《测量学基础》课程教学模式创新与实践

《测量学基础》是诸多工科类专业的基础技术课程,理论性强、应用范围广。然而,面对日新月异的测绘科技,如何在有限的学时内促进学生达成课程目标,成为教学实践中的重要难题。秉持“优团队、创模式、重思政、强实践”的教学创新理念与思路,凝练出5种教学创新方法和途径,即优化测量学基础高水平教学团队、构建知识转化率教学方法新模式、融入现代化测绘新技术和虚拟仿真技术、建立测量学基础课程思政教学体系和强化课程理论与实践平衡发展理念。经过多年教学实践,取得了显著的教学效果。

高中化学借助数字技术推进高中生科学素养培育——以“溶液依数性探究”一课为例

本文介绍如何在化学教学中利用数字传感器及相关软件,从问题出发创设情境,设计实验并开展课堂教学探究,再通过数据以及图表的辅助,帮助学生基于证据开展对实验结果的讨论,对探究过程进行反思,从而培养学生证据意识和辩证意识,促进学生化学学科核心素养的发展与探究能力的提升。

人工髋关节置换修复老年骨质疏松性股骨颈骨折发生下肢深静脉血栓的时间分布

背景:下肢静脉血栓是髋关节置换术后发生率较高的并发症,目前对于老年骨质疏松性股骨颈骨折行关节置换后血栓形成的时间临床研究报道较少。目的:探讨采用人工髋关节置换治疗的老年骨股颈骨折患者围手术期下肢深静脉血栓发生的时间分布。方法:分析178例老年股骨颈骨折行人工髋关节置换治疗患者的资料。患者根据置换前是否应用低分子量肝素抗凝剂分为抗凝组和非抗凝组。所有患者伤后第1,3,5天、伤后5-7 d、术后第2,5,7,14天行双下肢静脉彩超检查对下肢静脉血栓监测,记录和统计不同时间点2组患者发生血栓的例数和发生率,通过绘制频数分布表及折线图确定伤后和术后血栓高发时间点。结果与结论:(1)抗凝组72例共发生血栓6例(8%);未抗凝组106例共发生血栓22例(21%),2组比较差异有显著性意义(P<0.05);(2)患者血栓发生时间集中在伤后3 d及术后第1天;(3)结论:股骨颈骨折患者血栓发生的高峰时间是伤后1-3 d及关节置换后第1天,伤后即采取预防措施可显著减少下肢静脉血栓的发生。

综合生态与社会效益的辽西北沙化土地生态治理成效评估模型

辽西北是阻止科尔沁沙地侵入华北平原和东北平原的重要生态屏障,开展该区域生态治理成效评估具有重要意义。为了更加全面地评估沙化土地生态治理成效,本文建立了顾及生态效益和社会效益的沙化土地治理成效评估模型。利用多源遥感数据和地面调查统计,基于建立的综合模型评估辽西北十县沙化土地生态治理成效,并依据遥感数据之间的交叉验证和野外调查结果,分析模型关键技术的合理性和可靠性。结果表明:①利用Landsat和Sentinel-2数据,交叉验证模型估算的生态效益单一指标和综合指标,发现相同指标结果之间具有较强的相关性,Pearson系数介于0.61~0.84,p<0.01;②模型估算的FVC与野外调查的植被盖度间也具有较强的一致性,Pearson系数达0.76,p为0.016,表明了模型关键技术的合理性;③利用综合评估模型评估辽西北十县沙化土地生态治理成效时,发现其在时间和空间上变化不稳定。综上,建立的成效评估模型较好地综合了沙化土地治理的生态效益和社会效益,可为其他生态治理成效或生态修复成效评估提供参考,但针对不同区域时模型参数需加以调整。

典型农业干旱遥感监测指数的比较及分类体系

面对多种多样的农业旱情遥感监测指数,如何进行选取是目前遥感指数应用所面临的主要难题。该文以MODIS产品为遥感数据源,比较分析了13种典型的农业干旱遥感监测指数,建立了农业干旱遥感监测指数的分类体系,阐述了不同指数类型的适用范围。结果表明,多种遥感干旱指数对农业干旱的描述并非完全一致。不同指数利用不同的地表特征变化来描述农业干旱程度,是造成这种不一致的主要原因。据此,研究将典型农业干旱遥感监测指数分为4大类:土壤水分变化类、冠层温度变化类、植被水分变化类和作物形态及绿度变化类。其中第1类指数比较适宜于农业旱情预警及土壤干旱型农业旱情的监测,这类指数中修正的垂直干旱指数MPDI可以较好地反映表层土壤水分的变化,并适宜于时序变化监测。第2类指数不仅适宜于旱情预警,更适宜于旱情监测,这类指数中推荐选择基于LAI-LST特征空间的温度植被干旱指数TVDI;第3、4类指数,较适宜于农业旱灾的预警以及灾后评估,该文为农业干旱遥感监测指数的选取提供参考。

