《自然地理学实践教学内容设计》张庆辉主编|(epub+azw3+mobi+pdf)电子书下载

图书名称：《自然地理学实践教学内容设计》

【作　者】张庆辉主编

【页 数】 239

【出版社】 郑州：黄河水利出版社 , 2015.11

【ISBN号】978-7-5509-1284-7

【价 格】48.00

【分 类】自然地理学-教学研究

【参考文献】 张庆辉主编. 自然地理学实践教学内容设计. 郑州：黄河水利出版社, 2015.11.

图书封面：

图书目录：

《自然地理学实践教学内容设计》内容提要：

本书是各位作者集多年来在自然地理学教学、课程建设和教学团队建设等方面工作经验及研究成果的结晶。书中全面而且系统地介绍了有关自然地理学实践教学的基础性内容，尤其是对地球概论、地质、气象、水文、地貌、土壤、生物(生态)方面实践教学过程性评价中应该注意的重点、难点内容都进行了详细地阐述和介绍。

《自然地理学实践教学内容设计》内容试读

第一篇通用篇

第一章自然地理学专业基础意义

使用本书的设计内容之前，需先了解和认识地理信息科学和人文地理与城乡规划专业要进行自然地理学专业知识理论学习及实践教学的基础意义。

第一节自然地理学模块结构

自然地理学(Physical Geography)专业知识内容包括地球概论、地壳、气象、水文与地貌、土壤与生态七大知识模块。

地球概论分为两个方面，即地球的天文学(Astronomy)和地球的物理学。前者主要讲述地球的运动（自转和公转）及其地理意义（四季五带、历法和时间，见图1-1），以及地球和月球的关系（日食、月食与天文潮汐），这是本课程的重点所在；后者简要讲述地球的形状、大小（见图12）、内外结构及其物理性质。

图1-1地球的运动及其地理意义

图12宇宙飞船中观察地球

地壳内容属于地质学体系。地质学(Geolog罗)是自然地理体系中与数学、物理、化学、生物（生态学体系）并列的自然科学五大基础学科之一。地质学是一门探讨地球如何演化的自然哲学，地质学的产生源于人类社会对石油、煤炭、金属、非金属等矿产资源的需求，由地质学指导的地质矿产资源勘探是人类社会生存与发展的根本源泉。地质学是研究地球的物质组成、内部构造、外部特征、各圈层之间的相互作用和演变历史的知识体系(见图13)。

随着社会生产力的发展，人类活动对地球的影响越来越大，地质环境对人类的制约作用也越来越明显。如何合理、有效地利用地球资源、维护人类生存的环境，已成为当今世

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界共同关注的问题。因此，地质学研究领域进一步拓展到人地相互作用。

气象学(Meteorolog)是把大气当作研究的客体，从定性和定量两方面来说明大气特征的学科，集中研究大气的天气情况、变化规律（见图14）和对天气的预报

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图1-3地球的结构

图14地球大气的三圈环流及地球的五带

水文学(ydrolo罗)是研究地球大气层、地表及地壳内水的分布、运动和变化规律（见图1-5)，以及水与环境相互作用的学科，属于地球物理科学范畴。通过测验、分析计算和模拟，预报自然界中水量和水质的变化和发展，为开发利用水资源、控制洪水和保护水环境等提供科学依据。

地貌学(Geomorphology)是研究地球表面的形态特征、成因、分布及其演变规律的学科，又称地形学。它既是地理学的分支，也是地质学的一部分。地貌学的英文Geomor-phology源自希腊语，由Geo(地球)、Morphe(外表形态)和Logos(论述)三词组成，即关于地球外表面貌的论述。地貌学对工程建设、农业生产、矿产勘查、自然灾害防治和环境保护等均有实际意义，如图16所示。

图15水文学研究的对象之一：河流

图16构造地貌与流水地貌

土壤学(Agrology;Pedology)是以地球表面能够生长绿色植物的疏松层为对象，研究其中的物质运动规律及其与环境之间关系的科学，是农业科学的基础学科之一。土壤学主要研究内容包括土壤发生层及其组成（见图1-7），土壤的物理、化学和生物学特性，土壤的发生和演变，土壤的分类和分布，土壤的肥力特征及土壤的开发利用改良和保护等。其目的在于为合理利用土壤资源、消除土壤低产因素、防止土壤退化和提高土壤肥力水平

