MATLAB APP Designer在变形监测数据处理可视化教学与虚拟实验中的应用

"基于MATLAB APP Designer的变形监测数据处理可视化教学与虚拟实验，通过MATLAB工具提升教学效果，帮助学生理解复杂的工程问题。" 在测绘工程领域，变形监测技术是一项至关重要的技能，用于检测建筑物、地质结构等的微小变化。然而，这门课程的教学常常面临挑战，如数据处理过程的抽象性、数学公式的复杂性和计算的繁琐性。为了解决这些问题，高彩云等人提出了一种创新的教学方法，即利用MATLAB的APP Designer构建可视化分析教学体系，以提高教学效果。 MATLAB APP Designer是一个强大的图形用户界面（GUI）开发工具，它允许用户无需深入编程细节即可创建交互式应用。在变形监测数据处理中，APP Designer可以将理论原理和数学模型转化为直观的图形和动态模拟，使得原本枯燥无味的数据和抽象算法变得生动易懂。 教学体系分为四个主要模块： 1. 变形监测数据图形可视化：这个模块让学生能够直观地看到数据的分布和变化趋势，通过图表和曲线展示监测点的位移情况，帮助他们理解数据的物理意义。 2. 基础数据解算：此部分涉及对原始测量数据进行预处理，包括误差校正、数据筛选等，APP Designer能展示每一步操作的结果，增强学生的实际操作能力。 3. 变形监测网平差：平差是变形监测中的关键步骤，通过APP Designer实现平差算法的可视化，让学生动态观察平差过程，理解如何从众多观测值中求得最佳估计。 4. 变形预报：这一模块训练学生运用统计和预测模型预测未来的变形趋势，APP Designer可以模拟这些模型，让学生看到预测结果的形成过程。 通过这种方式，可视化教学不仅提高了学生的学习兴趣，也加深了他们对变形监测原理的理解。此外，虚拟实验环境让学生有机会亲手操作，锻炼了解决复杂工程问题的能力，而无需依赖实地条件，这在时间和资源有限的情况下尤其有价值。 河南省科技公关项目和高等学校优秀基层教学组织的支持下，该教学方法得以实施并取得了积极成果。这种方法的推广和应用，有望改善测绘工程及相关领域的教育质量，提升学生的实践能力和创新能力。