一种水利工程在线学习方法及系统

1.本发明涉及在线学习领域，更具体的，涉及一种水利工程在线学习方法及系统。


背景技术：

2.由于水利工程存在施工过程周期长，规模尺寸大，工序多，所处地点特殊，环境条件恶劣等因素，导致了用户在传统学习方式中对水利工程的学习存在诸多的不便，且现场参观学习限制较多，存在很大的安全隐患。
3.所以，现在亟需一种水利工程在线学习的方法及系统，需要能够对用户进行有效交互与展示水利工程模型，能够提高用户对水利工程的学习效率。


技术实现要素：

4.为了解决上述至少一个技术问题，本发明提出了一种水利工程在线学习方法及系统。
5.本发明第一方面提供了一种水利工程在线学习方法，包括：获取水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据；根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型；根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型；获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息；根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备。
6.本方案中，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，之前包括：根据水利工程地面图像数据进行场景角度划分，得到地形图像数据与环境图像数据；根据地形图像数据与环境图像数据进行三维地图模型构造，得到初始工程地图模型。
7.本方案中，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，具体为：根据水利工程航拍图像数据进行建筑物轮廓识别，工程建筑轮廓信息；将工程建筑轮廓信息进行多角度全景结构分析，得到基于虚拟现实的建设结构模型；根据水利工程航拍图像数据进行建筑物空间方位分析，得到建设结构空间数据；根据建设结构空间数据，对建设结构模型进行相应空间排布并结合初始工程地图模型，生成水利工程场地环境模型。
8.本方案中，所述根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型，具体为：将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据；根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息；将工程模型用户参数信息导入vr展示交互系统，结合水利工程场地环境模型，得到用户预期工程模型。
9.本方案中，所述获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息，具体为：根据预设周期，获取二次水利工程航拍图像数据；根据二次水利工程航拍图像数据进行模型分析，得到第二水利工程场地环境模型；将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行结构差异分析，得到偏差结构位置信息。
10.本方案中，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，具体为：根据偏差结构位置信息，从第二水利工程场地环境模型中得到相应的偏差建设结构模型；根据偏差建设结构模型与总体建设模型数量进行比例分析，得到用户水利建设评估值；根据偏差建设结构模型与用户水利建设评估值进行学习模块分析，得到对应的学习模块信息。
11.本方案中，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，还包括：获取学习模块信息中的学习工程模块信息；根据学习工程模块信息中从学习数据库中进行对应学习模块的检索，得到检索学习试题数据；根据学习模块信息中的学习题量信息，对检索学习试题数据进行试题整合得到用户考核题库数据；将用户考核题库数据发送至预设终端设备并进行用户在线考核。
12.本发明第二方面还提供了一种水利工程在线学习系统，该系统包括：存储器、处理器，所述存储器中包括水利工程在线学习方法程序，所述水利工程在线学习方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：获取水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据；根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型；根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型；获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息；
根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备。
13.本方案中，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，具体为：根据水利工程航拍图像数据进行建筑物轮廓识别，工程建筑轮廓信息；将工程建筑轮廓信息进行多角度全景结构分析，得到基于虚拟现实的建设结构模型；根据水利工程航拍图像数据进行建筑物空间方位分析，得到建设结构空间数据；根据建设结构空间数据，对建设结构模型进行相应空间排布并结合初始工程地图模型，生成水利工程场地环境模型。
14.本方案中，所述根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型，具体为：将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据；根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息；将工程模型用户参数信息导入vr展示交互系统，结合水利工程场地环境模型，得到用户预期工程模型。