股骨干骨折患者围手术期发生下肢深静脉血栓的特点

目的了解采用股骨髓内钉固定治疗股骨干骨折的患者围手术期下肢深静脉血栓发生的时间分布特点。方法选取2010年10月-2016年10月208例在承德医学院附属医院创伤骨科采用手术治疗的股骨干骨折患者,根据患者术前是否采用预防性抗凝措施分为抗凝组和非抗凝组,两组患者分别于伤后第1、3、5及超过5天和术后第2、5、7及14天8个时间点分别进行下肢血管彩色多普勒检查,统计总的血栓发生例数和发生率,并对两组患者进行比较。统计不同时间点两组患者新发生血栓的病例数和发生率,通过频数分布表分析伤后和术后血栓发生的高峰时间。结果根据纳入标准共纳入208例患者,其中术前抗凝组115例,有16例发生血栓,发生率13.91%,术前未抗凝组93例,发生深静脉血栓27例,发生率29.03%。两组比较差异有统计学意义(χ~2=7.167,P=0.007)。两组患者血栓发生的高峰时间是伤后第3天和术后第1天。结论股骨干骨折患者围手术期,深静脉血栓发生的高峰时间是伤后前第3天和术后第1天。患肢深静脉血栓的预防应从伤后即开始实施,伤后就进行药物预防性抗凝可降低深静脉血栓的发生率。

一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异核驱动模型及其不确定性分析

地表热红外发射率（8~14μm）的方向性变异为遥感地表温度的反演及应用引入了不确定性,这种问题在城市地表显得尤为突出.发展了一种近似用于高发射率城市地表热红外等效发射率的方向性变异（Urban Surface Emissivity Anisotropy,USEA）核驱动模型,并分析了具体应用时的不确定性,其中USEA用非垂直观测的发射率与垂直观测时的发射率之比定量表示.模型有两个基本假设：（1）白天,USEA具有热点效应,热点位置与太阳位置接近;（2）夜晚,USEA无明显热点效应,且主要与观测天顶角相关.该核驱动模型由各向同性核、多次散射核、以及温差核组成,其中各向同性核为常数1,多次散射核描述了USEA与观测天顶角的关系,温差核描述了USEA的热点效应.基于计算机模拟数据的模型评价结果表明,核驱动模型可以表达USEA的时空变化,但城市地表热惯量会导致模型的适用性降低.该核驱动模型在MODIS等传感器的方向性比辐射率数据上,具有一定的应用潜力.

顾及“岩土差异”和植物多样性的矿区生态环境遥感监测模型

矿区生态环境遥感可为矿区土地复垦或生态修复活动提供必要的监测数据,也可为相关部门提供便捷的监管工具,具有重要的实用价值和研究意义。然而,面向矿区或矿山场景,大多数生态环境遥感综合指数还未能有效顾及稀疏植被区裸土和裸岩的质量差异问题(简称“岩土差异”),以及浓密植被区植物多样性导致的生态质量差异问题(简称植物多样性)。为了更全面、准确地监测与评价矿区生态环境,建立了矿区植被-土壤-不透水层(或裸露岩石)框架,并据此发展出一种面向矿区环境的遥感综合生态指数(简称REM)。研究以Sentinel-2多光谱数据为驱动,以抚顺西露天矿为研究区域,实现了2016—2021年10 m分辨率的年度REM监测,并结合野外调查数据(95个采样点)和地表覆盖类型分类数据对比分析了REM模型的性能。结果表明:①REM值与土地覆盖类型表征的生态环境质量具有较强的一致性,并能够区分裸土和不透水层(或裸露岩石)的质量差异;②REM值与野外采样点调查的生态环境质量也具有较强的一致性(相关系数0.8994,显著性水平P<0.01),并能够顾及植物多样性问题;③REM值有效表征了2016—2021年研究区生态环境质量的时空格局和演变,通过2021与2016年REM差值也可以有效表征生态修复区域的质量变化。最后,探讨了REM值的分级问题,给出了REM模型的简化应用策略。综上,构建的REM模型在准确描述矿区生态环境质量的同时,能够有效兼顾“岩土差异”和“植物多样性”问题。当然,REM模型中的参数有可能需要适时调整,以适应“岩土差异”和“植物多样性”问题在不同地理区域、数据条件或矿区场景下的变化规律。

