ABSTRACT Augmented Reality (AR) sandtables facilitate the shaping of sand to form a surface that is transformed into a digital terrain map which is projected back onto the sand. Although a mature technology, there are still few instances of sandtables being used in surface analysis. Fundamentally there has not been any reported formal assessment of how well sandtables perform in an educational context compared to other conventional learning environments. We compared learning outcomes from using an AR sandtable versus a conventional 3D GIS to convey key concepts in terrain and hydrological analyses via usability and knowledge testing. Overall results from students at a research-intensive New Zealand university reveal a faster task performance and more learning satisfaction when using the sandtable to undertake experimental tasks. Effectiveness and knowledge quiz results revealed no significant difference between the technologies though there was a trend for more accurate answers with 3D GIS tasks. Student learning wise, the sandtable integrated core concepts (especially morphometry) more effectively though both technologies were otherwise similar. We conclude that sandtables have high potential in geospatial teaching, fostering accessible and engaging means of introducing terrain and hydrological concepts, prior to undertaking a more accurate and precise surface analysis with 3D GIS.

中文翻译：

---

用于教育的增强现实沙盘和 3D GIS 的比较可用性

摘要 增强现实 (AR) 沙盘有助于沙子的成形以形成一个表面，该表面被转换为数字地形图，然后投影回沙子上。尽管是一项成熟的技术，但仍然很少有沙盘用于表面分析的实例。从根本上说，与其他传统学习环境相比，没有任何正式评估沙盘在教育环境中的表现。我们比较了使用 AR 沙盘与传统 3D GIS 的学习成果，以通过可用性和知识测试传达地形和水文分析中的关键概念。新西兰一所研究密集型大学的学生的总体结果表明，使用沙盘进行实验任务时，任务执行速度更快，学习满意度更高。尽管 3D GIS 任务有更准确答案的趋势，但有效性和知识测验结果显示这些技术之间没有显着差异。学生学习明智，沙盘更有效地集成了核心概念（尤其是形态测量学），尽管这两种技术在其他方面相似。我们得出的结论是，在使用 3D GIS 进行更准确和精确的表面分析之前，沙盘在地理空间教学中具有很高的潜力，可以培养引入地形和水文概念的可访问且引人入胜的方法。尽管两种技术在其他方面相似，但沙盘集成核心概念（尤其是形态测量学）更有效。我们得出的结论是，在使用 3D GIS 进行更准确和精确的表面分析之前，沙盘在地理空间教学中具有很高的潜力，可以培养引入地形和水文概念的可访问且引人入胜的方法。尽管两种技术在其他方面相似，但沙盘集成核心概念（尤其是形态测量学）更有效。我们得出的结论是，在使用 3D GIS 进行更准确和精确的表面分析之前，沙盘在地理空间教学中具有很高的潜力，可以培养引入地形和水文概念的可访问且引人入胜的方法。