永科视觉 | 面向海底科学、水下研究相关学科AI数智化教学实训方案
在“海洋强国”战略持续推进下，海洋产业日益多元化，对复合型海洋人才的需求不断提升。然而，海洋类高校面临教学内容滞后、实践资源不足等难题，尤其受限于实地实训成本高、风险大，学生难以深入掌握复杂海底水下环境的核心知识。
AI、XR3D、GIS、数智化等技术为突破这一困境提供了路径，而真实水下地形地貌数据正是虚拟实训贴近现实的核心支撑 ——永科视觉凭借真实海底数据资源与三维全息可视化技术融合，让数智化虚拟实训更加接近真实教学。
数智赋能 探秘深蓝
海底科学相关学科数智化教学实训方案
永科视觉依托空间计算、三维可视化、XR交互和AI等核心技术为驱动，面向海底科学与探测、水下活动研究、水下流体动力、海洋地球物理学、海洋地质学、地球化学、海底资源与环境等相关学科专业方向，依托海底探测数据资源，构建全栈技术架构。数据涵盖全球典型海域的地形地貌、地质构造、水文信息等，为海底科学教学实训提供 “海底环境数字底座”，让教学实训AI数智化。
通过构建涵盖“三维可视化终端、三维仿真场景、数据生成驱动模块，全息XR 3D平台、海底测绘数据服务”的全栈技术架构，实现从“海底探测数据--地形地貌环境生成—水下活动场景模拟--三维全息显示—数智化教学实训”的全链路覆盖，将“深不可见”的海底科学研究和教学，沉浸式、多角度、多维度、全空间可见，大大提高海底科学相关学科研究和教学实训效率。
三维全息交互可视化终端矩阵
真实数据驱动的沉浸体验
三维全息交互沙盘桌
通过高精度三维地形建模与全息影像技术，沙盘桌可实时加载海底地貌、构造剖面、水文数据等信息，支持学生对海底结构、资源分布进行沉浸式观察与交互。结合空间计算交互技术，教师可动态演示如海底钻探、海洋管道铺设、海底电缆敷设等场景，显著提升教学直观性与互动性。助力学生建立从“地图-地貌-结构-作业”全链路理解，适用于测绘地理信息技术、海洋地质等相关学科。
三维全息交互CAVE系统
CAVE系统构建了一个沉浸式多面环绕式虚拟演示空间。构建出逼真的海底环境，模拟如ROV（遥控水下机器人）操作、深海采样、沉船探测等复杂任务过程，尤其适合高风险或不可达环境的场景再现，极大提高学生的参与度和应变训练能力。比如：中国海洋大学《声学探测》课程中，利用沉浸式CAVE系统让学生"亲身"体验多波束声呐作业全流程。
三维全息交互显示墙系统
利用超大尺寸立体LED显示墙，融合三维建模仿真、实时监测数据等信息，动态呈现海底生态演化、污染扩散路径、水体动力模型等复杂内容，为学生提供广角、高保真的可视化观察平台。教师可通过手柄、手势、触控等自然交互方式操控视角、数据图层，增强课堂的交互性与沉浸感。
三维全息交互显示一体机
便携式多功能终端，适用于实验室、机房或移动教学空间。支持学生对海洋生物、潜水器结构、水下仪器等对象进行高精度观察、旋转、拆解和模拟操作。解决传统图册或二维演示“难理解、难动手”的问题，真正实现“所学即所用”。
XR 3D全息创作工具链
面向教学的零代码编辑平台
永科视觉自主研发的XR 3D可视化编辑器，支持零代码内容创作和交互控制编辑，解决了涉海专业数字资源匮乏、教学内容更新慢等问题。使用者无需编程基础，仅通过拖拽和选择操作，即可像制作PPT一样轻松创建三维交互式教学资源
，快速构建相关实训场景。平台可一键输出至全息墙、CAVE系统、全息沙盘、一体机及VR系统，实现教学资源的高效生成与多终端适配，极大提升教学灵活度与效率。
专业应用内容资源
结合涉海高校相关专业学科实训教学体系，方案提供定制化课程资源包，确保教学内容与真实水下作业场景高度对接。通过融合三维建模、虚拟仿真、数据可视化等技术，打造沉浸式、交互式教学资源，助力构建理论教学与实践操作深度融合的一体化教学体系，全面提升学生水下环境感知、空间感知、任务执行与多学科协同能力。
