一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法技术

本发明专利技术涉及教育教学的技术领域，特别是涉及一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，采用高分卫星影像DEM数据三维建模与先进的3d打印技术结合的方式，从数据来源、三维建模到3D打印的每个流程严格符合科学规范，很好地解决了传统方式存在的问题，三维、汉盲双语标注、拼图的方式，更加激发了视障学童的学习兴趣，提高了学习效果，使特教学校地理课的教与学步入了一个新纪元；包括以下步骤：(1)数据准备，下载包含陆地和海洋的地形影像；(2)地形影像垂直度处理，突出地形起伏特征，便于盲童感知地形差异；(3)投影和裁剪，确定制模区；(4)加载行政边界并标注行政区名。(4)加载行政边界并标注行政区名。(4)加载行政边界并标注行政区名。

【技术实现步骤摘要】
一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法


[0001]本专利技术涉及教育教学的
，特别是涉及一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法。

技术介绍

[0002]地理是一门关于生活在地球上的人与他所处地理环境之间关系的学科。一般来讲，地理所涉及的范围包括人类生活的各种环境,也就是自然环境与人文环境。
[0003]地理课是全国盲校课程实施方案中的必修课程之一。盲文地理教材中没有触觉地图，也没有与之配套的触觉地图册用以辅助教学，有些学校的地图教具采用照猫画虎的2维或2.5维近似方式手工制作完成，这样的教具缺乏统一的制作标准、规范，不符合地理科学精准、严谨的原则，给教师和视障学生学习、使用带来诸多困扰。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，采用高分卫星影像DEM数据三维建模与先进的3d打印技术结合的方式，从数据来源、三维建模到3D打印的每个流程严格符合科学规范，很好地解决了传统方式存在的问题，三维、汉盲双语标注、拼图的方式，更加激发了视障学童的学习兴趣，提高了学习效果，使特教学校地理课的教与学步入了一个新纪元。
[0005]本专利技术的一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，包括以下步骤：
[0006](1)数据准备，下载包含陆地和海洋的地形影像；
[0007](2)地形影像垂直度处理，突出地形起伏特征，便于盲童感知地形差异；
[0008](3)投影和裁剪，确定制模区；
[0009](4)加载行政边界并标注行政区名；
[0010](5)面积较小的行政区做区域一体化处理，因为面积过小的模型不便于盲童拾取、感触及收纳，所以需要结合周边地区地形做一体化处理，做大模型体积；
[0011](6)以行政区为单位进行图像剪裁，形成单个模型；
[0012](7)将全部行政区以外的相邻区域作为一个整体托盘模型导出，作为模型的周边区域，增强地形特征的连续性；
[0013](8)制作34省所在区域的平板模型，类似于一个托盘，作为34省模型的拼装区，在拼装区以向上微微凸起的形式加注各省轮廓线，引导盲童进行拼装，并能自行检查拼装的正确性；
[0014](9)转换34省及周边地区模型格式，使模型格式适应3D打印机读取要求；
[0015](10)进行3D分层设色打印，通过控制打印层数分层分色，用不同颜色区分深海、浅海、陆地、34省；区分颜色主要是便于明眼陪护人员或者教师进一步增强版图和各省概念，提升教学效果；
[0016](11)为增强模型普适性，针对小型3D打印机打印范围较小的情况，可按需提供适合小型3D打印机的分块模型；
[0017](12)柔化模型边界和尖锐棱角，使模型适合触摸与拼装，提高安全性，保护盲童双手不被刺破和划伤；
[0018](13)为整个模型制作外围边框，完成最终制模。
[0019]进一步地，所述步骤(13)中外围边框边角做圆角处理，保护盲童双手。
[0020]进一步地，所述步骤(4)中使用汉语和盲文分别标注行政区名。
[0021]进一步地，所述步骤(5)的方法为：对于模型底部，在ArcMap中使用融合工具Merge，将小区域和周边大的省份做融合，用融合后的行政范围进行地形影像裁剪，得到多区域融合影像。
[0022]进一步地，所述步骤(2)的方法为：通过World Machine软件的滤波工具filter，组合terrace、blur、bias/gain滤波因子，将陆上高程从8613米扩大到50000米，海下高程从
‑
10015米扩大到
‑