干旱区地表温度和热岛效应演变研究--以宁夏沿黄城市带为例

宁夏沿黄城市带位于宁夏东北部,不仅是干旱地区地理研究的重点区域,也是宁夏经济发展的核心区域。基于2000-2018年的MODIS地表温度、土地覆盖类型以及植被覆盖率数据,通过计算热岛比例指数(URI),利用Mann-Kendall非参数检验及Sen’s斜率估计法,对宁夏沿黄城市带近20 a白天和夜间的地表温度(LST)和热岛效应时间变化进行分析。结果表明:(1)近20 a来,宁夏沿黄城市带大部分地区LST变化不显著,但在植被覆盖率增加区域,白天LST显著减小而夜间LST显著上升;植被覆盖率减小区域与之相反;夜间LST变化幅度强于白天。(2)宁夏沿黄城市带的热岛效应通常在白天较弱、在夜间较强;白天和夜间时刻的城市热岛效应在一年内呈现不同的季节变化特点,白天春冬较强,夜间夏季较强;过去近20 a,宁夏沿黄城市带白天热岛效应呈现稍微减弱趋势,夜间热岛效应呈现稍微增强趋势,但变化趋势均不显著。(3)从植被覆盖率和地物类型两个影响因素的研究表明,植被覆盖率是影响地表温度变化的重要因素,城建区与郊区主要地物温差的改变是城市热岛强度变化的重要原因。从长时间序列变化的角度详细分析干旱区城市热岛的特征和变化原因,可为干旱区城市热岛带来的环境问题治理提供参考,也为研究干旱区热岛提供了借鉴。

定量遥感课程有效教学方法探索与实践

定量遥感是遥感科学与技术专业的核心必修课程之一,其涉及内容广泛、基础模型复杂、核心算法众多,采用何种有效教学方法才能顺利完成本科教学目标与要求,成为目前教学过程中的重点和难点。本文提出了一套"知识转化率模型"的教学方法,认为单位学时内学生习得的知识量为教师输出量、学生接受量及学生知识转化率三者的乘积,只有每一单项均达到最优,最终的教学效果才能达到最优。文中详细列举了典型的具体教学措施,以促使"知识转化率模型"中每个单项达到最优化状态。结合"遥感地表温度与植被盖度空间"模型这一定量遥感知识点,阐述了上述教学方法的应用实践。本文研究有助于提升遥感科学与技术专业的教学质量与人才培养水平,也可为其他相关课程的教学提供参考。

基于多源遥感数据的生态系统服务功能时空演变趋势分析

研究区域生态系统服务功能的时空演变趋势,有助于揭示人类活动或气候变化对该区域生态环境的影响,从而为生态系统服务功能的保育和管理提供依据。本文以淮安市为研究区,通过在时间维上拓展生态系统服务功能重要性评估的遥感指数法,计算了2000—2018每年的水源涵养、水土保持和生物多样性维护功能,并利用Mann-Kendall非参数检验和Hurst趋势性分析方法分析了时空演变趋势,结合中高分辨率遥感数据解译探索了变化原因。研究结果表明:①淮安市大部分区域生态系统服务功能呈显著增加趋势,其中水源涵养和生物多样性的增长趋势持续性较弱,而水土保持增长趋势持续性较强;②生态系统服务功能增加区域主要发生在耕地、林地等植被覆盖区域,减少区域主要发生在建筑用地等非生态用地区域;③淮安市耕地和林地等植被覆盖区域占比基本不变,甚至随着建筑用地占比的增加而稍有减少,生态系统服务功能增加的主要原因可能在于植被活力的增强,具体表现为植被绿度和植被生产力的增加。

海域功能区统筹规划科学使用分析决策系统建设研究

本文介绍了我国天津港海域功能区统筹规划科学使用分析决策系统的建设背景、研究内容和技术路线、总体架构、主要功能、技术特点以及展望。为不断优化和提高天津海事局辖区内的建设和管理,构建了海域功能区统筹规划科学使用分析决策系统。该系统主要包括基础设施模块、数据管理模块、支撑应用模块,具有辅助决策分析功能、信息查看功能、系统管理功能和数据管理功能等。展望未来,将继续深入研究,完善数据库,优化系统功能,加强系统的可靠性和安全性,为海域资源的开发利用提供科学依据和决策支持。

安徽琅琊山铜矿植物和土壤重元素同步辐射X射线荧光分析

利用同步辐射 X射线荧光分析方法研究了生长在金属矿山上的植物体内重元素的组成与含量 ,以及植物对重元素的富集特性。对采自安徽琅琊山铜矿的梓木草 (Lithospermum Erythrorhizon)和山慈菇(Tulipa Edulis) 2种植物的重元素分析结果表明 ,在锌木草各营养器官之间 ,各种重元素的分布极不均匀 ,Mn、Fe、Cu、Zn等主要富集在多年生根中。山慈菇叶片中的重元素的含量 ,比其他地方的同种植物较高。与一般植物体内重元素检测方法相比 (如火焰原子吸收光谱法 ) ,该法的灵敏度高 ,样品处理简便。

