(天津城市建設(shè)管理職業(yè)技術(shù)學(xué)院，天津 300134)

隨著世界經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，地球環(huán)境以及氣候也隨之發(fā)生了很大變化，環(huán)境意識(shí)在人們觀念中已經(jīng)越來(lái)越重要。環(huán)境是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。環(huán)境是圍繞人類生存空間及其影響人類賴以生存和發(fā)展的各種外部條件和因素的總稱。環(huán)境教育也正在成為教育中一門重要的課程。人類運(yùn)用自己的智慧，不斷地改造自然環(huán)境，創(chuàng)造新的生存條件。環(huán)境造就了人，人也改造了環(huán)境，人類與環(huán)境相互依賴，相互制約。但由于認(rèn)識(shí)自然的能力和掌握科學(xué)技術(shù)水平的限制，在改造環(huán)境的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生意想不到的后果，造成對(duì)自然環(huán)境的破壞。由于人類活動(dòng)或自然因素的影響而引起環(huán)境質(zhì)量的下降或生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)破壞，對(duì)人類及其生存環(huán)境和發(fā)展造成影響和破壞的問(wèn)題，稱為環(huán)境問(wèn)題。環(huán)境問(wèn)題已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視。

環(huán)境教育是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它是通過(guò)培養(yǎng)受教育者的環(huán)境意識(shí)，使受教育者了解人與生存環(huán)境的密切關(guān)系，樹立起正確的環(huán)境價(jià)值觀、生態(tài)價(jià)值觀，從而達(dá)到提高環(huán)境意識(shí)，獲取解決環(huán)境問(wèn)題的能力，化解生態(tài)危機(jī)的知識(shí)和技能的教育活動(dòng)。環(huán)境教育就是借助于教育手段，使人們認(rèn)識(shí)自己的生存環(huán)境，了解環(huán)境問(wèn)題，培養(yǎng)環(huán)境意識(shí)，獲得治理環(huán)境污染和防止環(huán)境問(wèn)題產(chǎn)生的知識(shí)和技能。

