实验简介：
选址分析是地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）空间分析的重要应用领域之一，需要综合运用地理学、计算科学与专业领域知识，培养学生的空间分析素养与实验操作能力，提升学生应用地理思维与GIS工具解决国民经济和社会发展生产实践问题的综合分析能力。本实验以尾矿坝选址为例展开，以“信息采集→场景建模→选址分析→方案评价”为主线，让学生自主体验学习空间数据采集、三维场景构建、地理环境分析、选址方案形成等理论知识和实践技能。尾矿坝是为堆贮各种矿石尾料的场库所建的大坝，是预防高势能人造泥石流等重大危险源的关键。尾矿坝一旦失事，将对矿山安全和生态环境造成严重影响。选址作为尾矿坝规划的首要环节，其科学性与合理性直接影响到矿山设施建设成本和潜在地质灾害隐患预防。因此，如何科学合理地选择尾矿坝址，是矿山企业可持续发展首先要解决的关键问题，也是空间选址分析的典型应用。考虑到尾矿坝的高危极端环境、实地选址的高成本与高消耗、定址后的不可逆操作等问题，开展尾矿坝选址大型综合虚拟仿真实验十分必要。
实验背景：
选址分析是地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）空间分析的重要应用领域之一，需要综合运用地理学、计算科学与专业领域知识，旨在培养学生的空间分析素养与实验操作能力，提升学生应用地理思维与GIS工具解决国民经济生产实践问题的综合分析能力。
空间分析是一种有效的利用地理信息来认知、预测自然生态环境与调控社会经济过程的关键技术手段之一。作为空间分析的重要应用方向之一，选址分析在国土空间规划、国防建设和国民经济建设等领域发挥着不可或缺的作用。随着三维技术在空间选址中的应用和发展，使得研究人员能在一个全新的三维地理环境中理解地势条件、地形变化、距离关系等，直观表达选址决策优化方案。三维选址分析是时空大数据时代GIS应用的发展方向之一，可在三维场景中综合应用多种数据和分析方法，更加系统、直观、全视角地展示选址的影响因素和决策过程。
实验以尾矿坝选址为例展开。尾矿坝是为形成堆贮各种矿石尾料的场库所建的大坝，是预防高势能人造泥石流等重大危险源的关键，一旦失事，将对矿山安全和生态环境造成严重影响。选址作为尾矿坝规划的首要环节，其科学性与合理性直接影响到矿山设施建设成本和潜在地质灾害隐患预防。因此，如何科学有效地选择尾矿坝址，是矿山企业可持续发展首先要解决的关键问题，也是空间选址的典型案例。考虑到尾矿坝的高危极端环境、实地选址的高成本与高消耗、定址后的不可逆操作等问题，开展尾矿坝选址大型综合虚拟仿真实验十分重要。
本实验依托国家重点研发计划项目“国土资源与生态环境安全监测系统集成技术及应急响应示范（2017YFB0504200）”，以实地观测数据为基础，还原新疆伊犁阿希金矿尾矿库选址的真实场景，融合最新科研成果、国土空间安全和生态文明理念，设计三维选址虚拟仿真实验，培养学生科学思维，增强学生创新运用知识能力。
设计原则：
（1）本实验依托国家重点研发计划项目“国土资源与生态环境安全监测系统集成技术及应急响应示范（2017YFB0504200）”，以尾矿坝选址为案例、实地观测数据为基础，还原新疆伊犁阿希金矿尾矿库选址的真实场景，融合最新科研成果、国土空间安全和生态文明理念，设计三维选址虚拟仿真实验，培养学生科学思维，增强学生创新运用知识的能力。
（2）坚持知识、能力和素质有机融合，面向选址问题复杂性和选址技术应用的实际需求，以尾矿库坝体选址真实案例为驱动，全要素、全视角地设计探究型三维选址分析虚拟仿真实验。实验内容涉及内容广，能有效提高学生全面感知和分析客观空间环境的能力，培养学生解决复杂问题的综合分析能力。
（3）按照“能实不虚、虚实结合”原则，采用计算机仿真、虚拟现实和三维地形建模与分析等技术，支撑学生循序渐进开展三维选址的学习认知、探索研究和综合研判等实验内容。实验动态评价和反馈实验结果，引导学生自主学习、科学思考、探索研究，适度提高学习挑战度，增强学生经过努力思考和学习的获得感和成就感。
实验目标：
本实验通过虚拟与现实、理论与实践融合，引导学生自主学习空间数据采集、三维场景构建、地理环境分析、选址方案形成等专业知识和技能，培养学生的科学思维和双创能力。
（1）巩固地理空间数据采集的基础知识。通过仿真库区空间数据采集全过程，引导学生认知空间数据采集的作业过程、仪器设备，学习地理空间数据采集、处理的原理和方法，训练空间数据处理的实践技能。
（2）掌握数字三维场景构建的基本技能。引导学生了解三维场景构建流程，学习三维场景构建的知识和方法，让学生自主体验学习相关参数设置对三维场景构建结果的影响。
（3）培养虚拟仿真三维选址分析的能力。学习三维选址分析的原理，掌握各种地理环境要素对库区、尾矿坝选址的影响，熟悉三维选址分析的过程和方法，培养学生的科学思维和自主学习能力。
实验要求：
（一）专业与年级要求
本实验主要面向地理信息科学专业、地理科学专业、自然地理与资源环境专业、人文地理与城乡规划专业或相关专业本科生。
（二）基本知识和能力要求
学生需已修过地理信息科学导论或GIS概论、遥感概论等地理信息科学专业基础课程，具备地理信息科学、自然地理学等基础知识。
