中南大学地理信息科学专业建设的探索与实践

教育部“双万计划”强调建设面向未来、适应需求、引领发展、理念先进、保障有力的一流专业。本文阐述了中南大学地理信息科学专业结合学校定位与专业特点,因材施教、兼具特色的专业建设之路,探索并实践了一系列举措,专业发展取得了长足进步。

大数据时代地理信息科学专业创新教育改革探索与实践

大数据为新时代高校专业创新教育带来了全新机遇与挑战。本文以地理信息科学专业为例,系统剖析并总结了当前我国高校创新教育现状及其面临的主要挑战,对大数据时代地理信息科学专业创新教育改革进行了探索与实践,具体围绕创新理念渗透、创新意识提升、创新思维培养与创新能力考核,提出了高校创新教育改革新举措,可为全面构建高校创新教育体系提供参考。

工科研究生培养中“大思政”建设策略与实践——以中南大学测绘学科为例

以“三全育人”为主要特征的“大思政”建设是工科研究生培养的重要内容。然而由于实施时间较短,其“大思政”建设模式尚处于摸索阶段,在育人广度、深度及维度等方面依然面临系列不足与挑战。该文系统总结工科研究生培养中“大思政”建设成效与面临问题,从协同育人机制、全过程培养与跟踪以及德智育人协同等方面探索“大思政”建设策略,最后以中南大学测绘学科为例,介绍其测绘工程专业研究生“大思政”改革的具体举措,以期为其他高校与学科课程思政建设提供必要的借鉴与参考。

综合地球物理方法在含稀有元素煤系地层勘探中的应用--以新疆温宿县巴依里煤矿为例

新疆温宿县天山南麓煤系地层中稀土元素(REE)和镓元素(Ga)具有良好的利用前景。本文以巴依里煤矿为研究对象,通过开展综合地球物理勘探,初步确定了含煤岩系地层深部延伸情况与展布特征,为后续稀有金属勘查工作主要靶区的圈定提供了理论与实践基础。

基于云端一体的高校个性化教学空间探究——以中南大学为例

在利用现代技术加快推动人才培养模式改革的背景下,建设适应多元化教学组织形式与个性化学习方式的教学空间尤为重要。云端一体化概念的出现,为个性化教学空间的建设与发展带来了新契机。基于此,文章首先从教学的环境、数据、资源等维度,分析了传统多媒体教学空间与个性化教学融合所面临的问题;随后,文章阐述了云端一体个性化教学空间的内涵与构建原则,并按照“物理空间—虚拟空间—云端分析—资源组织”的逻辑,设计了基于云端一体的高校个性化教学空间。最后,文章以中南大学为例,开展了基于云端一体的高校个性化教学空间的实践应用。基于云端一体的高校个性化教学空间的设计与建设,为建设适应教育发展和个性化需求的新型教学空间提供了思路,也为高校实现规模化教育与个性化培养的有机结合提供了技术支撑。

一种基于Android的地球物理仪器控制软件设计

概述地球物理学作为一门观测与实验类学科,其研究需要充分的数据支持。在这个过程中,数据采集是至关重要的一环,而数据采集则依赖于先进的地球物理仪器。然而在早期,我国对地球物理仪器的研制并未引起足够重视,大部分地球物理仪器需要依赖国外进口。随着科技的不断发展,我国的综合国力不断提升,科技创新已成为大国竞争的关键因素之一。在这种背景下,地球物理仪器也朝着轻便化、智能化、数字化的方向发展。

地球物理方法在北部湾干热岩探测中的应用

地球物理方法在干热岩探测中是一种重要的手段,为圈定广西北部湾干热岩远景区,本文利用大地电磁法和重力对广西北部湾进行了探测并分析,结合广西北部湾的地质构造、物性特征、深大断裂及岩体等特征,大地电磁法通过Robust处理,采用二维非线性共轭梯度(NLCG)反演,对重力资料采用2.5维可视化反演,对重力剖面进行拟合定量正演。根据物探成果,本文分析并推断了北部湾地区的热储结构、深部热源、深大断裂、莫霍面、上地幔及岩体的空间展布,并且推断了3条主要的热源通道,圈定了西场盆地为远景区;结果证明,以大地电磁法为主,重力勘探为辅,两种方法相辅相成,在广西北部湾干热岩探测中取得了不错的效果,在干热岩勘查中是可行的,认为西场盆地为北部湾干热岩成矿远景区,并建立了概念模型,为下一步北部湾干热岩探测及干热岩潜力评价提供了物探依据。