環(huán)境教育是全世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)都在進(jìn)行的教育，它具有全球性的特點(diǎn)。環(huán)境教育是各個(gè)學(xué)科協(xié)同進(jìn)行的綜合的跨學(xué)科的教育，具有國(guó)際性的特點(diǎn)。環(huán)境教育是以人類與自然環(huán)境的關(guān)系為核心而進(jìn)行的一種教育活動(dòng)，它具有全民性的特點(diǎn)。環(huán)境教育是終身教育，應(yīng)該滲透到人生的各個(gè)階段。環(huán)境教育應(yīng)該滲透到人們生活的各種領(lǐng)域。環(huán)境問(wèn)題的解決，必須依靠多學(xué)科的合作才得以進(jìn)行。它不僅包括自然科學(xué)，而且還包括環(huán)境工程科學(xué)、環(huán)境技術(shù)科學(xué)、生物學(xué)、氣象學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、數(shù)學(xué)、哲學(xué)和社會(huì)科學(xué)等各個(gè)學(xué)科。這些學(xué)科相互滲透、相互結(jié)合，只有這樣的環(huán)境教育才能取得更好的效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是從多種學(xué)科中交叉產(chǎn)生的綜合性前沿學(xué)科。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是綜合性的信息技術(shù)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。它融合計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)、多媒體應(yīng)用技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)等形成音像效果立體、視覺(jué)環(huán)境立體，人機(jī)交互的環(huán)境。它是現(xiàn)代仿真技術(shù)與多媒體應(yīng)用技術(shù)、傳感應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形處理學(xué)、人機(jī)接口模擬技術(shù)和現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種應(yīng)用技術(shù)的融合，是一門具有挑戰(zhàn)性的交互技術(shù)。它充分利用了三維圖像技術(shù)、傳感器交叉技術(shù)及高分辯率顯示應(yīng)用技術(shù)，生成逼真的三維圖像的虛擬環(huán)境。使用者通過(guò)戴上特殊的具有數(shù)據(jù)的手套和頭盔等多傳感設(shè)備，通過(guò)鍵盤或鼠標(biāo)等輸入裝備，進(jìn)入虛擬的數(shù)字空間，成為虛擬環(huán)境中的成員進(jìn)行實(shí)時(shí)實(shí)際的操作，在虛擬世界中感受環(huán)境中發(fā)生的各種現(xiàn)象，達(dá)到一種身臨其境的情景和氛圍。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又稱靈境技術(shù)。它主要是利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體教學(xué)技術(shù)、人工智能應(yīng)用技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖像圖形處理技術(shù)、仿真科學(xué)處理技術(shù)和多傳感器處理技術(shù)，生成三維的虛擬環(huán)境。并利用多傳感器和可視設(shè)備，將聲音、畫像等應(yīng)用于人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)，使人真正融入到這樣一種特殊的環(huán)境中，通過(guò)發(fā)出的語(yǔ)言和手勢(shì)等方式在這種環(huán)境中進(jìn)行實(shí)時(shí)交互的過(guò)程，創(chuàng)造一種適合人性化的多維信息仿生空間。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的動(dòng)態(tài)環(huán)境是通過(guò)建模數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)獲取實(shí)際真實(shí)環(huán)境的三維空間的處理數(shù)據(jù)。在實(shí)際應(yīng)用中首先要建立相應(yīng)的三維虛擬環(huán)境模型，再通過(guò)圖形處理軟件建立三維立體數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)三維圖形生成技術(shù)。在不降低圖形的質(zhì)量和復(fù)雜程度的情況下，實(shí)現(xiàn)“實(shí)時(shí)”生成三維圖形、立體顯示和傳感技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)空間的交互能力。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在加強(qiáng)環(huán)境科學(xué)研究及環(huán)境教學(xué)的方法上提供了可靠的應(yīng)用技術(shù)手段。利用已有的充足的環(huán)境各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)際空間的建模，使學(xué)生在已有的虛擬三維世界里，從不同角度不同方面來(lái)感知和感受復(fù)雜的地形、地貌、大氣、水文等環(huán)境空間和時(shí)間的相互聯(lián)系。加強(qiáng)他們對(duì)內(nèi)部機(jī)理和內(nèi)在聯(lián)系的理解和研究。并利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建立環(huán)境模型內(nèi)部進(jìn)行數(shù)據(jù)的交互、互動(dòng)。另外虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)還可以將一些危險(xiǎn)的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)為更深入和安全。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可應(yīng)用于未來(lái)地球環(huán)境發(fā)展及環(huán)境問(wèn)題的預(yù)測(cè)，就是指根據(jù)現(xiàn)有的環(huán)境各類相關(guān)數(shù)據(jù)，研究和分析環(huán)境發(fā)展的演變規(guī)律及環(huán)境變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)未來(lái)地球環(huán)境及空間環(huán)境的演變過(guò)程。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可在現(xiàn)有的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建立一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，對(duì)現(xiàn)實(shí)自然環(huán)境的各因素，如大氣、水體、噪聲、土壤等的環(huán)境變化進(jìn)行綜合分析。使學(xué)生不僅親眼看見(jiàn)并體會(huì)自然環(huán)境的演變和發(fā)展過(guò)程，而且還能通過(guò)親身經(jīng)歷來(lái)預(yù)測(cè)所處的環(huán)境未來(lái)的演變結(jié)果。為環(huán)境的預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)的變化規(guī)律提供科學(xué)依據(jù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境規(guī)劃中應(yīng)用?？梢酝ㄟ^(guò)環(huán)境科學(xué)技術(shù)信息，在預(yù)測(cè)對(duì)環(huán)境的影響及環(huán)境質(zhì)量變化趨勢(shì)的基礎(chǔ)上，為達(dá)到預(yù)期的環(huán)境目標(biāo)，進(jìn)行綜合分析做出最佳方案。它能夠綜合考慮自然、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)各方面，將環(huán)境要素、環(huán)境指標(biāo)等相應(yīng)的多種信息相結(jié)合建立數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)技術(shù)交互、三維可視化的實(shí)景模擬環(huán)境，在全面的觀察分析環(huán)境現(xiàn)狀及其演變趨勢(shì)，通過(guò)篩選環(huán)境科學(xué)規(guī)劃和研究的方案，通過(guò)多角度考慮方案的可行性，以及對(duì)方案的修改，最終得到最優(yōu)方案。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境監(jiān)測(cè)與治理的應(yīng)用。環(huán)境監(jiān)測(cè)是以各類環(huán)境要素為監(jiān)測(cè)對(duì)象的，通過(guò)對(duì)環(huán)境中污染物質(zhì)及各污染物的物質(zhì)成分進(jìn)行定性和定量的分析，來(lái)探索自然環(huán)境中質(zhì)量發(fā)生的變化及變化規(guī)律。環(huán)境教育的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是通過(guò)在環(huán)境監(jiān)測(cè)中獲得的各參數(shù)的分布變化圖，來(lái)達(dá)到及時(shí)了解環(huán)境中各主要污染物質(zhì)的分布及其變化規(guī)律，同時(shí)根據(jù)虛擬三維空間世界的環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果，綜合運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)操作技術(shù)中的決策模塊獲得最佳的環(huán)境發(fā)展的預(yù)防和治理方案，并實(shí)時(shí)觀察發(fā)展的效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于虛擬實(shí)驗(yàn)室的環(huán)境教學(xué)中。環(huán)境教學(xué)不是一門純理論的學(xué)科，環(huán)境科學(xué)本身就是一門綜合性學(xué)科，單純依靠課堂講授是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室是環(huán)境教學(xué)中不可缺少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室是可以讓學(xué)生身臨其境地通過(guò)虛擬環(huán)境中的多維信息進(jìn)行深入學(xué)習(xí)的，并且通過(guò)一些典型污染事件營(yíng)造的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，使學(xué)生在不同的水污染事件中親身經(jīng)歷和感受，并在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行實(shí)踐和實(shí)習(xí)，達(dá)到理論教學(xué)不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)效果。我們建立一個(gè)在利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上供學(xué)生們體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧、水污染等環(huán)境變化的后果，使學(xué)生能發(fā)自內(nèi)心地理解環(huán)境保護(hù)及當(dāng)前面臨的環(huán)境可持續(xù)發(fā)展的重要性，并為環(huán)境保護(hù)做貢獻(xiàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一門新興的、綜合性應(yīng)用技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。隨著科學(xué)的發(fā)展、社會(huì)的進(jìn)步、技術(shù)的普及，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在環(huán)境教育中的應(yīng)用將更加廣泛，隨著感知機(jī)理、傳感技術(shù)和物理建模的新方法、高速圖像圖形的處理技術(shù)以及人工智能、心理學(xué)等的發(fā)展進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的高速發(fā)展將起到舉足輕重的作用。

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