基于Skyline—TerraExplorer Pro的多用戶虛擬地理環(huán)境協(xié)同學(xué)習(xí)模式研究

摘 要：本文研究基于3DGIS軟件Skyline TerraExplorer Pro的多用戶虛擬地理環(huán)境協(xié)同學(xué)習(xí)模式應(yīng)用于中學(xué)地理教學(xué)，該應(yīng)用符合建構(gòu)主義所倡導(dǎo)的以學(xué)習(xí)者為中心的情境化學(xué)習(xí)和探究性學(xué)習(xí)的思想，學(xué)生能夠更好的基于地理問題展開科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)奶骄啃詫W(xué)習(xí)。文中重點(diǎn)探討Skline TerraExporer Pro的協(xié)同會(huì)話功能構(gòu)建，支持多用戶虛擬環(huán)境協(xié)同學(xué)習(xí)，研究其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，并通過實(shí)際教學(xué)案例應(yīng)用的形式，展示其功能實(shí)現(xiàn)。本文旨在為中學(xué)生更好完成地理課程學(xué)習(xí)與提高探究學(xué)習(xí)能力，提供一個(gè)先進(jìn)的信息化平臺(tái)和技術(shù)幫助，望能對(duì)GIS輔助地理教學(xué)的研究發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：TerraExporer Pro 虛擬地理環(huán)境 多用戶協(xié)同學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G633.55 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1673-9795（2013）08（a）-0162-01

多用戶虛擬環(huán)境協(xié)同會(huì)話，即多個(gè)用戶同時(shí)訪問虛擬地理環(huán)境，它的訪問機(jī)制是：同時(shí)允許多個(gè)用戶通過互聯(lián)網(wǎng)，連接不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)加入同一個(gè)3D虛擬世界，參與者使用交互式探究工具進(jìn)行溝通、討論，達(dá)到合作學(xué)習(xí)的目的。

1 Skyline-TerraExplorer Pro軟件平臺(tái)

美國(guó)Skyline軟件系統(tǒng)有限公司（Skyline Software Systems，Inc.）提供Skyline系列軟件是利用航空影像、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、數(shù)字高程模型和其它的2D或3D信息源，創(chuàng)建的一個(gè)交互式環(huán)境，允許用戶快速的融合數(shù)據(jù)、更新數(shù)據(jù)庫，并且有效地支持大型數(shù)據(jù)庫和實(shí)時(shí)信息流通訊技術(shù)，此系統(tǒng)還能夠快速和實(shí)時(shí)地向用戶展現(xiàn)3D地理空間影像。

2 TerraExplorer Pro進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)的功能構(gòu)架與操作

多用戶虛擬環(huán)境協(xié)同學(xué)習(xí)功能構(gòu)建首先需要實(shí)現(xiàn)協(xié)作會(huì)話。協(xié)作會(huì)話是通過互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)，把多個(gè)TerraExplorer用戶連接成為一個(gè)協(xié)作網(wǎng)絡(luò)模式。在這種協(xié)作模式中，一個(gè)用戶作為地理場(chǎng)景提供方，所有參與者共同訪問該地理場(chǎng)景?；赥erraExplorer Pro的協(xié)作會(huì)話是通過一個(gè)通信程序服務(wù)器，又稱協(xié)作服務(wù)器，管理用戶間協(xié)作會(huì)話，并通過TCP/IP網(wǎng)絡(luò)向所有成員提供聯(lián)系接口。

（1）學(xué)生A使用Open Session創(chuàng)建新的會(huì)話，并成為該會(huì)話的主導(dǎo)方即管理員。協(xié)同會(huì)話管理員決定其他用戶是否能有參加此次會(huì)話的權(quán)限。參加協(xié)同會(huì)話的所有用戶是通過管理員的視角來導(dǎo)航瀏覽3D世界。

（2）使用Create Local Session功能或Create Session on Server創(chuàng)建通信服務(wù)器，這時(shí)基于本地計(jì)算機(jī)或者TerraGate服務(wù)器擔(dān)當(dāng)通信服務(wù)器的協(xié)同會(huì)話，再鍵入Choo

se Session Name設(shè)定唯會(huì)話名稱。

（3）設(shè)置Choose User Name參數(shù)確定每個(gè)會(huì)話的成員唯一的ID，使用Start Session功能激活新會(huì)話，管理員可以通過電子郵件的形式邀請(qǐng)多名同學(xué)參加本次協(xié)同。