大数据智能时代地理信息科学专业人才培养方案的提质与实践

地理时空信息已赋能各行各业。各高校根据不同的专业定位,结合自身的特点确定了专业建设的特色、方向与重点。笔者所在学校地理信息科学专业人才培养彰显典型的工科优势与地学应用服务特色,坚持“厚理论-重技术-强服务”的培养思路,探索大数据与人工智能时代背景下高质量人才培养的关键对策,提升人才培养方案的质量,持续完善课程体系,优化课程内容,革新教学模式,促进笔者所在学校地理信息科学专业健康发展。

伟晶岩型锂矿床地球物理探测及可可托海实例

锂是一种战略性关键金属,因其高电位特征在新能源时代的战略地位突出,并且需求急剧增长。锂矿床是锂资源的自然载体,勘探开发锂矿床是保障低碳能源金属锂资源需求的重要途径。伟晶岩是硬岩型锂矿床重要的赋矿岩体,但大部分锂矿床赋矿岩体规模小,物性特征不明显,地球物理探测难度极大,并且在相当一段时间地球物理勘探与研究被忽视。随着锂矿勘探需求的持续攀升及仪器与方法技术的进步,地球物理在伟晶岩探测中的作用越来越被重视,在勘探应用中也在不断取得突破。本文在简要回顾锂资源需求现状的基础上,讨论和综述了伟晶岩型锂矿床地球物理探测技术,包括岩石物理特征、星载遥感技术、重磁勘探和电法勘探,最后展示了中国新疆可可托海伟晶岩稀有金属矿区音频大地电磁测深探测实例。伟晶岩与淡色花岗岩具有低磁化率、低密度、低极化率和高波速特征,而伟晶岩的电阻率受亲水矿物的影响,在几个数量级的范围内变化。由于伟晶岩和与其共伴生的花岗岩相对于片岩、片麻岩等围岩具有低密度、低磁化率特征,常用区域重磁勘探圈定这一类的花岗岩体。重磁勘探通常难以判别是否为伟晶岩,但近期有少量实例报道微重力能识别花岗岩中的伟晶岩。电法勘探因其相对较高的分辨率和穿透能力能在隐伏伟晶岩型锂矿勘查中发挥重要作用,在伟晶岩型锂矿勘探中被广泛应用。我们在可可托海开展了音频大地电磁测深。其结果表明:矿区及外围电阻率整体较高,但3号脉以南岩田内发育多处低阻体,据已知岩脉发育特征和地质调查结果,推测部分低阻异常体为隐伏伟晶岩反映。地质分析表明,可可托海伟晶岩均含矿,部分同期淡色花岗岩也有矿化特征,综合地质-地球物理特征,推测可可托海伟晶岩田南部有较好的资源前景。

海洋有色金属矿产地球物理勘探进展

随着对海洋矿物资源的勘探研究,人们意识到多金属结核、富钴结壳和多金属硫化物等是具有战略意义的海洋有色金属矿产。近年来,随着地球物理勘探技术的发展,勘探深度逐渐从浅海过渡到深海,加深了人们对深部有色金属资源的认识,深海有色金属资源逐步成为世界各国关注的热点。近十年来,我国在深海矿产资源领域的研究取得了一系列的重要进展。首先,本文主要介绍国内外海洋有色金属矿产的勘探现状,并且在原理基础、正反演技术方法等方面回顾了适用于深海环境的地球物理勘探方法的发展。然后,结合我国在太平洋的多金属结核勘探区、富钴结壳勘探区和在西南印度洋中脊的多金属硫化物矿勘探区的研究进展,归纳了海洋有色金属矿产的地球物理勘探方法及实例分析。

