MOOC资源在野外地质实践教学中的应用研究——以中国地质大学(武汉)秭归野外地质实习为例

野外地质实践教学作为地学类专业本科教育的重要组成部分,是帮助学生巩固专业基础、培养地学思维和锻炼实践技能的必由途径。随着新技术对传统地学专业的改造和“互联网+教育”的蓬勃发展,高校地学人才的培养目标更加侧重创新思维和综合能力。传统的教学模式在应对这一转变中逐渐突显不足。本文针对秭归野外地质实习中教师学科背景有差异及学生参与积极性不高等问题,分析探讨MOOC资源的引入如何在提升秭归地质教学质量中发挥重大作用。

基于勘查技术与工程（勘查地球物理方向）专业特色的野外基础地质实践教学方法探讨

勘查技术与工程专业(勘查地球物理方向)是我校地球科学领域的老牌优势专业,其野外地质实践教学是我校办好该专业方向的重要实践教学环节。另外,实践教学效果的好坏,也关系到学生毕业后的就业方向与就业质量。文章从专业设置与定位、中国地质大学秭归实践教学基地的资源条件、教学内容等入手,结合地球物理专业教学经验及基础地质野外教学经验,探讨了勘查技术与工程专业(勘查地球物理方向)本科基础地质野外实践教学课程内容改革的一些想法与教学体会。

地球信息科学与技术专业大学生创新能力培养初探

地球信息科学与技术专业是我国最近新成立的一个新兴专业,本文阐述了对该专业大学生创新能力方面培养的重要性与必要性,重点指出在该专业的教学当中,教师应如何对学生的创新意识与能力进行培养。

地下地球物理实验井设计与建设

根据测井和井中物探、工程物探等教学和科研的需要,设计和建设了地下地球物理实验井3口,最大井孔深200 m,井孔浅层上部安装PVC塑料套管,下部基岩段裸露,完成了全井段取心,进行了岩性编录,取得了井孔测井资料。井段地层上部10 m以内为第四系残坡积层,下部以泥岩为主,浅灰到深灰色,主要由泥质组成,含少量钙质和方解石细脉,块状、厚层状构造,局部细粒结构。

应用地球物理教学中理解思维的培养--以“磁法勘探”课程为例

"磁法勘探"是地球物理相关专业一门重要的主干课程,其中数理公式复杂,如何让学生充分掌握本课程中关键的知识点、理解主要概念是任课老师面临的巨大挑战。本项研究基于课堂教学实践,研究理解思维的培养,提出运用灵活的翻转课堂模式激发学习热情,基于启发式教学培养理解思维,充分结合课堂提问与实践环节,深化对知识的理解。通过学生的积极参与,实现从传统"灌输式"讲授到"自主性"学习的转变,注重培养理解思维,以人为本提升教学效果。

新时期地球物理学本科专业实践教学之思考

随着科学与技术的发展,新时期的地球物理学对大学本科生的综合能力提出了更高的要求。实践教学是培养学生综合能力的关键环节和有效途径。然而,从我国当前的本科教学体系看,实践教学活动缺乏层次性。本文针对地球物理学本科专业的特点,提出了将地球物理学的实践教学分为专业认识、方案设计、案例分析与科学实践四个层次,并且指出不同层次的实践教学需要建立的不同阶段的考核评价体系。为保障实践教学有效实施,本文就教学方法介绍了三点体会:(1)教学应该考虑理论联系实际,有助于学生理解理论方法的应用条件和应用价值;(2)增加方案设计环节,训练学生运用所学知识和技能解决实际问题的能力;(3)野外开展教学实习或生产实习,除了培养学生专业技能之外,还应训练学生的领导能力、组织管理能力、团队协作能力等,教师引导与监督,学生自主设计、协调、实施与管理,是行之有效的举措。

低志愿率类专业大学生生涯规划教育的现状及突破路径研究——以中国地质大学(武汉)地球物理学类专业为例

生源质量影响高校生涯规划教育质量,研究低志愿率类专业大学生生涯规划教育对促进高校生涯规划教育朝着精准化、专业化、全过程化方向发展具有重要意义。中国地质大学(武汉)地球物理学类专业近4年第一志愿录取率较低,学生的生涯规划教育存在意识唤醒难、探索实践难和决策行动难等三个现实困境。通过分析出现以上问题的原因,可以从搭建院本化生涯规划教育课程体系,构建全过程、沉浸式生涯规划教育实践平台,打造专业型生涯规划教育师资团队等方面进行突破,为提高低志愿率类专业大学生生涯规划教育质量提供借鉴。

地球物理专业英语教学中存在问题及模式探讨

根据高校专业英语教学中存在的一系列问题,地球物理专业英语教学中将"以教师为中心"的讲授式教学模式与"以学生为中心"的教学模式相结合,取长补短,既激发学生学习兴趣,又系统运用英语讲解专业基本理论及概念,从而使同学们在专业英语听、说、读、写等方面能力得到提高,成为他们走出国门、了解国外科技进展、开展国际合作的重要工具。

