原创《遥感地质学课程和地质填图实习相结合的教学》
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遥感技术作为一门发展极其迅速的技术,在当今各行各业中的作用日益突显.尤其作为“数字地球”等国际重大计划中不可或缺的重要技术,其技术的更新日新月异.而作为地质学类学生必修的一门专业基础课,遥感地质学课程要求学生能够掌握基本的遥感技术特点、遥感图像解译方法、遥感工作的基本流程、遥感地质解译方法等内容,更重要的是要求学生能够利用相关的图像处理软件完成一定图像的解译,达到能真正使用遥感技术解决实际地质问题的目的[1-3].作为大学三年级的本科生,虽然已经学习了地质学基础、构造地质学、岩浆岩、变质岩、沉积岩等地质学类的相关基础课程.但是,因为学时、教学经费、教学资源的限制,学生的地质野外实践课时非常有限,除了经过两次教学实习之外（大学一年级的地质认识实习和大学二年级的地质填图实习）,对野外的实际地质现象的了解以及野外地质问题的认识还非常局限.如果对某一研究区域毫无了解和认识,或者只是通过书本知识以及查找相关资料获取了一定的内容.那么在遥感地质学的教学中,让学生自己利用遥感技术解决相应的地质问题则几乎不可能.因此,地质解译资料的选取,决定了在教学中能否让学生掌握遥感地质学的整体内容、地质解译的步骤和具体的方法.为此,本文将论述在遥感地质学课程的教学中结合野外地质填图实习内容的教学方法,加深学生对地质解译流程、解译方法等内容的强化学习,为遥感地质学的教学提供新的参考.
一、遥感地质学课程的性质和主要内容
遥感地质学,简单来讲就是遥感技术与地质学的结合,也就是利用遥感的技术手段来解决地质的问题.课程最主要的内容可以分成两大模块：其一为遥感技术的基础知识,如遥感的基本概念、遥感的应用、遥感的基本原理,同时还必须讲解遥感的仪器、平台以及信息获取的整个过程,并让学生掌握遥感图像的处理方法和步骤.这部分内容属于全新的内容,对于地质学类的学生来说较为陌生.因此,需要花费较长的时间让学生理解和掌握,才能为后续课程的学习提供基础和参考.其二为地质解译的主要内容,即地貌解译、构造解译、岩性解译、遥感找矿等.这部分内容属于重点掌握内容,但因为课时的限制,这部分内容的教学主要是让学生尽快回顾已学课程的内容,并紧密结合前期课程的基础内容才能尽快掌握.而整个遥感地质学的内容,需要将上述两部分内容紧密地结合起来,才能进行后续的实际应用.在后半部分实际问题的解决中,最为常见的遥感地质问题有地质灾害、水体、冰川等的变化研究及监测,进而为相关灾害预警、环境变化提供帮助.这部分内容主要在方法技术手段以及地貌解译部分讲解.虽然内容繁多,但整体方法步骤清晰简单.而在基础地质学的研究中,遥感主要用来进行构造、岩性、地层等的解译,进一步完成地质规律及演化等相关内容的深入研究.虽然学生在学习遥感地质学之前,已经具备了地质学的基础知识体系,可以在野外识别地质现象、岩性、构造等.同时,学生也可以利用简单的地质现象对地质规律、地质问题进行描述和解释.然而,遥感地质学和其他很多基础地质科学不同,遥感地质学必须在学习概念、理论的基础上掌握具体的操作,并让学生会针对性地进行地质解译.因此,实践教学是其中重要的一个环节.为了更加有效地学习课程后半部分地质解译的内容,必须让学生熟悉整个解译过程（包括室内和野外的结合）.而大多数的教学中,都是根据课程的需要通过教师给学生练习的数据完成室内教学内容.但是通常给出的数据区域,学生往往比较陌生或者对研究区的地质状况所知不深,难以达到野外和室内相结合的目的.在这种情况下,学生在遥感技术的学习和地质学的学习容易脱节,根本无法很好地将二者联系起来.因此,学生往往反馈遥感在进行地质解译时困难较大,无从下手.
二、地质填图实习主要内容
地质填图实习,是大学二年级暑假之前进行的教学实习,通常选取自然条件好,便于观察和描述岩石露头以及地层的研究区进行.在地质填图实习阶段,学生已经通过前期的课程掌握了一定的地质专业基础理论.地质填图实习的目的在于通过教师的指导,让学生可以在一定程度上独立开展地质工作.其主要内容是从整体上进行地质特征、构造的认识和分析,并通过岩性的识别、鉴定以及地层的描述,最终完成地质填图[4].主要步骤有踏勘、剖面测制、路线调查以及室内制图和报告编程.首先由带队教师带领所有学生进行踏勘,对整个区域的地质地貌及构造进行总体的把握,然后分组进行剖面测制,对填图区域进行地层以及岩性的基本了解.在此基础上,学生进行路线调查完成整个区域的地质情况调查和描述.在具体的剖面测制以及路线调查中,学生需独立进行观察并记录,对观察到的地质现象进行详细描述,并根据地形图勾勒地质地层分界线、岩性界限、典型的构造位置等.这样才能进行最后的室内制图和报告编写.以笔者所在单位为例,整个过程是三周的野外实践和一周的室内资料整理及报告编写.通过四周的实习训练,学生对整个研究区的地质概况、地貌、地层划分、岩性等内容有了整体的了解.
三、利用地质填图内容完成遥感地质学实践课程教学
以上的内容可以看出,野外地质填图所涉及到的内容,主要有岩性的识别、构造的识别、地层的识别等内容,这和遥感地质学所要掌握的重点解译内容几乎一样.因此,结合已有的野外地质调查资料进行遥感内容的学习,可以起到事半功倍的效果.学生已经在野外进行了三周的地质填图实习,并进行了一周的室内资料和报告编写,对研究区的地层、岩性和构造有了较为深入的了解.同时,通过前期的遥感技术部分的学习,掌握了遥感图像处理的基本方法和步骤.在此基础上,学习遥感地质学后面的地质解译内容时,只需要下载相关研究区的遥感数据,并在课堂上利用遥感的手段对遥感图像进行解译即可.因学生对研究区的地质情况比较熟悉,很快就可以和遥感内容相结合.学生主要进行解译流程的掌握,从遥感图像的导入到图像的辐射定标和大气校正,然后进行几何校正.同时,结合不同的处理方法,进行图像的增强、彩色变换、分类等处理即可.
四、总结
遥感地质学作为基础专业课,具有较强的实践性.虽然课程没有明确要求野外教学实践部分,但是遥感地质学的地质解译往往必须结合野外才能成为完善的解译流程.
教学研究论文参考资料：
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