《数字地质科学概论》课程教学大纲

《数字地质科学概论》课程教学大纲课程编码：612068课程名称：数字地质科学概论英文名称：FoundationofDigitalgeoscience开课学期：7学时/学分：32（其中实验学时：16）/2课程类型：选修课开课专业：地质学、资源勘查工程、地理科学土地资源管理选用教材：自编主要参考书：地学中计算机应用新技术，石油工业出版社，1999神经网络模式识别及其实现，电子工业出版社，2002大尺度盆地计算机定量分析方法，石油工业出版社，2004地质模型计算机辅助设计原理与应用，地质出版社，2001一、课程简介《数字地质科学概论》是在现代地球科学理论的基础上，充分利用前沿的信息科学理论与技术，对学生进行地学信息提取、转换、表示、存储、管理、分析、可视化等基础方法教学，使学生了解建立地球科学定量模型和进行地质过程数值模拟的基本原理与方法。《数字地质科学概论》依托吉林大学地球科学学院数字地质研究中心长期在地质过程模拟、地质数据定量分析和科学可视化方面的科研优势，顺应地学研究的数字化发展趋势开设的一门重要的专业选修课程。《FoundationofDigitalgeoscience》isonthebasisofthetheoryofmodernearthscience,makefulluseofthefrontiertheoryofinformationscienceandtechnology,undertaketothestudenttolearnfoundationapproachofgeologicalInformationinextraction,conversion,demonstration,storage,management,analysisandvisualization,makestudentsunderstandthebasicprinciplesandmethodsofearthsciencequantitativemodelandgeologicalprocessnumericalsimulation.Inordertokeepupwiththedigitaltrendofgeologicalstudy,《FoundationofDigitalgeoscience》isopenedrelyingontheresearchadvantagesofGeologicalprocesssimulation,geologicaldataquantitativeanalysisandscientificvisualizationofDigitalGeologicalResearchCenterofCollegeofEarthSciences,JilinUniversity,whichisoneofthemostimportantprofession-electivecourseincollege.二、课程目标及其与相关毕业要求指标点的对应关系《数字地质科学概论》是地质学专业（含校内基地班）的专业选修课程和资源勘查工程专业（固体矿产勘查方向）的专业选修课程，在地质、矿业类人才的培养中起着重要支撑作用。学生通过本课程的学习，将达到以下课程目标：（1）使学生了解和初步掌握地质过程模拟、地质数据定量分析和科学可视化的原理和方法；（2）使学生初步掌握MATLAB、Surfer等软件在地学中应用的基本技能，以使学生能够适应计算机技术在地学中广泛应用，以及地质学未来发展的需要。三、教学方法基本要求（1）使学生充分了解数字技术在地学中的意义、作用、现状和发展趋势，初步掌握数字地质科学的基本原理和方法；（2）基本掌握进行地学数据定量分析、地质过程模拟和地学数据可视化的方法、步骤和软件。四、各章节内容及学时分配（总计32学时）第一章绪论（2学时）第一节研究现状与发展趋势第二节主要应用领域第二章地质数据空间插值方法（4学时）第一节地质空间插值第二节主要空间插值方法第三节空间插值的应用实例第三章地质数据模式识别方法（4学时）第一节模式识别基本概念第二节神经网络概述第三节K-均值算法第四节自组织神经网络第五节神经网络地质应用第四章地质数据小波分析方法（4学时）第一节时间序列与地质时间序列第二节小波变换发展简史第三节小波变换的基本原理第四节小波变换特征及应用领域第五章地质过程模拟（8学时）第一节地质过程模拟方法概述第二节地质过程模拟主流软件介绍第三节地质过程模拟流程第四节地质过程模拟实例 第六章地球科学可视化（8学时）第一节什么是地球科学可视化概述第二节地球科学可视化的理论与方法第三节地球科学可视化应用第七章地学软件系统（2学时）第一节地学软件系统概述第二节地学软件系统实例五、实验1.目的：通过实验加深对课堂上所讲授的数字地质科学理论和方法的认识。2.任务：使学生掌握如何利用计算机技术及定量方法进行地学数据处理、分析和可视化的软件工具和步骤，以及利用计算机技术开展定量地质研究的方法。3.实验教学基本要求（1）掌握地质数据空间插值的基本工具、方法和步骤；（2）掌握地质数据模式识别方法进行地学数据分析的方法；（3）掌握地质数据小波分析方法进行层序地层识别分析的方法步骤；4.实验教材或指导书《数字地质科学实习指导书》，自编5.实验项目一览表序号实验项目内容提要实验类型学时分配主要仪器设备实验地点备注1空间数据插值Surfer软件的基本使用方法介绍及数据准备实验性2PC计算机、surfer软件鸽子楼206插值方法、绘制等值线图和立体图的方法实验性22神经网络地质数据分析K-均值算法验证性2PC计算机、Matlab软件鸽子楼206自组织神经网络验证性2神经网络地质数据分析方法应用验证性23小波变换对测井数据进行层序地层识别分析Matlab软件的基本使用方法及数据准备实验性2PC计算机、Matlab软件鸽子楼206使用小波变换方法分析用测井曲线数据，识别出层序地层单元验证性4六、考核方式该课程总成绩包括平时成绩（10%）、实验课成绩（20-30%）和期末考试成绩（60-70%）。平时成绩主要根据学生出勤情况、课堂互动情况、课堂和课后作业完成情况以及综合表现等方面，由理论课教师综合给定。实验课成绩由实验课任课教师单独评定，主要依据实验课出勤情况、实验课中在思考问题和分析问题等方面的表现、上机作业完成情况等。期末考试采用闭卷笔试方式进行，考试时间120分钟，卷面满分100分。重点考核学生对基本概念、基本知