一、前言
城市湿地是维系城市生态平衡、促进可持续发展的关键基础设施,也是环境科学与生态学专业中,帮助学生理解湿地特征、功能及生物多样性的重要教学载体。然而,当前的教学实践面临显著挑战:湿地生态演替的观察周期漫长、户外实地调查存在安全风险,导致相关教学多停留在课堂的理论阐述与抽象推演,学生难以获得直观认知,严重影响实验教学的效果。
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北京象新力以实际湿地公园为原型,研发了城市湿地生态地理演替虚拟仿真软件,模拟了真实的湿地调研平台,通过在线实验,使学生直观了解城市湿地生态的概念与内核,学习调查方法,有效提升了生态学和地理科学的野外实践效果。
二、软件介绍
本软件是以杭州西溪国家湿地公园为原型,以解决野外实践所需要的场所、空间、时间和实验条件为目标。综合利用3D建模、动画、计算机仿真、环境生态学、污染控制工程等研制而成,利用底层算法可对模块进行任意拖拽、不同调查环境和调查指标对应不同的调查方法和三维动画,为学生提供了一个真实的野外调查场景。
实验共分为五个部分,分别是湿地漫游、生态调查、生态修复、引水工程和修复结果报告。
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三、实验内容
1、湿地漫游
进入软件后,通过漫游,用户开始地图上可选择原住民区、三基鱼塘区、观鸟区和引水工程进入场景,用户自主在场景中漫游,观察西溪湿地修复前后特征。
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2、生态调查
用户进入生态调查阶段,首先学习每个调查工具的使用方法,然后进行连线,掌握调查方法后,从大地图进入任意场景开始调查。
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3、生态修复
用户从地图进入不同场景,利用外源污染控制、底泥疏浚、生物操纵、人工浮岛、生境改造等修复措施和技术手段对城市湿地进行修复。
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4、引水工程
通过选择元件库中的元件,自主搭建到引水工程线上,使其能够引入水源,并通过调节对应构筑物的参数使水质参数达标。
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5、修复结果报告
界面展示修复前后的场景和水质等级对比,让用户对自己的操作和薄弱的知识点进行直观分析。在实验最终评价体系中,纳入整个修复保护工程操作过程的完整性、流畅性、合理性以及修复后的水质等级、生物多样性等多角度评估,以“不限标准答案”的方式对学生所构建工艺的优势与特色进行评价和反馈。
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四、支撑课程
本产品可广泛应用于本科和高职类院校的实训和课程教学,主要针对环境生态及生态修复等相关专业领域,可匹配环境生态工程、生态学、环境监测、污染控制工程等课程。
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