山西晋祠泉复流——地球物理应用研究

1994年晋祠泉断流后,广大人民群众热切期盼千古名泉能早日重现昔日风采,晋祠泉复流工程由此提上议程,明仙沟位于晋祠泉西北侧,是复流工程最重要的研究区之一。地球物理方法在查明主要渗漏段含水层岩性、分布范围、埋藏深度及富水地段,探测基岩埋藏深度及基岩面起伏形态,寻找地下隐伏地质构造和破碎带,评估主要渗漏区的岩溶发育情况、地下水运移方向、渗漏补给性能等方面能提供非常有价值的信息。音频大地电磁法在探测明仙沟深大断裂结构特征、基底构造及其影响范围等方面取得了良好的效果;高密度电法推断了明仙沟150 m以浅的次级断裂发育情况、地下水水位、基岩面起伏形状以及岩溶的发育情况;充电法查明了仙沟地下水流向和流速,推断明仙沟与晋祠泉的水力联系;音频大地电磁法与高密度电法反演所得电阻率断面图显示的主要断裂构造与该区1∶50 000地质图较好吻合,边山断裂响应明显且对边山断裂位置和倾向刻画清晰。地球物理方法综合解释表明明仙沟与晋祠泉之间存在较好的水力联系,为该区生态补水工程选址提供了地球物理依据,认为明仙沟是晋祠泉比较适宜的近源补给区,且蓄水坝应该尽量修建在明仙沟的距离沟口远的深部。

倾子在地球物理断裂构造解释中的应用

倾子是大地电磁测深法的实测参数之一,主要表征垂直磁场和水平磁场之间的复系数线性关系,对地下介质的横向电性不均匀性较敏感,且能有效反映断裂构造特征。在二维大地电磁正演模拟的基础上,根据倾子的定义推导出倾子资料的计算公式,并通过大量模型试算分析倾子资料特征,这里重点研究二维地电断裂模型下倾子的正演响应特征。研究表明,对比视电阻率,倾子资料对横向电性分界面反映更为准确,能有效地反映出断裂构造的位置及规模。将倾子这一特性其应用于实测MT剖面的推断解释中,结合已有地质资料,进一步证明了倾子能有效反应出断裂构造的位置及特征。

中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场修正球冠谐模型(CUG_CLMFM3Dv1)

日益完善的大区域地面航磁调查与卫星磁测给建立高精度与高分辨率的地磁场模型带来了新的契机,同时也对地磁场建模技术提出了更高的要求.本文基于修正球冠谐分析方法,利用全球岩石圈磁力异常汇编网格WDMAMv2中提取的近地表总磁场强度异常数据与CHAMP卫星近十年的矢量测量数据,联合构建了中国及邻区高分辨率三维岩石圈磁场的修正球冠谐模型.该区域岩石圈磁场模型的分辨率可达球谐3500阶/次,进而基于该模型正演计算了研究区域不同高度的矢量数据.将区域模型与高分辨率的球谐模型分别在空间域与频率域进行对比,结果显示区域模型中的高频成份更加丰富,所描绘出的磁异常的形态和幅值更加接近原始建模数据,且在由低分辨率球谐模型补空的区域更加平滑.该应用案例证明,联合可靠的近地面标量与卫星矢量磁测数据,基于修正球冠谐分析方法,有能力构建出高精度与高分辨率的区域三维岩石圈磁场模型.

天山地区均衡剩余地形特征及其地质意义

新生代印度板块持续碰撞和俯冲欧亚大陆的远端效应,波及整个天山地区,强烈改造了天山及相邻块体的岩石圈结构。为了更好地研究天山地区的岩石圈演化和形变过程,本文首先采用联合重力和地震数据反演方法,获得研究区岩石圈密度异常结构,然后考虑有效弹性厚度的横向变化计算研究区均衡剩余地形。结果表明,均衡剩余地形幅值在-1.6~0.9 km之间,且与各构造单元具有良好的对应性。天山各段的均衡剩余地形呈现不同的分布特征,中部为较高幅值的负值,指示剧烈增厚的下地壳;西部为较低幅值的负值,可能与软流圈上涌有关;东部为较低幅值的正值,表明岩石圈形变以地表抬升为主。

基于CART决策树提取高分辨率遥感影像建筑物信息

传统的仅依赖于光谱信息的遥感影像信息提取方法难以满足精度要求,基于CART算法构建规则集,利用决策树技术对玉树地区高分辨率影像进行建筑物信息提取,除了光谱信息外还结合建筑物的纹理特征信息。结果表明,提取精度较传统的最大似然法有了较明显的提高,说明此方法对于高分辨率影像建筑物提取具有一定的可行性。

武汉市1991～2013年城市扩张与地表覆盖变化研究

利用1991～2013年间6个时相的武汉市Landsat遥感数据，使用多端元光谱混合分析方法进行混合像元分解，得到各时相的地表覆盖丰度图。根据丰度信息，计算土地变化动态度与土地覆盖变化强度，得到地表覆盖变化情况，分析武汉地区城市扩张与土地转移特征。结果表明，武汉市主城区建设用地源自对城市外围的绿地与内部湖泊地区的侵占，湖泊与绿地面积总体呈下降趋势。