三维模型定制服务
精准还原海洋教学场景
支持按专业方向定制开发海洋教学三维模型资源（如断层、沉积层、海沟、海岭、海底管道、各类海洋生物立体模型等），确保教学素材的专业性与场景还原度。
院校实训教学应用流程
（以海洋地质工程专业为例）
1、理论教学与情景导入
教师通过三维全息交互可视化终端（如显示墙、CAVE或沙盘桌），展示典型海洋工程地质环境与构造特征，如沉积构造、断层带、滑坡体等。同时结合多媒体课件与国家重大工程案例（如深中通道、港珠澳大桥等），引导学生了解地质构造对工程选址、施工设计的关键影响。利用沉浸式CAVE系统将学生“代入”工程现场或历史地质演变过程，让其从“看图理解”转向“沉浸体验”，有效激发学习兴趣与主动参与感。
2、虚拟实践与任务探究
学生分组协作，基于教学任务目标，操作三维全息交互终端（沙盘、CAVE、一体机等）或使用XR编辑器，开展模拟场景构建、分析、规划或模型编辑等探究性活动。
3、成果展示与多维评价
学生可通过三维全息交互可视化终端（如显示墙、CAVE或沙盘桌）展示和多角度操作任务成果。教师基于任务完成质量、创新分析方法等多维指标进行评价，从多个维度促进学生自主反思与能力成长。
4、深化训练与综合应用
学生利用永科视觉零代码编辑器完成进阶作业或创作项目。如港口群地质选址与稳定性综合分析。学生调用编辑器素材库和自建模型库，构建多要素叠加的仿真系统场景，实现“学—研—用”一体化应用训练，同时也支持教师快速部署教学资源。
典型适配专业与应用价值
海底科学与探测
通过构建高仿真海底地形与环境模拟系统，支持多场景任务演练与探测流程重现，提升学生对深海探测装备使用、作业流程及海底特征识别的认知与实践能力。
水下活动研究
利用动态识别与自然交互技术，模拟潜水、打捞等复杂水下任务，增强水下作业环境感知与操控能力训练，提升学生对水下活动特性的理解。
水下流体动力
结合三维可视化和实时数据仿真，展示水下流体运动、波浪传播等物理过程，辅助教学中复杂动力学原理的直观理解与实验操作模拟。
海洋地球物理学
构建高精度三维地质模型与沉浸式演示环境，实现沉积构造、断裂带等复杂地质特征的立体展示，提升教学场景的空间理解与可视化效果。
海洋地质学
构建真实还原的海底地形地貌等多源融合场景，实现沉积构造、断裂带等复杂地质特征的多角度、可交互的立体展示，提升教学场景的空间理解与可视化效果。
海洋地球化学
结合虚拟场景中的元素分布、地球化学异常和矿物赋存可视化，提升学生对海底地球化学过程的认知与实操能力。
海洋资源与环境
构建可交互的资源分布和生态环境三维模型，支持矿产资源分布识别等场景教学，助力学生开展资源开发与环境保护的综合分析。
船舶与海洋工程
模拟复杂海洋工程施工与装备运行环境，如平台建设、管道铺设、水下作业等场景，提供逼真的工程训练平台，强化学生的结构认知与工程设计能力。
打造深海人才新高地
赋能海底科学教育新格局
在新一轮科技变革与产业升级的背景下，海底科学专业学科的教学亟需突破传统瓶颈，走向融合创新的实践路径。
永科视觉构建覆盖“教、学、练、评”全流程的数智化教学实训方案，更通过XR 3D可视化编辑器、多终端适配、虚实联动等创新功能，让师生能够高效创建、自由探索、深度应用三维数字化海底场景。以海底探测数据资源为基石，将 AI数智化融入教学实训的每一个环节。从技术到内容，从终端到数据，全链路锚定 “让数智化虚拟实训更接近真实教学”，解决传统教学中 “模拟与现实脱节” 的痛点。
未来，永科视觉将持续深耕教育实训场景，助力海洋类高校海底科学专业学科，打造面向深海强国战略的人才培养新高地。