“大知识”时代地理信息科学专业本科人才培养探索与实践

由“大数据”向“大知识”的转变是地理信息科学面临的新机遇与新挑战,也对地理信息科学专业本科人才培养提出了新的要求。本文深入分析了“大知识”时代地理信息科学专业本科人才培养的新特点,立足中南大学工科与地球科学群的专业特色,从人才培养顶层设计、课程体系构建、教学内容建设及教学理念改革等方面,阐述了近年来对地理信息科学专业本科人才培养的探索与实践,可为推动地理信息科学专业本科人才培养提供一定借鉴。

地理信息科学专业高水平师资队伍建设的探索与实践

师资队伍是一流专业建设与一流人才培养的关键因素,也是推进我国高校有组织科研的实施者。本文以中南大学地理信息科学专业为例,探讨了行业特色“双一流”高校高水平师资队伍建设的影响因素与实施途径,并分析了近年来师资队伍建设的成效与问题。本文对地理信息科学专业师资队伍建设的实施策略和途径,可为相关院校地理信息科学一流专业建设与人才培养质量提升提供参考。

铬铁矿地球物理勘探:回顾与展望

铬铁矿是关键金属铬唯一可经济利用的自然资源,主要有层状铬铁矿和蛇绿岩中的豆荚状铬铁矿两种类型,其中豆荚状铬铁矿矿体规模小、发育不规律,是一个长期存在的勘探难题。由于铬铁矿特殊的经济战略地位,美国、欧洲、苏联和中国都非常重视铬铁矿地球物理勘探。铬铁矿地球物理探测技术发展始于20世纪30年代,至20世纪80年代,发展了以重力、磁法为主导的铬铁矿地球物理勘探技术,地震、电法也被应用。这一阶段在苏联乌拉尔肯皮尔赛等超大型蛇绿岩型隐伏铬铁矿勘探取得重大突破,在其他矿区取得一定的进展。自21世纪以来,高精度的便携式仪器和新兴地球物理技术逐渐运用到铬铁矿地球物理勘探,综合地球物理成为铬铁矿勘探的主流方法,在我国罗布莎等多个岩体隐伏铬铁矿勘探中取得突破,在印度、阿尔巴尼亚等国家也取得进展。本文回顾了铬铁矿地球物理勘探的发展历程,综述了铬铁矿岩石物理特征与测量方法、重磁勘探主要应用及存在问题、电磁法勘探的主要方法,并重点介绍了音频大地电磁测深在罗布莎铬铁矿的探测效果和电磁法勘探模式,展望了张量CSAMT技术、磁异常模量反演、高光谱遥感、高密度激电、无人机物探等有望在铬铁矿地球物理勘探中发挥重要作用的前沿技术。

地球物理方法在城市地质结构精细化探测中最优方法组合研究——以成都市天府新区为例

【研究目的】成都市天府新区属于典型的西南红层地区,其地层结构呈泥岩、粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、砂岩互层结构,不同岩性之间的物性差异相对较小,研究浅部地质结构探测方法,有利于实现城市三维精细地质模型的建立。【研究方法】本文在成都天府新区4个典型试验区,采用多种新的和传统的地球物理方法开展了地质结构精细探测试验。【研究结果】地质雷达、三分量频率共振具有较高的分辨率,其次是浅层地震勘探、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、微动勘探;地质雷达和等值反磁通瞬变电磁抗干扰能力最强,浅震、三分量共振、微动勘探受城市噪音干扰比较严重;采用地质雷达、三分量频率共振、高密度电阻率法、等值反磁通瞬变电磁法、浅层地震、微动勘探等方法进行组合探测,可以获得由浅至深不同深度范围内的地质结构分层。【结论】通过对比分析每种方法的探测深度、分辨率、抗干扰强度、施工效率和经济成本,形成了适应于成都市天府新区不同工况、不同探测深度的地质结构精细探测地球物理方法最优组合方案。

新工科背景下地球信息技术方向研究生创新培养模式的思考

新工科建设对地球信息技术方向研究生创新能力的培养提出了更高的要求。研究参照地球信息技术的发展特点和学科特征,围绕当前“数−智”化转型和新工科背景下地球信息技术学科方向研究生培养的知识结构体系、科研创新训练平台与方法、个性化培养模式,提出地球信息技术研究生培养的“数−智”化知识结构和融合课程设置,构建了“四位一体”的启航式地球信息技术方向研究生创新培养体系,探索学科交叉的研究生培养机制与个性化培养途径,为培养地球信息技术交叉学科方向研究生创新人才提供思路。

