數(shù)字化技術(shù)在野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中的應(yīng)用

張?jiān)品?袁紅旗

摘 要：文章首先對(duì)數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，然后從準(zhǔn)備階段、實(shí)踐階段和室內(nèi)成圖階段三個(gè)階段提出了具體的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)的途徑，旨在幫助高校地質(zhì)教師更好的在野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中使用數(shù)字化技術(shù)，提升教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化技術(shù)；野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)；填圖教學(xué)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.134

0 前言

地質(zhì)填圖是地質(zhì)工作中的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，對(duì)于地質(zhì)類(lèi)學(xué)生而言，野外地質(zhì)填圖能力是每一位地質(zhì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生都必須掌握的基礎(chǔ)技能之一。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖模式開(kāi)始呈現(xiàn)出諸多不適之處，基于GPS的數(shù)字化填圖成為了新時(shí)代的新要求。因此，對(duì)于高校地質(zhì)專(zhuān)業(yè)的教師而言，有必要在野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)的過(guò)程中將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用其中，幫助學(xué)生掌握數(shù)字化填圖的能力?；诖耍恼略诤?jiǎn)單介紹數(shù)字化填圖的基礎(chǔ)上，對(duì)數(shù)字化技術(shù)在野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)的論述，以下是具體內(nèi)容。

1 數(shù)字化填圖技術(shù)簡(jiǎn)介

數(shù)字化填圖技術(shù)是21世紀(jì)隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)地質(zhì)填圖工作因?yàn)樵谔顖D范圍、效率以及精度上要求進(jìn)一步提升背景下，而誕生的一種基于“3s”技術(shù)的新型地質(zhì)填圖技術(shù)。其中“3s”技術(shù)指的是全球定位系統(tǒng)GPS、遙感技術(shù)RS和地理信息系統(tǒng)GIS[1]。在數(shù)字化地質(zhì)填圖過(guò)程中除了傳統(tǒng)的地質(zhì)錘和羅盤(pán)兩件套之外，數(shù)碼相機(jī)、掌上電腦和GPS成為新三件。在具體的填圖過(guò)程中則實(shí)現(xiàn)了從前期的填圖設(shè)計(jì)，中期的野外數(shù)據(jù)的采集到最后的室內(nèi)數(shù)據(jù)的整理的全過(guò)程數(shù)據(jù)化處理，從根本上改變了傳統(tǒng)粗狂式的地質(zhì)填圖工作標(biāo)準(zhǔn)化程度，有效提升了地質(zhì)填圖工作成果的質(zhì)量。

2 數(shù)字化技術(shù)在野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中，劃分為野外踏勘準(zhǔn)備階段，實(shí)踐階段以及室內(nèi)成圖三個(gè)環(huán)節(jié)，因此教師將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用其中時(shí)，也要在此三個(gè)階段中實(shí)現(xiàn)全程利用，培養(yǎng)學(xué)生完整的數(shù)字化地質(zhì)填圖能力。

2.1 野外實(shí)習(xí)準(zhǔn)備階段

在野外實(shí)習(xí)的準(zhǔn)備階段，首先需要在心理層面將學(xué)生充分動(dòng)員起來(lái)，并對(duì)野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖的主要內(nèi)容和目標(biāo)進(jìn)行說(shuō)明，并對(duì)參與實(shí)習(xí)的學(xué)生進(jìn)行明確的分工，對(duì)野外實(shí)習(xí)中需用到的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。然后將數(shù)字化填圖技術(shù)進(jìn)行傳授，包括數(shù)字剖面測(cè)量系統(tǒng)的應(yīng)用、RGMAP數(shù)字填圖系統(tǒng)的應(yīng)用，GPS的使用和路線規(guī)劃等等。在理論層面加強(qiáng)學(xué)生對(duì)數(shù)字化地質(zhì)填圖的知識(shí)掌握。

2.2 野外考察實(shí)踐階段

首先為勘踏環(huán)節(jié)，在環(huán)節(jié)需要填圖工作者將填圖區(qū)的地質(zhì)特點(diǎn)、空間定位、地層產(chǎn)狀以及樣品情況等不同踏勘點(diǎn)的信息都在野外進(jìn)行觀察，并將其統(tǒng)計(jì)處理后錄入到數(shù)據(jù)庫(kù)中待進(jìn)一步的處理。在該環(huán)節(jié)的教學(xué)中需要教師對(duì)填圖區(qū)的地層構(gòu)造進(jìn)行詳細(xì)的講解，并在選擇巖層出露良好的地質(zhì)點(diǎn)規(guī)劃為踏勘路線，引導(dǎo)學(xué)生沿路線對(duì)沒(méi)一個(gè)地質(zhì)點(diǎn)進(jìn)行觀察和記錄。在踏勘環(huán)節(jié)完成后，教師還需要及時(shí)教導(dǎo)學(xué)生根據(jù)地質(zhì)填圖的專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行電子字典庫(kù)的建立，減少野外記錄過(guò)程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤和縮短記錄時(shí)間。