15.本发明公开了一种水利工程在线学习方法及系统，通过获取水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行虚拟现实场景模型构建，得到水利工程场地环境模型，用户通过vr设备能够方便直观地查看水利工程场地环境模型并进行学习。另外，用户通过vr展示交互系统能够对水利工程结构施工过程及具体结构进行模拟与学习，通过交互操作得到用户预期建成的工程模型，在下一阶段获取实际的水利工程场地环境模型可以与用户模拟生成的最终工程模型进行整合和对比分析，从而得到有针对性的水利工程相关知识学习，并进一步从题库中筛选试题进行在线测试，从而在水利工程建设过程中加深用户对水利工程模型结构变化的理解。
附图说明
16.图1示出了本发明一种水利工程在线学习方法的流程图；图2示出了本发明获取水利工程场地环境模型流程图；图3示出了本发明获取用户预期工程模型流程图；图4示出了本发明一种水利工程在线学习系统的框图。
具体实施方式
17.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
18.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
19.图1示出了本发明一种水利工程在线学习方法的流程图。
20.如图1所示，本发明第一方面提供了一种水利工程在线学习方法，包括：s102，获取水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据；s104，根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型；s106，根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型；s108，获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息；s110，根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备。
21.需要说明的是，所述水利工程地面数据为通过图形摄像装置获取，所述图形摄像装置一般为10个以上。所述航拍图像数据为通过航拍无人机获取，所述航拍图像数据包括水利工程建设区域的全景图像数据。
22.根据本发明实施例，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，之前包括：根据水利工程地面图像数据进行场景角度划分，得到地形图像数据与环境图像数据；根据地形图像数据与环境图像数据进行三维地图模型构造，得到初始工程地图模型。
23.需要说明的是，所述地形图像数据与环境图像数据具体为水利工程建设中涉及的地形图像与周围环境的图像数据，所述地形图像数据与环境图像数据能够较好地反映水利工程建设地的地形地貌，从而分析得到准确的地图模型。
24.图2示出了本发明获取水利工程场地环境模型流程图。
25.根据本发明实施例，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，具体为：s202，根据水利工程航拍图像数据进行建筑物轮廓识别，工程建筑轮廓信息；s204，将工程建筑轮廓信息进行多角度全景结构分析，得到基于虚拟现实的建设结构模型；s206，根据水利工程航拍图像数据进行建筑物空间方位分析，得到建设结构空间数据；s208，根据建设结构空间数据，对建设结构模型进行相应空间排布并结合初始工程地图模型，生成水利工程场地环境模型。
26.需要说明的是，所述水利工程场地环境模型是以当前施工周期分析而得到的。所述得到基于虚拟现实的建设结构模型中，得到的建设结构模型一般为多个模型。所述建设结构空间数据具体为多个建设结构模型之间的实际空间方位信息。所述水利工程场地环境模型包括建设结构模型与初始工程地图模型。所述水利工程场地环境模型为基于虚拟现实的数据模型，通过生成水利工程场地环境模型并进行相应的展示，能够让用户更加直观与方便地学习当前水利工程的实际模型结构。
27.图3示出了本发明获取用户预期工程模型流程图。
28.根据本发明实施例，所述根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型，具体为：s302，将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据；s304，根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息；s306，将工程模型用户参数信息导入vr展示交互系统，结合水利工程场地环境模型，得到用户预期工程模型。
29.需要说明的是，将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示中，用户将通过vr设备与vr展示交互系统进行交互，vr展示交互系统通过发送模型数据至vr设备用以展示模型。所述vr设备包括头戴式vr设备与vr手柄设备等。所述根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息中，用户通过vr设备，能够对vr展示交互系统展示的水利工程场地环境模型进行模型的手动修改，例如，对水利工程场地环境模型中各个建设结构模型的建筑结构进行空间位置、大小、结构排布等物理性质进行修改。值得一提的是，所述将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据中，具体为用户根据自身理论知识，预测下一个施工周期中，水利工程场地环境模型的结构变化，并将具体变化通过vr设备进行相应的模型修改，并最终得到用户预期工程模型。
30.根据本发明实施例，所述获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息，具体为：根据预设周期，获取二次水利工程航拍图像数据；根据二次水利工程航拍图像数据进行模型分析，得到第二水利工程场地环境模型；将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行结构差异分析，得到偏差结构位置信息。