13000米，处理后的结果使地形差异从1.8放大到5.3，进行了约3倍放大，山川地形差异触感明显增加。
[0023]进一步地，所述步骤(10)中分层设色的方法为：在打印预览模式下，查看整体模型打印层数，然后将地形高度换算为层数，打印时，通过查看层数进程，确定换线时机；
[0024]根据地形与层数的换算结果设计打印颜色，台湾省巴士海峡以东区域为深海区，使用深蓝色打印；沿海地区为浅海区，使用浅蓝色打印；陆地用灰色，34省底板用橘黄色，34省用白色，陆上国境线为突出显示，用红色。
[0025]与现有技术相比本专利技术的有益效果为：(1)用卫星地形影像数据和3D打印技术结合，制作精准汉盲双语标注的触觉地图拼图教具的完整制模流程；
[0026](2)为模型底部加注盲文标注的设计，使盲童更方便进行辨识；
[0027](3)小区域结合周围地区一体化处理，使得盲童更易进行拼装；
[0028](4)托盘表面各行政区划对应部分，以行政区划线凹槽加汉字标注形式设计，使盲童更方便进行辨识。
附图说明
[0029]图1是实施例步骤(2)中对影像裁剪和投影后的效果图；
[0030]图2是实施例步骤(3)中未进行垂直度处理的效果图；
[0031]图3是实施例步骤(3)中调整地形垂直度的流程图；
[0032]图4是实施例步骤(3)中图2经扩大垂直度方法处理后的效果图；
[0033]图5是实施例步骤(4)的示意图；
[0034]图6是实施例步骤(5)的示意图；
[0035]图7是实施例步骤(5)的示意图；
[0036]图8是实施例步骤(6)，面积较小的行政区做区域一体化处理的流程图；
[0037]图9是经过实施例步骤(6)后的效果图；
[0038]图10是实施例步骤(7)形成的独立模型的示意图；
[0039]图11是实施例步骤(8)中生成汉盲对照的标注示意图；
[0040]图12是实施例步骤(8)中对汉盲对照标注左镜像处理后的示意图；
[0041]图13中左侧为实施例步骤(9)带有地形特征的正像示意图，右侧为根据省的轮廓，制作省的反像平板模型的示意图
[0042]图14是实施例步骤(10)中未进行棱角柔化处理的示意图；
[0043]图15是实施例步骤(10)中进行棱角柔化处理的示意图；
[0044]图16是实施例步骤(11)的示意图；
[0045]图17是实施例步骤(11)使用3D打印软件加载模型后的示意图。
具体实施方式
[0046]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0047]本专利技术的一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，包括以下步骤：
[0048](1)数据准备：下载NGDC美国地球物理中心发布(U.S.National Geophysical Data Center)的ETOPO的地形高程数据；
[0049](2)第一次裁剪和投影，如图1所示，由于原始数据过大，为加快处理速度，先在ArcMAP软件中先进行一次影像裁剪，保留下亚洲地区；然后参照国家测绘本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)数据准备，下载包含陆地和海洋的地形影像；(2)地形影像垂直度处理，突出地形起伏特征；(3)投影和裁剪，确定制模区；(4)加载行政边界并标注行政区名；(5)面积较小的行政区做区域一体化处理；(6)以行政区为单位进行图像剪裁，形成单个模型；(7)将全部行政区以外的相邻区域作为一个整体托盘模型导出，作为模型的周边区域，增强地形特征的连续性；(8)制作34省所在区域的平板模型，类似于一个托盘，作为34省模型的拼装区，在拼装区以向上微微凸起的形式加注各省轮廓线，引导盲童进行拼装，并能自行检查拼装的正确性；(9)转换34省及周边地区模型格式，使模型格式适应3D打印机读取要求；(10)进行3D分层设色打印，通过控制打印层数分层分色，用不同颜色区分深海、浅海、陆地、34省；(11)为增强模型普适性，针对小型3D打印机打印范围较小的情况，可按需提供适合小型3D打印机的分块模型；(12)柔化模型边界和尖锐棱角，使模型适合触摸与拼装；(13)为整个模型制作外围边框，完成最终制模。2.如权利要求1所述的一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，其特征在于，所述步骤(13)中外围边框边角做圆角处理。3.如权利要求2所述的一种特教用汉盲双语标注触觉地图拼图教具的制作方法，其特征在于，所述步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋清华，王雨双，王振华，翟文强，郑新奇，
申请(专利权)人：中国地质大学北京，
类型：发明
国别省市：