基于3S技术的自然地理野外实践教学改革的研究由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“3s技术与中学地理教学”。
基于3S技术的自然地理野外实践教学改革的研究
摘要：自然地理野外实践是自然地理教学重要的组成部分，是一个相对独立的教学过程。本文在对传统野外实习现状、存在问题进行分析和归纳的基础上，以秦皇岛柳江盆地野外实习基地为例，借助3S空间信息技术并结合我校自然地理野外实习的情况，探讨区域野外实践教学模式改革，进而全面提高学生的综合素质，也可为高等院校自然地理野外实习设计与实施提供参考。
自然地理学是研究地球表面的自然环境的特征、发生、发展和分布规律的一门学科，其课程内容具有很强的实践性和综合性。自然地理野外实习内容主要涉及地质与地貌、土壤、植物、水文、气候等自然地理要素，是培养学生综合素质最重要的途径。就目前而言，自然地理学正处在由定性到定量的转变，由经验科学到实验科学的转变时期，且其传统的实践教学存在一些弊端，使其不能充分地发挥自然地理野外实践的作用，需要进行指导方法的改进。随着空间信息技术不断的发展，以“3S”技术为代表的空间信息获取与处理技术已在地学各领域得到广泛的应用，由于自然地理学的野外实习数据具有明显时空分布特点，因此，将3S技术引入到自然地理野外实习中，采集更加精准的野外观测数据，表达一些野外看不到或不明显的地质现象，进而丰富野外实践教学内容，在改变传统实践教学模式的基础上，促使学生综合素质的全面提高。
一、研究区域概况
实习区秦皇岛市抚宁县境内的柳江盆地，其地理位置为E119°30′-119°40′，N40°2′-40°13′，位于秦皇岛西北部，南起黑山窑村，北至义院口，长约15 km，东起张崖子西至伍庄，宽约12 km，总面积180km2，盆地中心距秦皇岛市区23公里，属暖温带季风气候，降雨多集中于七、八两月，且多以暴雨形式存在，盆地内的主要水系为大石河。各地质时代的地层具有区域代表性且连续出露。岩石类型较齐全，各类地质构造清晰直观，外动力地质作用较多，是一个非常理想的地质实习场所，成为具有重要科学价值和社会经济价值的地质遗迹区，被誉为“中国国家地质公园”。
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二、研究方法
由于地理野外实践教学是一项系统工程，本文根据此特点，通过点、线、面相结合，结合“3S”技术，完善并改进沿途考察、记录的自然地理野外实习方法，其具体的过程如下：
首先收集实习区域的基本资料，如地质地貌图、植被分布图、地形图和部分遥感影像等资料等。然后借助地理信息系统（GIS）软件，将部分栅格地图通过矢量化存储为矢量数据，利用矢量化后的地形图建立实习区的数字高程模型，借助部分遥感（RS）数据，结合实习的研究的主题和考察目标，特别是针对一些重点的自然地理现象，设计安排野外实习线路，借此培养学生的综合观察能力。
其次，在整体了解实习线路的基础上，对沿途实习的地质观察点进行讲解、观察，特别对于一些重点设置的观察点，并借助GPS实现对野外数据的采集，除了记录地理位置和海拔等数据外，还主要包括野外露头上的岩性(沉积岩、岩浆岩)、地貌、地质现象、地质边界线、水文、土壤和植被等数据，通过GIS创建与地理位置相对性的空间数据库，借此培养学生的获取第一手数据的能力。
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最后，将实习的点线相结合，在掌握各自然地理要素的基础上，培养学生观察到的自然地理现象和对事物进行成因分析，逐步推动学生学会综合分析各要素之间的相互联系，推动点、线、面的实习结合，在学会运用和绘制有关地理图表的基础上，通过对外地质现象的跟踪和解释，撰写出具有自己一定见地的实习报告，通过改进的野外实践教学模式，尽可能的培养出具有综合、创新的科学思维和实际运用能力的学生。
三、应用实例
本文以鸡冠山实习区为例，在获取该区域的遥感影像、地质数据和地形图等数据的基础上（见图1和2），完成该区域实习路线的确定和实习观察点地质现象的记录。
对于A观察点而言，主要观测的石英砂岩。上部为紫红色粉砂质页岩夹粉、细砂岩；中部为褐灰色细粒含岩屑英砂岩；下部为浅灰色厚层中-粗粒硅质石英砂岩；底部为含砾粗粒石英砂岩。
B观测点主要观测的花岗岩。是岩浆侵入所形成，属于深成岩。表面呈红色，主要是由于风化作用，雨水侵蚀和铁氧化所导致而成。结合地质罗盘和GPS，对岩层进行倾角、倾向和方位角的测定。
C观测点主要观测的沉积岩。主要掌握海相沉积和陆相沉积。在寒武纪至奥陶纪中期，主要进行的是碳酸盐岩、页岩和粉砂岩为主的海相沉积，晚石炭世至二叠纪呈现海陆交互沉积，中生代至新近纪地层，主要进行陆源碎屑岩及火山碎屑岩等陆相沉积，并识别页岩和泥岩。
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D主要观测地堑。鸡冠山地堑位于柳江盆地西南边缘，在此可以观测整个地堑的全貌。地堑是一组近南北向的正断层组合而成，汤河河谷就是沿地堑构造中心部位发育的，其特点是两断层面相向倾斜中部地体下降，两侧地体上升，多形成河谷地貌。组成地堑两侧的岩石，为新太古界变质花岗岩或上元古界龙山组石英砂岩，中部台阶仍为新太古界变质花岗岩和上元古界龙山组石英砂岩组成，在当地被称为大平台。
E观测点主要观测是山顶的一片湿地。对于植被而言，主要是一些主要湿地植被，包括香蒲和芦苇，这些喜水植物主要靠天然降水补给，在降水减少的情况下，主要靠地下水（裂隙水）补给。通过对该点的观察，由湿地而言延伸地表水和地下水等水文方面的内容。
F观测点主要观测的是一些沉积岩和断层等地质现象。主要通过波痕和波长等特征来推断海相沉积的环境。
对于这些观测点而言，首先通过GPS进行定位，记录其准确的地理位置，并进行一定的编码，将数码相机和对地质现象的详细记录相结合，将这些大量的原始地质信息存储到计算机里，同样进行一定编码，两次的编码顺序一样。借助ArcGIS 9.3 的Hyperlink功能，将两次的编码连接起来，实现典型地质实现地质信息的虚拟可现，可充分发挥“3S”技术在地质实习中的作用。此外，对于在野外实践中无法看到两个断层，可以通过对遥感影像的判读，进行识别。
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四 结语
柳江盆地既是野外教学的基地，也是科学研究的基地。本文将“3S”等技术应用到自然地理的野外实践教学中，可为今后自然地理野外实习指明了发展的方向，并为野外地质教学提供了新的思维和教学研究方法，有利于实现对自然地理学全面和系统的综合研究，更有助于学生掌握自然地理学野外实践的理论和方法，进而全面提高学生的综合素质，为高等院校自然地理野外实习设计与实施提供参考。