（4）如果其他學(xué)生對(duì)本次會(huì)話感興趣，使用Join Session功能設(shè)置Server Host Name參數(shù)，鍵入?yún)f(xié)作服務(wù)器主機(jī)名稱或地址可加入正在進(jìn)行的會(huì)話。

（5）管理員有權(quán)管理所有會(huì)話參與者，可使用Send Fly Link功能把3D場(chǎng)景圖發(fā)送給所有會(huì)話參與者，作為共享文件。他主導(dǎo)著主場(chǎng)景導(dǎo)航演示，因?yàn)楣芾韱T唯一有權(quán)控制攝像機(jī)。管理員發(fā)送自己的攝像機(jī)位置視角給會(huì)話中的所有其他參與者，協(xié)作成員方跟隨管理員的導(dǎo)航視角同步瀏覽主場(chǎng)景三維視圖。管理員可進(jìn)行權(quán)力移交，選擇其他參加者定為新任管理員。

（6）成員間的交流：方式一，通過Chat聊天框進(jìn)行文本聊天，會(huì)話中的所有其他參與者同時(shí)可見該消息；方式二，使用Add Label為3D圖添加文本標(biāo)簽，選定地形的任意位置并在其中插入文本標(biāo)簽，同步顯示在3D視圖中；方式三，使用Draw Line功能在3D視圖中的進(jìn)行手繪圖示；方式四，使用Virtual Cursor虛擬光標(biāo)指向3D視圖中引起關(guān)注的區(qū)域。

3 使用TerraExplorer Pro進(jìn)行協(xié)同學(xué)習(xí)模式構(gòu)建案例

以N市為研究對(duì)象，利用TerraExplorer Pro協(xié)同功能，讓多個(gè)學(xué)生通過電腦操縱一虛擬化身，同時(shí)訪問N市虛擬地理環(huán)境，開展基于N市轉(zhuǎn)型等問題的地理科學(xué)探究活動(dòng)。

（1）學(xué)生A、B、C使用地物注記添加工具，在N市三維地圖中添加關(guān)于本次協(xié)同會(huì)話探究中關(guān)于用地類型的文字標(biāo)注。使用Draw Line對(duì)原3D圖中的信息進(jìn)行補(bǔ)充，可手繪或直接標(biāo)示地物、區(qū)域等。

（2）在虛擬導(dǎo)航技術(shù)輔助下，以3D導(dǎo)航的形式向成員展示個(gè)人關(guān)注的地點(diǎn)、方位、區(qū)域等，同時(shí)使用chat工具，以文字形式直觀地表達(dá)個(gè)人意見，使其同步實(shí)時(shí)地顯示到當(dāng)前虛擬環(huán)境中。

（3）為了學(xué)生能夠開展基于精確地理數(shù)據(jù)的探究性學(xué)習(xí)，使地理問題的研究個(gè)更加科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，使用TerraExplorer Pro提供的地理測(cè)量工具，包括水平距離測(cè)量、空間距離測(cè)量、垂直距離測(cè)量、面積測(cè)量等，進(jìn)行問題探究。團(tuán)隊(duì)之外的學(xué)生或老師如果對(duì)這一問題感興趣，可以申請(qǐng)加入團(tuán)隊(duì)，共同開展聯(lián)合調(diào)查。

4 結(jié)語

基于Skyline TerraExplorer Pro的多用戶虛擬地理環(huán)境協(xié)同學(xué)習(xí)模式，3D地理場(chǎng)景模擬現(xiàn)實(shí)地理環(huán)境，使學(xué)生能在逼真情境化的科學(xué)學(xué)習(xí)環(huán)境中分析地理問題，更好地培養(yǎng)學(xué)生的空間思維能力。多用戶協(xié)同合作的方式為學(xué)生創(chuàng)建了分布式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，使學(xué)生在通過協(xié)作會(huì)話學(xué)習(xí)地理知識(shí)過程中，培養(yǎng)建立積極的團(tuán)隊(duì)合作能力。

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