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等提供理论依据和科学方法。

生态学(Ecology)是研究生物体与其周围环境（包括非生物环境和生物环境）相互关系的科学（见图18、图19）。目前已经发展为“研究生物与其环境之间相互关系的科学”，有自己的研究对象、任务和方法的比较完整和独立的学科。它们的研究方法包括描述一实验一物质定量三个过程。系统论、控制论、信息论的概念和方法的引入促进了生态学理论的发展。

无论是采集地理信息数据还是进行城乡规

图1-7土壤剖面

划，都离不开上述自然地理学各大体系，都必须考虑和结合自然地理学要素。

图18包头师范学院校园及其周边生态环境

图19包头南郊西召咀子农田种植区生态环境

第二节地理信息科学与自然地理学的关系

地理信息科学(Geographic Information System或Geo-Information System,GIS)专业集计算机科学、地理学、地图制图学、测绘科学、遥感科学、信息科学、环境科学、城市科学、管

理科学等于一体，随着数字地球、数字城市、各行业信息化的需求不断增加，GS技术及其

应用得到了快速发展，GS专业人才的需求急剧增长。GS专业培养的人才，不仅要具备

深厚的理论基础，还要掌握过硬的专业实践技术能力。

在自然地理学的专业实践方面要求具备自然地理学一野外认识岩石、地貌、河流水系发育，以及对气候剧烈变化的地貌、生态环境效应等观察能力；测量学一掌握精确测定和描绘地面控制点的外业测绘能力；地图制图学一制图及编绘能力：应用地理信息系统对地理空间的分析能力。总之，要具备这些能力首先就要有良好的自然地理学专业知识和专业技术素质。

众所周知，强烈地震对人民生命和财产造成重大损失。及时查明地震灾情，对震后救援等后续工作具有重要指导意义，而取得调查研究成果就依赖于地理信息系统获得专业数据

北京时间2013年4月20日08：02，四川省雅安市芦山县发生7.0级地震，震中位于

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北纬30.3°、东经103.0°，震源深度13km,全省大约200余万人受到此次地震影响。为帮助抗震救灾工作有序开展，地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室第一时间收集到了由四川省测绘地理信息局和四川省地质调查院提供的芦山县城、太平镇、宝盛乡、龙门乡、清仁乡、上里镇、思延乡等重灾乡镇的震后高精度航空影像，并对地震触发的地质灾害进行了应急解译和分析。

为了进一步分析这些地震重灾城镇崩塌滑坡的基本特征，专业研究者重点利用A℃

GS空间分析方法，分析了影响地质灾害分布的地形坡度、海拔高度、地层岩性、到发震断

层的距离、到水系的距离共5个因子，形成如下研究成果：

研究区崩塌滑坡大量产生，主要以小型浅层崩滑体为主。崩滑体主要集中在海拔高度为1.0~1.5km的范围：在坡度为40°~50°内崩滑体密度比最高。

研究区崩塌滑坡在距离发震断层0~3km的范围内密度最高，并且越靠近发震断层，其面积密度越高。崩滑体在距离水系400m以内数量较多：1.2~1.4km范围内崩滑体面积密度最大，说明该区域极易产生崩滑体，需要重点排查。研究区内有5个地质年代的地层出露，其中导致崩滑坡体分布广泛的地层是白垩系、三叠系，岩性主要为泥岩。在这些地层岩性中崩滑体分布密度比例最高，在地震作用下，极易产生崩滑体

在进行上述研究的过程中，应用了自然地理学中的地质（岩石、断层、地层）、地貌、水文（水系）等学科的内容。

随着社会的发展，地质图件呈现了从专业性图件到实用性图件，从单一性地质图到多学科系列图件的发展趋势，利用计算机技术数字地质调查填图与制图也成为主流的制图方式。地质图件数据量的不断增大以及地质信息共享的要求使得利用计算机技术和空间数据库技术建立地质图空间数据库，以及应用地理信息科学专业的WebGIS技术进行地质信息可视化，能够以网络为平台向专业人员或其他用户提供准确、详细的地质图资料，为科技、经济社会与生态环境建设等提供便捷、优质、高效的地质信息服务。