股骨干骨折患者深静脉血栓形成的时间分布及D-二聚体的诊断价值

目的:探讨股骨干骨折患者下肢深静脉血栓形成(DVT)发生时间规律及血浆D一二聚体浓度对其诊断价值。方法:选取138例于承德医学院附属医院创伤骨科采用手术治疗的股骨干骨折患者,分别于伤后第1天、术前1d、术后1d、术后3d、术后5d测定血浆D一二聚体浓度,并于伤后第1天、伤后第3天、伤后第5天,伤后超过5d及术后第2天、术后第5天、术后第7天、术后第14天行下肢静脉彩超检查。结果:血栓组共纳入23患者例患者,其中8例(5.80%)发生于伤后1~3d,8(5.80%)例发生于术后第2天。患者创伤后D-二聚体水平均值高于正常值,术前1d血栓组D-二聚体水平明显高于非血栓组,差异有统计学意义(P<0.05);当D-二聚体临界值为2.31ug/m L时,敏感性为0.631,特异性为0.509当D-二聚体临界值为4.63ug/m L时,敏感性为0.481,特异性为0.807。结论:1患者血栓发生的高峰时间是伤后第3天和术后第1天。2D-二聚体对创伤后下肢静脉血栓的诊断具有一定的诊断价值,术前1d以4.63ug/m L,作为临界值较为合适。3D-二聚体变化趋势与血栓发生的高峰趋势相近。

“测量学”的教学方法探索与实践——以本科地球物理专业为例

测量学是一门需要密切结合理论与实践的应用科学,它不仅是其他相关学科学习的基础,同时也是一门实用性极强、应用范围广泛的学科。而在我国高校“测量学”的教学中,除了面向测绘专业开展相关教学,“测量学”也作为理工科的一门基础学科,针对“非测绘”专业开展相关课程。其中“测量学基础”是笔者所在院校地球物理工程专业在本科阶段所开设的一项大类必修课,本文针对“测量学基础”课程在地球物理学科中的教学方法进行探索与实践,并对教学经验进行总结,为测量学课程在其他相关“非测绘”类专业课程的教学提供一些思路,有助于进一步提高专业人才培养水平。

基于多分类器组合的高分辨率遥感影像目标识别

研究多分类器组合的形式及其在目标识别中的应用。设计和实现了基于多分类器组合从高分辨率遥感影像中提取目标的具体方法。以楼房的识别与提取为例,选用QuickBird高分辨率影像,利用投票法、加权求和、完全一致规则及或运算合并等多分类器组合方法进行目标识别,比较了多分类器系统与单一分类器的精度与性能,从理论和实验两方面分析了多分类器组合用于目标识别的精度影响因素,提出了相应的改进策略。实验表明,在采用合理的组合规则下,多分类器组合能使目标识别结果达到高识别率和高置信度。

交通安全分析评价GIS的设计与实现

基于面向对象思想完成了交通安全分析评价GIS系统的概要框架设计、详细设计以及数据库设计,提出选用C#语言结合SuperMap Objects组件在Microsoft.NET平台上实现系统开发的技术方案。交通安全专业分析模型以可执行程序或动态链接库的形式与GIS进行集成。系统主要功能包括:交通事故数据库建立、事故数据录入及编辑、动态分段、黑点鉴别、评价指标统计、事故严重程度分级、事故时间/成因分布分析、多元线性回归等。

高速公路建设项目的社会经济效益研究及实证分析

通过对高速公路项目的主要社会效益的分析 ,提出“高速公路建设项目的社会贡献率”指标作为对高速公路的社会经济效益的衡量指标。给出了社会贡献率的定义和计算方法。进行具体实例分析计算。

京津冀冬季气溶胶光学厚度遥感反演

针对传统的暗像元算法难以满足植被稀疏陆表气溶胶遥感监测需求的问题,提出了冬季植被稀疏的京津冀地区气溶胶光学厚度的遥感反演方法。以2016—2018年连续3年1—2月的AQUA/MODIS L1B数据为数据源,采用暗像元算法与深蓝算法结合的方法对冬季京津冀地区的气溶胶光学厚度进行了遥感监测。使用AERONET数据对结果进行了验证,并与MODIS MYD04_L2暗像元-深蓝气溶胶产品进行了对比。结果表明,该算法在冬季京津冀地区的气溶胶监测效果远好于暗像元算法,并与MODIS气溶胶产品表现出了显著的相关性,且有效监测范围更大、空间分辨率更高。根据连续监测结果,分析了京津冀地区冬季气溶胶光学厚度空间分布特征及其影响因素。

非测绘专业测量学课程之有效教学行为探讨

本文针对非测绘专业的测量学教学,结合实际教学经验以及美国教育家鲍里奇的有效教学理论,探讨了测量学教学过程中的五种关键行为以及五种辅助行为。实际教学经验表明,这些教学行为的有机结合有助于提高测量学教学效果。