31.需要说明的是，所述预设周期具体为下一个施工周期，所述第二水利工程场地环境模型具体为下一个施工周期内的实地模型。值得一提的是，不同施工周期内，实际的水利工程实地结构也不一致，对应的水利工程场地环境模型也有所差异，本发明通过提前获取用户预期工程模型，并在下一个施工周期内分析出第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行对比，能够分析出用户对水利工程建设情况的预估能力，从而进一步分析出用户对水利工程建设过程的掌握情况。
32.根据本发明实施例，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，具体为：根据偏差结构位置信息，从第二水利工程场地环境模型中得到相应的偏差建设结构模型；根据偏差建设结构模型与总体建设模型数量进行比例分析，得到用户水利建设评估值；根据偏差建设结构模型与用户水利建设评估值进行学习模块分析，得到对应的学
习模块信息。
33.需要说明的是，所述用户水利建设评估值为反映用户对水利工程在建设阶段中整体模型的结构正确性评价，评估值越大，代表用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型中的结构差异越大。所述建设结构模型包括岸坡模型，水坝模型、地质结构模型、排水模型、水坝控制室模型等。所述学习模块信息包括学习题量信息与学习工程模块信息，其中学习题量信息为根据用户水利建设评估值决定，评估值越大，学习题量越大，所述学习工程模块信息为根据偏差建设结构模型决定，例如，偏差建设结构模型为岸坡模型与水坝模型，则学习工程模块信息包括学习岸坡工程模型与学习水坝工程模型。
34.根据本发明实施例，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，还包括：获取学习模块信息中的学习工程模块信息；根据学习工程模块信息中从学习数据库中进行对应学习模块的检索，得到检索学习试题数据；根据学习模块信息中的学习题量信息，对检索学习试题数据进行试题整合得到用户考核题库数据；将用户考核题库数据发送至预设终端设备并进行用户在线考核。
35.需要说明的是，所述学习数据库具体为水利工程的学习资料数据库，所述数据库包括水利工程各个模块的学习试题及答案。所述用户考核题库数据中，内置的习题数量一般为300道以上。
36.图4示出了本发明一种水利工程在线学习系统的框图。
37.本发明第二方面还提供了一种水利工程在线学习系统4，该系统包括：存储器41、处理器42，所述存储器中包括水利工程在线学习方法程序，所述水利工程在线学习方法程序被所述处理器执行时实现如下步骤：获取水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据；根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型；根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型；获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息；根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备。
38.需要说明的是，所述水利工程地面数据为通过图形摄像装置获取，所述图形摄像装置一般为10个以上。所述航拍图像数据为通过航拍无人机获取，所述航拍图像数据包括水利工程建设区域的全景图像数据。
39.根据本发明实施例，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，之前包括：根据水利工程地面图像数据进行场景角度划分，得到地形图像数据与环境图像数据；
根据地形图像数据与环境图像数据进行三维地图模型构造，得到初始工程地图模型。
40.需要说明的是，所述地形图像数据与环境图像数据具体为水利工程建设中涉及的地形图像与周围环境的图像数据，所述地形图像数据与环境图像数据能够较好地反映水利工程建设地的地形地貌，从而分析得到准确的地图模型。
41.根据本发明实施例，所述根据水利工程地面图像数据与水利工程航拍图像数据进行基于虚拟现实的模型构建，得到水利工程场地环境模型，具体为：根据水利工程航拍图像数据进行建筑物轮廓识别，工程建筑轮廓信息；将工程建筑轮廓信息进行多角度全景结构分析，得到基于虚拟现实的建设结构模型；根据水利工程航拍图像数据进行建筑物空间方位分析，得到建设结构空间数据；根据建设结构空间数据，对建设结构模型进行相应空间排布并结合初始工程地图模型，生成水利工程场地环境模型。
42.需要说明的是，所述水利工程场地环境模型是以当前施工周期分析而得到的。所述得到基于虚拟现实的建设结构模型中，得到的建设结构模型一般为多个模型。所述建设结构空间数据具体为多个建设结构模型之间的实际空间方位信息。所述水利工程场地环境模型包括建设结构模型与初始工程地图模型。所述水利工程场地环境模型为基于虚拟现实的数据模型，通过生成水利工程场地环境模型并进行相应的展示，能够让用户更加直观与方便地学习当前水利工程的实际模型结构。
43.根据本发明实施例，所述根据水利工程场地环境模型与用户进行展示与交互，并得到用户预期工程模型，具体为：将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据；根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息；将工程模型用户参数信息导入vr展示交互系统，结合水利工程场地环境模型，得到用户预期工程模型。
44.需要说明的是，将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示中，用户将通过vr设备与vr展示交互系统进行交互，vr展示交互系统通过发送模型数据至vr设备用以展示模型。所述vr设备包括头戴式vr设备与vr手柄设备等。所述根据用户交互数据进行分析得到工程模型用户参数信息中，用户通过vr设备，能够对vr展示交互系统展示的水利工程场地环境模型进行模型的手动修改，例如，对水利工程场地环境模型中各个建设结构模型的建筑结构进行空间位置、大小、结构排布等物理性质进行修改。值得一提的是，所述将水利工程场地环境模型发送至vr展示交互系统进行展示，并获取用户交互数据中，具体为用户根据自身理论知识，预测下一个施工周期中，水利工程场地环境模型的结构变化，并将具体变化通过vr设备进行相应的模型修改，并最终得到用户预期工程模型。