其次為測(cè)量野外數(shù)字剖面，通過(guò)選擇一條巖層出露良好的路線，測(cè)量地質(zhì)填圖區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)剖面，建立整個(gè)地質(zhì)填圖區(qū)的地層標(biāo)準(zhǔn)。在該環(huán)節(jié)的教學(xué)中，因?yàn)檫M(jìn)行的時(shí)間較短，教師可極可能的讓自主完成。讓學(xué)生掌握傳統(tǒng)使用量繩測(cè)量地層剖面的方法，然后再引導(dǎo)學(xué)生使用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行測(cè)量，在綜合比對(duì)下建立地質(zhì)填圖的標(biāo)準(zhǔn)地層。

最后為數(shù)字填圖階段。此階段是整個(gè)野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)中的重點(diǎn)，也是進(jìn)行實(shí)踐最長(zhǎng)的一個(gè)階段。在該階段教師一般不參與其中，由學(xué)生以小組的形式自行在野外進(jìn)行地質(zhì)點(diǎn)的選擇和相關(guān)地質(zhì)信息的收集，完成地質(zhì)填圖。在該階段的教學(xué)中，教師要注意將數(shù)字化的PRB（P為地質(zhì)點(diǎn)、R分段路線、B點(diǎn)間界限）填圖技術(shù)應(yīng)用其中，并傳授于學(xué)生[2]。讓學(xué)生掌握數(shù)字化PRB過(guò)程，將填圖區(qū)相關(guān)的空間位置及屬性建庫(kù)并錄入。此外，PRB過(guò)程中因?yàn)樯婕暗膬?nèi)容和條目眾多，因此采集后的數(shù)據(jù)需要在室內(nèi)進(jìn)行整理完成。最后教師還需要指導(dǎo)學(xué)生將掌上GPS的野外收集數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為桌面填圖系統(tǒng)數(shù)據(jù)，并對(duì)野外PRB進(jìn)行檢查、整理資料、素描加工、對(duì)照入庫(kù)和最后的小結(jié)，將最后所有收集到的填圖數(shù)據(jù)錄入到野外手圖庫(kù)中。

2.3 室內(nèi)成圖

室內(nèi)整理資料和成圖是野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)，也是不可缺失環(huán)節(jié)，在傳統(tǒng)成圖的內(nèi)容上主要是對(duì)收集到的所有野外觀測(cè)資料進(jìn)行系統(tǒng)的整理，完成地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)編圖、綜合柱狀圖以及實(shí)際材料圖的手圖繪制并完成實(shí)習(xí)報(bào)告[3]。該部分?jǐn)?shù)字化技術(shù)的應(yīng)用，教師需要教導(dǎo)學(xué)生使用MAPGIS成圖。具體而言，教師需要引導(dǎo)學(xué)生將野外實(shí)習(xí)部分收集到的所有地質(zhì)資源都上傳統(tǒng)電腦端，在MAPGIS中將地質(zhì)圖圖面內(nèi)容、圖例、地理底圖、綜合柱狀圖、圖切剖面圖圖名、責(zé)任表、比例尺等信息錄入，然后進(jìn)行點(diǎn)線面的編輯，繪制出電子版的野外地質(zhì)考察實(shí)習(xí)填圖區(qū)地質(zhì)圖及地質(zhì)剖面圖、地質(zhì)編圖、綜合柱狀圖。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖工作中可演化為基于“3s”技術(shù)的新型數(shù)字化地質(zhì)填圖技術(shù)。數(shù)字化填圖技術(shù)可有效減少傳統(tǒng)地質(zhì)填圖的繁瑣性，并且對(duì)提升地質(zhì)填圖成果的精確性具有十分有效的作用。因此，作為一位地質(zhì)填圖教師有必要在學(xué)生野外地質(zhì)實(shí)習(xí)考察地質(zhì)填圖教學(xué)中將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用其中，幫助學(xué)生掌握數(shù)字化地質(zhì)填圖的能力，以滿足信息時(shí)代的地質(zhì)填圖工作的時(shí)代要求，為將來(lái)可能從事地質(zhì)工作的學(xué)生打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)，推動(dòng)我國(guó)地勘事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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