目前，已有国际行星地球年(IYPE)、联合国教科文组织(UNESCO)、国际地质勘探联

盟(ICOGS)、全球测图国际指导委员会(ISCGM)、世界地质图委员会(CGMW)、地学信息

管理和应用委员会(CGI-UGS)、国际地质科学联合会(UGS)、全球对地观测组织

(GEO)、国际岩石圈计划(LP)、东亚东南亚地学信息协调委员会(CCOP)、欧盟国家地质

调查联盟(EuroGeoSurveys)等11个国际组织、l17个国家和一些专业跨国公司共同参与“OneGeology计划”项目的主要目标，就是运用地理信息系统技术在网络上创建一个开放的、动态的全球地质图数据库，为公众提供地质矿产资源开发与评价，为改变以往粗放的开发利用模式，实施矿山与生态建设中体现互为依托的全面、协调、可持续的发展关系等，提供地质方面的专业信息服务。但要完成该目标的地理信息科学专业工程师，如果不懂得基本的自然地理专业知识尤其是地质学，就很难完成这个项目中艰巨的工作任务。同时，目前“OneGeology计划”中有关1：100万中国地质图空间数据库，在广大地理信息专业技术人员积极广泛地参与下正在补充和完善。

水电站是能将水能转换为电能的综合工程设施，具有防洪、贮水、灌溉、发电及旅游等综合功能。四川省泸定县硬梁包水电站属于大渡河水电基地干流规划22个梯级电站的第13个梯级，电站移民工作涉及泸定县6个乡镇、32个自然村、15家企事业单位和7个。4…

采砂场，涉及人口407户，1371人，涉及土地8000亩(1亩=1/15hm2,下同)，影响大渡河沿线上下25km、50km多的范围。电站建设中采用地理信息科学专业的技术平台支持，充分运用地质、气象与气候、水文、地貌、土壤、生态等自然地理专业知识，完成如下代表性的工作：

(1)实物指标调查与三维影像图的动态链接：通过实物指标的叠加，使管理人员更加主动、高效、全面、动态地进行移民管理与决策，随时掌握移民工作的动态、工作重点、难

点。地理信息专业工程师负责完成了为电站库区区域的实物指标成果与GS的叠加效

果图。该图不仅记录了每个地块的编号、作物类型、面积、户主，还记录了现场可能存在的争议，从而更好地指导了移民工作。

(2)洪水淹没区分析及影响区分析：电站水库及枢纽工程建设完成并蓄水后，将会有部分区域因水位上升而被淹没。因此，运用地理信息系统特有的空间分析技术，确定电站蓄水后库区兴隆沟范围内的淹没高程图和影响范围线，利用该范围线可以快速统计、分析所影响的实物指标，从而为移民管理决策提供支持。

(3)移民安置点选择分析：在专业标准及规范的支持下，移民安置区的选取和建设，

可以通过GS空间分析的方法加以辅助解决。借助地理信息系统的空间辅助分析方法，

通常可以找到1~2个适合生产、生活和居住的区域，进而为精准移民打下坚实的基础：最后，再征求移民意愿对比选的安置点进行最终确定

这些工作成果充分保证了水电站的建设及其对水电站辐射区域经济社会生态环境可持续发展的支撑，充分体现了其专业性与科学性，其中的专业性内容之一就是自然地理学基础知识。实施过程中就全面考虑了自然地理空间环境，利用了地质、气象与气候、水文、地貌、土壤、生态等自然地理资源。

上述地理信息系统的自然地理学领域应用是非常专业、非常典型的研究案例。

在宇宙深空探测研究中，中国首次应用月球探测工程所获得的嫦娥一号CCD(Charge-

Coupled Device,电荷耦合元件)影像数据、干涉成像光谱数据、数字高程模型(Digital Ele-vation Map,DEM)数据和数据分析处理结果等资料，开展了虹湾一雨海地区区域地质综合研究。通过对月球撞击坑及溅射堆积物分析，以及地层单元划分、构造单元划分、岩石类型划分、年代学和月球演化历史的集成分析，依据月球撞击坑的形态特征、充填物的多少和保留的程度等，将月球撞击坑划分出7种类型11个亚类，并将月球撞击坑堆积物系统

划分为6种类型6个堆积岩组。根据T0,的含量、分布及影像特征，将月海、月陆玄武岩

划分为高钛玄武岩、中钛玄武岩和低钛玄武岩。应用ArcGIS地理信息系统，试点编制了

1:250万月球典型地区虹湾幅(LQ-4)地质图，如图1-10所示。

在编制月球地质图基础上建立了空间数据库，探索制定了月球数字地质图编制技术规范、流程和方法，为中国下一步应用嫦娥二号数据开展“全月球地质图”编制，以及未来其他天体的区域地质综合研究与地质编图工作奠定了基础。在这种国际级的探月工程项目中，试想如果地理信息专业工程师不懂得自然地理学中的地质、地貌等专业知识，就无法识别月球表面的影像资料内容，更无法判别月面岩石性质、形成月貌的动力条件，更无法编制出1：250万的月球地质图。

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···试读结束···