45.根据本发明实施例，所述获取预设周期内的第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行模型对比，得到偏差结构位置信息，具体为：根据预设周期，获取二次水利工程航拍图像数据；
根据二次水利工程航拍图像数据进行模型分析，得到第二水利工程场地环境模型；将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行结构差异分析，得到偏差结构位置信息。
46.需要说明的是，所述预设周期具体为下一个施工周期，所述第二水利工程场地环境模型具体为下一个施工周期内的实地模型。值得一提的是，不同施工周期内，实际的水利工程实地结构也不一致，对应的水利工程场地环境模型也有所差异，本发明通过提前获取用户预期工程模型，并在下一个施工周期内分析出第二水利工程场地环境模型，将用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型进行对比，能够分析出用户对水利工程建设情况的预估能力，从而进一步分析出用户对水利工程建设过程的掌握情况。
47.根据本发明实施例，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，具体为：根据偏差结构位置信息，从第二水利工程场地环境模型中得到相应的偏差建设结构模型；根据偏差建设结构模型与总体建设模型数量进行比例分析，得到用户水利建设评估值；根据偏差建设结构模型与用户水利建设评估值进行学习模块分析，得到对应的学习模块信息。
48.需要说明的是，所述用户水利建设评估值为反映用户对水利工程在建设阶段中整体模型的结构正确性评价，评估值越大，代表用户预期工程模型与第二水利工程场地环境模型中的结构差异越大。所述建设结构模型包括岸坡模型，水坝模型、地质结构模型、排水模型、水坝控制室模型等。所述学习模块信息包括学习题量信息与学习工程模块信息，其中学习题量信息为根据用户水利建设评估值决定，评估值越大，学习题量越大，所述学习工程模块信息为根据偏差建设结构模型决定，例如，偏差建设结构模型为岸坡模型与水坝模型，则学习工程模块信息包括学习岸坡工程模型与学习水坝工程模型。
49.根据本发明实施例，所述根据偏差结构位置信息进行对应学习模块分析，从学习数据库中进行相应内容筛选，得到对应题库数据，并将题库数据发送至预设终端设备，还包括：获取学习模块信息中的学习工程模块信息；根据学习工程模块信息中从学习数据库中进行对应学习模块的检索，得到检索学习试题数据；根据学习模块信息中的学习题量信息，对检索学习试题数据进行试题整合得到用户考核题库数据；将用户考核题库数据发送至预设终端设备并进行用户在线考核。
50.需要说明的是，所述学习数据库具体为水利工程的学习资料数据库，所述数据库包括水利工程各个模块的学习试题及答案。所述用户考核题库数据中，内置的习题数量一般为300道以上。
51.本发明公开了一种水利工程在线学习方法及系统，通过获取水利工程地面图像数
据与水利工程航拍图像数据进行虚拟现实场景模型构建，得到水利工程场地环境模型，用户通过vr设备能够方便直观地查看水利工程场地环境模型并进行学习。另外，用户通过vr展示交互系统能够对水利工程结构施工过程及具体结构进行模拟与学习，通过交互操作得到用户预期建成的工程模型，在下一阶段获取实际的水利工程场地环境模型可以与用户模拟生成的最终工程模型进行整合和对比分析，从而得到有针对性的水利工程相关知识学习，并进一步从题库中筛选试题进行在线测试，从而在水利工程建设过程中加深用户对水利工程模型结构变化的理解。
52.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，如：多个单元或组件可以结合，或可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的各组成部分相互之间的耦合、或直接耦合、或通信连接可以是通过一些接口，设备或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性的、机械的或其它形式的。
53.上述作为分离部件说明的单元可以是、或也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是、或也可以不是物理单元；既可以位于一个地方，也可以分布到多个网络单元上；可以根据实际的需要选择其中的部分或全部单元来实现本实施例方案的目的。
54.另外，在本发明各实施例中的各功能单元可以全部集成在一个处理单元中，也可以是各单元分别单独作为一个单元，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中；上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
55.本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：移动存储设备、只读存储器（rom，read-only memory）、随机存取存储器（ram，random access memory）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
56.或者，本发明上述集成的单元如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分。而前述的存储介质包括：移动存储设备、rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
57.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。