基于VB.Net的ActiveX技术在地质绘图中的应用

地质绘图工作常常面临数据量大、精度要求高等问题,这使绘图的计算机自动化实现显得尤为必要。本文根据实际工作中遇到的问题,详细介绍了在CorelDraw 12的基础上引用ActiveX技术实现了背景图下的井坐标自动定位的方法。通过应用实例可以看出,自动化实现井数据的定位,大大缩短了地质绘图的前期数据准备工作,提高了工作效率。同时,也为大数据量地质资料处理工作提供了参考。

有限长圆柱体磁异常场全空间正演方法

在经典位场理论中,许多简单形体位场异常难以通过积分得到全空间的解析式.圆柱体是一类很重要的理论模型体,常用于模拟圆柱状地质体或非地质体(如管线),但目前还不能用解析公式正演有限长圆柱体在三维空间里的磁异常,而多是采用近似简化为有限长磁偶极子或线模型代替.对于有限长圆柱体,特别是半径相对于上顶埋深较大时,这种近似的误差不可忽略.本文利用共轭复数变量替换法,推导出有限长圆柱体在全空间的引力位一阶、二阶导数,利用Poisson关系得到磁异常正演公式,进而利用有限长圆柱体磁异常正演公式求解管状体的磁异常,得到不同磁化方向、不同大小的管线产生的磁场的特征,并将其推广到截面为椭圆的情况.最后通过模拟计算定量给出了将圆柱体近似为线模型的条件.

基于经验模态分解互信息熵与同步压缩变换的微地震信号去噪方法研究

针对微地震信号具有随机性、非平稳性与时频耦合的特点以及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)的模态混叠问题,提出了基于经验模态分解互信息熵与同步压缩变换(Synchrosqueezing Transform,SST)的微地震信号去噪方法。首先对微地震信号进行经验模态分解,获得从高频到低频排列的固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF)分量;然后求取相邻固有模态函数分量之间的互信息熵,从而辨识出高频与低频部分的分界;最后利用同步压缩变换提取高频部分的有效信号,将其与低频部分重构,实现微地震信号的有效去噪。利用不同噪声强度的理论模型和实际资料,对本文方法与直接舍弃高频成分的去噪方法进行了对比,结果表明,本文方法能够很好地去除微地震信号中的混叠噪声,并将有效信号从噪声中提取出来,提高了资料的信噪比。

青藏高原挠曲均衡重力异常特征及其地质意义

自新生代印度板块的块持续碰撞与俯冲作用下,青藏高原经历了快速隆升与复杂的岩石圈改造过程,但高原现今的垂向动力学机制和地壳形变特征仍然存在争议。基于非均一有效弹性厚度的挠曲模型,利用地形和地球重力场模型数据,计算了青藏高原及邻区的挠曲均衡重力异常。结果显示,青藏高原的均衡重力异常在-120~90 mGal之间,高原中部为明显的正异常特征,边缘为显著的均衡负异常。极小值出现在青藏高原西北部及其相邻的帕米尔高原,极大值则出现在与之紧邻的喜马拉雅块体西北部。此外,在青藏高原北面和东面,塔里木盆地和四川盆地显示出大片的均衡正异常。这些特征说明青藏高原及邻区地壳现今处于非均衡的状态,在板块碰撞挤压作用下,老的块体地壳整体发生抬升,导致了均衡正异常特征;而年轻的造山区域,地壳形变主要表现为地表抬升与下地壳强烈增厚,形成了均衡负异常。在高原中部和北部,均衡调整方向与地壳垂向运动趋势相一致;但在高原南面(喜马拉雅块体)和东面(四川盆地),均衡调整方向与地表形变观测结果相反。这说明印度板块碰撞与俯冲仍然控制着青藏高原南部、东部及其相邻块体的地壳形变过程,然而在更北的区域,地壳正通过均衡调整恢复均衡状态。

地震预警信息发布单元的研制

文中设计一款地震预警信息发布单元,采用ITOP4412核心板作为主控板卡,利用其网络模块通过TCP/IP通信对地震信息推送服务器的数据包进行接收,并根据相关协议对接收数据包进行解析,得到本地地震烈度、地震到达时间、震源发生坐标等信息。通过I/O口驱动控制板卡进行地震烈度报警,同时,通过自带音频模块进行报警广播,利用RS 232通信接口与GLM-430-C触摸液晶屏进行数据交互和报警解除操作,具有地震信息推送报警响应快速、工作稳定等特点。

基于GNSS观测的泸定M_(W)6.7地震震后粘弹性松弛效应

以2022年泸定M_(W)6.7地震为例,通过计算两个连续GNSS测站间的相对位移提升震后变形信号的信噪比,并在此基础上采用分层介质模型模拟此次地震造成的粘弹性松弛效应。结果表明,当下地壳稳态粘滞系数在1019 Pa·s量级时可以较好地解释震后变形,该结果与前人得到的青藏高原下地壳粘滞系数较为接近,略大于根据2008年汶川地震震后变形得到的川西高原下地壳稳态粘滞系数。