遙感地質學課程與地質填圖實習相結合的教學研究

周文納

摘要：遙感地質學課程有大量的實踐教學內容，針對學生對實際應用問題接觸較少，沒有大量的野外地質調查實踐經驗的問題。本論文重點闡述在課程教學中緊密結合地質填圖實習的內容，讓學生利用相對熟悉的地質填圖實習野外實踐來緊密結合課程內容，做到對遙感地質學中巖性、構造、地貌等地質解譯的重點內容更加深入、清晰的理解和掌握，從而達到已有課程實踐知識和新內容融會貫通的目的。

關鍵詞：遙感地質學；地質填圖；地質解譯

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）19-0152-02

遙感技術作為一門發展極其迅速的技術，在當今各行各業中的作用日益突顯。尤其作為“數字地球”等國際重大計劃中不可或缺的重要技術，其技術的更新日新月異。而作為地質學類學生必修的一門專業基礎課，遙感地質學課程要求學生能夠掌握基本的遙感技術特點、遙感圖像解譯方法、遙感工作的基本流程、遙感地質解譯方法等內容，更重要的是要求學生能夠利用相關的圖像處理軟件完成一定圖像的解譯，達到能真正使用遙感技術解決實際地質問題的目的[1-3]。作為大學三年級的本科生，雖然已經學習了地質學基礎、構造地質學、巖漿巖、變質巖、沉積巖等地質學類的相關基礎課程。但是，因為學時、教學經費、教學資源的限制，學生的地質野外實踐課時非常有限，除了經過兩次教學實習之外（大學一年級的地質認識實習和大學二年級的地質填圖實習），對野外的實際地質現象的了解以及野外地質問題的認識還非常局限。如果對某一研究區域毫無了解和認識，或者只是通過書本知識以及查找相關資料獲取了一定的內容。那么在遙感地質學的教學中，讓學生自己利用遙感技術解決相應的地質問題則幾乎不可能。因此，地質解譯資料的選取，決定了在教學中能否讓學生掌握遙感地質學的整體內容、地質解譯的步驟和具體的方法。為此，本文將論述在遙感地質學課程的教學中結合野外地質填圖實習內容的教學方法，加深學生對地質解譯流程、解譯方法等內容的強化學習，為遙感地質學的教學提供新的參考。

一、遙感地質學課程的性質和主要內容

遙感地質學，簡單來講就是遙感技術與地質學的結合，也就是利用遙感的技術手段來解決地質的問題。課程最主要的內容可以分成兩大模塊：其一為遙感技術的基礎知識，如遙感的基本概念、遙感的應用、遙感的基本原理，同時還必須講解遙感的儀器、平臺以及信息獲取的整個過程，并讓學生掌握遙感圖像的處理方法和步驟。這部分內容屬于全新的內容，對于地質學類的學生來說較為陌生。因此，需要花費較長的時間讓學生理解和掌握，才能為后續課程的學習提供基礎和參考。其二為地質解譯的主要內容，即地貌解譯、構造解譯、巖性解譯、遙感找礦等。這部分內容屬于重點掌握內容，但因為課時的限制，這部分內容的教學主要是讓學生盡快回顧已學課程的內容，并緊密結合前期課程的基礎內容才能盡快掌握。而整個遙感地質學的內容，需要將上述兩部分內容緊密地結合起來，才能進行后續的實際應用。在后半部分實際問題的解決中，最為常見的遙感地質問題有地質災害、水體、冰川等的變化研究及監測，進而為相關災害預警、環境變化提供幫助。這部分內容主要在方法技術手段以及地貌解譯部分講解。雖然內容繁多，但整體方法步驟清晰簡單。而在基礎地質學的研究中，遙感主要用來進行構造、巖性、地層等的解譯，進一步完成地質規律及演化等相關內容的深入研究。雖然學生在學習遙感地質學之前，已經具備了地質學的基礎知識體系，可以在野外識別地質現象、巖性、構造等。同時，學生也可以利用簡單的地質現象對地質規律、地質問題進行描述和解釋。然而，遙感地質學和其他很多基礎地質科學不同，遙感地質學必須在學習概念、理論的基礎上掌握具體的操作，并讓學生會針對性地進行地質解譯。因此，實踐教學是其中重要的一個環節。為了更加有效地學習課程后半部分地質解譯的內容，必須讓學生熟悉整個解譯過程（包括室內和野外的結合）。而大多數的教學中，都是根據課程的需要通過教師給學生練習的數據完成室內教學內容。但是通常給出的數據區域，學生往往比較陌生或者對研究區的地質狀況所知不深，難以達到野外和室內相結合的目的。在這種情況下，學生在遙感技術的學習和地質學的學習容易脫節，根本無法很好地將二者聯系起來。因此，學生往往反饋遙感在進行地質解譯時困難較大，無從下手。