“卓越工程师教育培养计划”研究——结合中南大学测绘工程专业培养方案

专业培养方案是落实"卓越工程师教育培养计划"的重要组成部分。测绘工程是一个实践性很强的专业,且专业知识覆盖面广、技术更新快。根据这些特点,在中南大学测绘工程专业"卓越计划"培养方案的基础上,对培养方案的制定原则、培养标准、课程体系、能力培养实现矩阵、校企联合培养方案等内容进行了详细的探讨,为其它高校制定和实施测绘工程专业"卓越计划"培养方案提供借鉴和参考。

地质工程专业秭归三峡地质实践教学改革研究——以中南大学为例

地质实践教学是地质类专业本科教学中至关重要的培养环节。寻找合适的地质实践教学资源、制定完善的实践教学方案通常需要实践指导老师大量的长期野外工作积累才能达成。本文以中南大学地质工程专业的基础地质与工程地质实习为例,探索了实践教学资源改革、实践教学教材改编以及课程思政改革三个方面的内容。通过大胆尝试,借用兄弟院校实践教学资源,破解了教学资源短缺的难题。再基于本专业的特色,结合野外实地考察学习和参考资料编写了适合本专业的实习指导书。最后,在实践教学中有机融入课程思政。中南大学地质工程专业在地质实践教学的大胆改革尝试取得了良好的效果。

地球物理学拔尖学生培养模式研究

积极响应教育部基础学科拔尖学生培养计划,开展地球物理学拔尖学生培养模式研究,探索地球物理学拔尖学生培养机制,对培养一流的地球物理学拔尖人才具有重要意义。中南大学地球物理学遵循拔尖人才成长规律,通过科教融合、理工融合、专业融合、国际联合,构建地球物理学特色培养体系和创新人才培养模式,营造拔尖学生培养环境,培养一流拔尖人才。

地球物理学本科的思政教育——以地电学为例

该文从思政教育的重要性出发,探讨将思政融入课程的必要性及思政教育和课程知识之间的关系,然后提出课程学习的相关理念,结合地电学的相关专业知识,包括电磁场基本理论、大地电磁法、直流电法和全球电磁测深法等,尝试性地融入思政教育相关的思想与理念,完成对地电学的学习。通过对电磁场基本理论、海洋电磁法、空间物理等领域的学习,在吸收了解学科发展过程中的思想精华、提高学习兴趣的同时,也加深学生对思政教育的进一步思考,学习大年精神,明白自身的学习目的是要成为对国家和社会有贡献的一份子,树立长远目标。

融合复杂地质信息的地球物理模型建模技术

当前基于非结构化四面体网格的正反演技术具有逼近任意起伏地形和特定地质结构的能力.但任意复杂地质模型的四面体网格建立非常困难,制约了该技术在实际勘探中的应用.针对这一难题,我们提出了一种新的复杂地球物理模型的建模和四面体网格离散技术,具有融合数字高程数据、地质剖面图和钻孔数据等地质地理信息的能力.首先,将已知地质地理信息数字化为控制点和线串.然后,利用SKUA-Gocad软件构建高质量三维体积模型,采用Tetgen网格剖分程序进行四面体网格剖分.最后,以安徽泥河铁矿为例,建立了高质量的复杂地球物理模型,并利用我们提出的解析解公式,计算了泥河铁矿产生的复杂重磁场空间分布.计算结果表明:垂向方向的重力场、重力梯度、磁场、磁场梯度都具有高分辨地下异常磁铁矿和硫铁矿水平边界的能力,为了探测该矿深部潜在的密度和磁性矿体,必须精确计算和减去复杂围岩产生的重磁响应.本文提出的建模新技术,不仅可以用于消去矿山已知浅部地质体的干扰,而且可为深部数据反演提供高质量的参考模型,从而提高深部勘探的效果.