案例分享 | 尾矿坝选址三维虚拟仿真实验

背景与痛点

选址分析是地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）空间分析的重要应用领域之一，需要综合运用地理学、计算科学与专业领域知识，空间分析与实验操作能力。

尾矿坝是为堆贮各种矿石尾料的场库所建的大坝，是预防高势能人造泥石流等重大危险源的关键。尾矿坝一旦失事，将对矿山安全和生态环境造成严重影响。

选址作为尾矿坝规划的首要环节，其科学性与合理性直接影响到矿山设施建设成本和潜在地质灾害隐患预防。因此，如何科学合理地选择尾矿坝址，是矿山企业可持续发展首先要解决的关键问题，也是空间选址分析的典型应用。考虑到尾矿坝的高危极端环境、实地选址的高成本与高消耗、定址后的不可逆操作等问题，开展尾矿坝选址大型综合虚拟仿真实验十分必要。

解决方案：原则与方针

对此，恒点与南京大学共同设计开发了“尾矿坝选址三维虚拟仿真实验”，依托国家重点研发计划项目“国土资源与生态环境安全监测系统集成技术及应急响应示范（2017YFB0504200）”，以实地观测数据为基础，还原新疆伊犁阿希金矿尾矿库选址的真实场景。

融合最新科研成果、国土空间安全和生态文明理念，设计三维选址虚拟仿真实验。实验内容涉及内容广，能有效提高学生全面感知和分析客观空间环境的能力，培养学生解决复杂问题的综合分析能力。

按照“能实不虚、虚实结合”原则，采用计算机仿真、虚拟现实和三维地形建模与分析等技术，支撑学生循序渐进开展三维选址的学习认知、探索研究和综合研判等实验内容。

通过实验动态评价和反馈实验结果，引导学生自主学习、科学思考、探索研究，适度提高学习挑战度，增强学生经过努力思考和学习的获得感和成就感。

解决方案：设计亮点

实验坚持知识、能力和素质有机融合，面向选址问题复杂性和选址技术应用的实际需求，以尾矿库坝体选址真实案例为驱动，全要素、全视角地设计探究型三维选址分析虚拟仿真实验。

提升学生运用地理思维与GIS工具解决国民经济和社会发展生产实践问题的综合分析能力。

实验动态评价和反馈实验结果，引导学生自主学习、科学思考、探索研究，适度提高学习挑战度，增强学生经过努力思考和学习的获得感和成就感。

本方案也是恒点MOOL概念（Massive Open Online Labs大规模在线开放实验室）的产物，对慕课MOOC的发展，在开放式网络课程的基础上，增加了具有互动性、操作性的实验内容。这对于推动教育资源共享，促进教育公平，建设全民终身学习型社会有着重要意义。

当前，恒点还将发展势头正猛的AI技术融入MOOL平台建设。在本实验中，恒点也设计了智能引导等功能。未来，恒点还将继续优化平台功能，进一步建设和丰富实验中AI引导、辅助、模拟、教学、评价等各项功能，并完善实验对真实环境、实体实验的模拟与补充。