二、地質填圖實習主要內容

地質填圖實習，是大學二年級暑假之前進行的教學實習，通常選取自然條件好，便于觀察和描述巖石露頭以及地層的研究區進行。在地質填圖實習階段，學生已經通過前期的課程掌握了一定的地質專業基礎理論。地質填圖實習的目的在于通過教師的指導，讓學生可以在一定程度上獨立開展地質工作。其主要內容是從整體上進行地質特征、構造的認識和分析，并通過巖性的識別、鑒定以及地層的描述，最終完成地質填圖[4]。主要步驟有踏勘、剖面測制、路線調查以及室內制圖和報告編程。首先由帶隊教師帶領所有學生進行踏勘，對整個區域的地質地貌及構造進行總體的把握，然后分組進行剖面測制，對填圖區域進行地層以及巖性的基本了解。在此基礎上，學生進行路線調查完成整個區域的地質情況調查和描述。在具體的剖面測制以及路線調查中，學生需獨立進行觀察并記錄，對觀察到的地質現象進行詳細描述，并根據地形圖勾勒地質地層分界線、巖性界限、典型的構造位置等。這樣才能進行最后的室內制圖和報告編寫。以筆者所在單位為例，整個過程是三周的野外實踐和一周的室內資料整理及報告編寫。通過四周的實習訓練，學生對整個研究區的地質概況、地貌、地層劃分、巖性等內容有了整體的了解。

三、利用地質填圖內容完成遙感地質學實踐課程教學

以上的內容可以看出，野外地質填圖所涉及到的內容，主要有巖性的識別、構造的識別、地層的識別等內容，這和遙感地質學所要掌握的重點解譯內容幾乎一樣。因此，結合已有的野外地質調查資料進行遙感內容的學習，可以起到事半功倍的效果。學生已經在野外進行了三周的地質填圖實習，并進行了一周的室內資料和報告編寫，對研究區的地層、巖性和構造有了較為深入的了解。同時，通過前期的遙感技術部分的學習，掌握了遙感圖像處理的基本方法和步驟。在此基礎上，學習遙感地質學后面的地質解譯內容時，只需要下載相關研究區的遙感數據，并在課堂上利用遙感的手段對遙感圖像進行解譯即可。因學生對研究區的地質情況比較熟悉，很快就可以和遙感內容相結合。學生主要進行解譯流程的掌握，從遙感圖像的導入到圖像的輻射定標和大氣校正，然后進行幾何校正。同時，結合不同的處理方法，進行圖像的增強、彩色變換、分類等處理即可。

四、總結

遙感地質學作為基礎專業課，具有較強的實踐性。雖然課程沒有明確要求野外教學實踐部分，但是遙感地質學的地質解譯往往必須結合野外才能成為完善的解譯流程。

參考文獻：

[1]徐凱，劉剛，吳沖龍，何珍文.基于CDIO工程教育理念的“遙感地質學”創新型實驗設計研究[J].中國地質教育，2017，26（04）：67-69.

[2]劉曉，鄭家文，張照錄，孫榮濤，張超.Google Earth在遙感地質教學中的應用[J].中國地質教育，2017，26（02）：52-55.

[3]田淑芳，鄺生愛.淺析遙感地質學教學方法[J].中國地質教育，2000，（03）：43-44.