仿真技术则为工程测量实习打开了新的大门。本文通过对虚拟仿真技术在工程測量实习中的优势进行介绍，从多个方面突出新的发展形势下工程测量实习中采用虚拟仿真技术的必要性，结合虚拟仿真技术在常州大学怀德学院工程测量实习中应用，为工程测量实习课程的改革提出参考。

关键字：独立学院;虚拟仿真技术;工程测量实习

引言

随着城市的快速发展，施工场地周边环境的复杂度不断增加，施工环境恶劣，这就对工程施工人员的水平有了更高的要求。测量是施工的前驱工作，是保证工程质量的重中之重，因此，施工人员工程测量水平的高低直接影响到整个项目的成败。

工程测量课程是土木工程专业的主干课程之一，测量实习也在实践课程中具有举足轻重的地位。独立学院位于职业技术学院与公办本科之间，其最主要的职能是培养具有创新能力的实践性人才，测量实习对于独立学院的学生们是必备技能。但是由于独立学院场地和经费的限制，学生们正常的测量实习只能进行普通的水准测量。从2020年年初至今，很多课程都实行了线上教授，工程测量也不例外，很多实习项目都已经取消。寻找一种更为契合现阶段独立学院工程测量实习的模式成为课程改革的重点。

常州大学怀德学院土木工程与工程管理专业共有5个班的学生，一起进行实习的时仪器捉襟见肘，同时实习项目也局限于普通的水准测量，较为单一。每位学生的实习效率较低。以教育部的协同育人项目为契机，结合虚拟仿真技术，对其在工程测量实习的应用进行探讨

1虚拟仿真技术简介

虚拟仿真又称模拟技术或虚拟现实技术，其本质就是用一个虚拟的系统来模拟另一个真实系统的技术[1]。虚拟仿真技术是由计算机硬件、软件以及各种传感器构成的高度仿真三维信息人工虚拟环境，可以逼真地模拟现实世界存在的事物，或创造不存在的事物和环境[2]。土木工程已经有很多专业在教学中引入了虚拟仿真技术，如土木工程施工、施工组织设计、BIM技术等，但是在测量实习中引入虚拟仿真技术还较少。

2工程测量实习虚拟仿真的优势[3，4]

（1）摆脱自然条件的影响

普通的测量实习往往在工程测量课程上完之后，无论是上半年还是下半年，温度或很高或很低，极大降低了学生的实习积极性。天气因素对测量实习有较大影响，往往使测量实习不能按时完成。而虚拟仿真技术在网络上实现，只需要一台电脑，在教室内即可进行实习，无需考虑天气因素。

（2）不受时间和空间的限制

测量实习的时间都很固定，如果有小组测量的结果出现较大误差，就需要重新测量，这就导致学生不能按时归还仪器，影响下一组的使用。同时，小组重新测量时会占据测量的点位，也会打乱下一组的测量次序。很多学校的测量实习都是选择校内进行道路的闭合水准测量，但是实际工程中还需要对建筑物进行放样。然而建筑物的点位由于高度的关系，进行更高精度的测量会威胁学生的安全，所以测量实习中也缺少了对建筑物的三维测量。虚拟仿真技术在电脑上使用时可以进行无数次重复测量，无需为时间不够而担心。

（3）与时俱进，提升测量技术

社会的发展也会带来测量技术的进度，测量的范围越来越广，涉及的专业越来越多，不仅仅是从事土木工程的施工技术，还有3D建模、污水管道排查等。测量的精度越来越高，从原来的厘米级到现在的毫米级。测量的电子化、自动化越来越普及，云端技术不断增强，测量的仪器之间的协作以及信息化道路越来越宽。然而仪器的更新、知会测量课程的建设都需要大量的经费，在原有仪器的基础上再次购买新版仪器一方面会造成资源的浪费，另一方面也有较大的资金压力。因此，通过虚拟仿真实验室的建设，可以帮助同学们认识新的测量仪器，接触全新的测量技术。

3怀德学院虚拟仿真技术在工程测量实习的应用

怀德学院有四个专业进行工程测量实习，土木工程与工程管理的测量实习相比于环境工程与给排水工程要求较高，同时不同专业的测量实习特点有较大区别。土木工程要求较高，要达到二等水准测量要求，其他三个专业只需要三等水准测量要求。同时土木工程专业需要应对复杂的野外环境，因此虚拟仿真实验室的建设后，在进行常规校园实地水准测量后花费8个学时开始RTK的测量，保证学生常规测量工具的全面掌握。

4结论

虚拟仿真技术在工程测量实习中的应用越来越广泛，取得的效果也越来越显著。在国家大力发展数字化、信息化教学今天，虚拟仿真技术对工程测量实习的推动作用将更为强劲，其发展前景也将更为明朗。独立学院作为实践与创新融合培养目标的排头兵，将虚拟仿真技术在实践课程中的应用探索将具有示范作用。

参考文献

[1] 刘倩宏. 虚拟仿真技术的应用[J]. 黑龙江科学，2017，8（21）：124-125

[2] 王卫国. 虚拟仿真实验教学中心建设思考与建议[J]. 实验室研究与探索，2013，32（12）：5-8.

[3] 张和鹏. 虚拟仿真技术在建筑工程测量中的应用研究[J].中国建筑金属结构，2021（5）：104-105.

[4] 邓建俊. 基于虚拟仿真技术的土木工程测量实践教学改革[J].砖瓦，2021（5）：192+194.