审核人
二、课程目标
序号
代号
课程目标
OBE
毕业要求指标点
任务
自选
1
M1
目标1：针对地球物理领域的科学问题，能够运用数学、自然科学、定量地震学理论知识抽象、定量表征，并理解其局限性。
是
2
M2
目标2：能理解和掌握定量地震学基本方程、基本概念
是
3
M3
目标3：能理解地震图数据、地震波场数据分析处理方法。
是
4
M4
《定量地震学》教学大纲
一、课程基本信息
课程名称
定量地震学
CourseName
课程编码
GEO225521020
开课院部
地球科学与技术学院
课程团队
原理解释类课程教学团队
学分
2.0
课内学时
32
讲授
32
实验
0
上机
0
实践
0
课外学时
0
适用专业
本研一体化班（油气地学类）
授课语言
中文
先修课程
数学分析（2-1）、数学物理方法、弹性波动力学
M4
1
讲授
2
作业
24
第6章
第6章无限介质中的格林函数
矢量场的Helmholtz势、标量格林函数、位错点源、双力偶解
M1
4
讲授
/
/
25
6.1
6.1 Lame 定理
Helmholtz势、标量势、矢量势、Lame定理、
M1
1
讲授
2
作业
26
6.2
6.2 波动方程的解法
波动方程解法、分离变量法、积分变换法、基数展开法、波动方程试验解
M2
1
讲授
2
作业
17
4.3
4.3 等效体力
位移间断、集中力偶、双力偶
M3
1
讲授
2
作业
18
4.4
4.4 地震矩张量
剪切破裂、矩密度张量、地震矩张量
M3
1
讲授
2
作业
19
第5章
第5章地震散射原理（格林函数应用）
矢量场解耦、标量波方程、Born近似方程、Rytove近似方程
M2
4
讲授
/
/
20
5.1
5.1 波动方程解耦
课程简介
（限选）
（课程简介...）
《定量地震学》是一门理论性很强的专业基础课程。根据培养研究型人才的需要，本课程目标是使学生通过本课程的学习，掌握定量地震学的弹性动力学基本方程、位移表示定理、震源表示定理、格林函数概念及求解方法、地震波散射问题求解、均匀无限空间格林函数、弹性间断面处平面波传播特征、在震源定量描述的基础上建立地震波传播方程定解问题。通过本课程的系统学习，旨在使学生掌握定量地震学基本原理方法，建立起求解地震学正、反演问题的基本思路，熟悉定量地震学的具体内容和基本流程，培养学生应用数学方法、地球物理方法原理、开展综合应用定量地震学理论提出问题、分析问题、研究问题和解决问题的抽象思维方法和定量表征的能力，为综合应用定量地震学解决地球科学问题和今后从事地球物理学方面的研究工作打下坚实的专业基础。
2
M1
课后讨论
10%
A-针对讨论主题，积极讨论，总结材料系统条理，结论无误。
平面波方程、标量波方程、相速度、群速度
M1
1
讲授
2
作业
21
5.2
5.2 标量场散射积分方程
非均匀介质、背景波场、散射波场
M2
1
讲授
2
作业
22
5.3
5.3 Born近似方程
场弱散射近似条件、格林函数、一阶Born近似方程、多级Born近似方程
M3
1
讲授
2
作业
23
5.4
5.4 Rytove近似方程
场弱变化近似条件、Rytove近似方程、远场方程
M2
1
讲授
2
作业
10
第3章
第3章定量地震学中的格林函数
地震正演问题、格林函数、位移表示定理
M1
4
讲授
/
/
11
3.1
3.1 地震正演问题描述
地震波动方程、地震正演问题、地震波场、地震记录、地震反演问题
M6
1
讲授
2
讨论
12
3.2
3.2 什么是Green函数？
震源项描述、简单震源、格林函数、格林函数性质
M4
地震波形反演流程、全波形反演、梯度矩阵、海森矩阵
M7
1
讲授
2
作业
四、考核方式
序号
考核环节
操作细节
总评占比
1
平时作业
1.每周布置2-3道题目，平均每次课1道题以上。
2.成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。
3.考核学生对定量地震学基本原理方法的了解与应用，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力。
M1
2
讲授
/
/
30
7.1
7.1 概述
波动理论、几何地震学、波动地震学、Lamb问题
M6
0
讲授
2
讨论
31
7.2
7.2 球面波合成与分解
留数定理、平面波叠加Weyl积分、球面波叠加Sommerfeld积分
M2
1
讲授
2
作业
32
7.3
7.3 球面波反射特征
平面波基、柱面波基、Bessel函数、球面波反射系数、透射系数
1
讲授
2
作业
13
3.3
3.3 位移表示定理
地震学定解问题、位移表示定理、位移场物理解释
M5
2
讲授
2
作业
14
第4章
第4章震源表示理论
震源表示理论、等效体力、地震矩张量
M5
4
讲授
/
/
15
4.1
4.1 震源概述
内部震源、外部震源、断裂源、体积源
M6
1
讲授
2
讨论
16
4.2
4.2 震源表示理论框架
断层面滑动函数、断裂源表示框架、震源动力学、位移间断、等效体力
震源描述、地震波传播、波动方程求解
M2
0.5
讲授
/
/
4
1.3
1.3 定量地震学发展
张衡地动仪、胡克定律、Navier方程、Lamb问题、智利地震
M6
1
讲授
2
讨论ห้องสมุดไป่ตู้
5
第2章
第2章弹性动力学基本原理
张量、坐标系变换、位移增量方程、运动微分方程、互易定理
M2
4
讲授
/
/
6
2.1
2.1 张量定义及运算约定
张量、Einstein求和约定、克罗内克尔符号、epsilon-delta等式
目标4：针对地球物理专业领域的复杂地震工程问题，能够基于方法原理、数据采集和资料处理专业理论，设计可行的理论方案；
是
5
M5
目标5：能够理解并掌握勘探地震学中的数据采集、处理和解释工具，并理解其局限性
是
6
M6
目标6：能与小组成员开展讨论、拥有一定答辩能力
是
7
M7
目标7：能够正确理解和评价地震学理论学习对复杂工程计算问题的工程实践的影响
M4
1
讲授
2
作业
36
8.3
8.3 反射和透射近似方程
介质分解理论、背景矩阵、散射矩阵、Aki-Richards近似
M5
1
讲授
2
作业
37
8.4
8.4 弹性阻抗方程
波阻抗方程、零角度入射反射系数、角度反射系数、弹性阻抗、弹性参数
M7
1
讲授
2
作业
38
第9章
定量地震学中的反演问题
地震学反演、最优化、全波形反演
M4
4
讲授
/
/
39
9.1
9.1 地震学反演问题概述
适定性问题、映射算子、地震反演问题
M6
1
讲授
2
讨论
40
9.2
9.2 地震反演目标函数
目标函数、约束条件、正则化、贝叶斯框架
M5
1
讲授
2
作业
41
9.3
9.3 反演问题求解方法
最优优化、最小二乘解、局部寻优解、全局寻优解
M7
1
讲授
2
作业
42
9.4
9.4 全波形反演方法实例
M2
1
讲授
2
作业
27
6.3
6.3 求解非齐次标量波方程
拉氏变化、标量格林函数、推迟势、求解波动方程
M3
1
讲授
2
作业
28
6.4
6.4 求解Green函数张量
Green函数张量、传播单位矢量、近源场、远源场、双力偶解、位错点源
M4
1
讲授
2
作业
29
第7章
第7章球面波的反射特征
几何地震学、波动地震学、Weyl积分、Sommerfeld积分、球面波反射系数
30%
2
课后讨论
组成课程组讨论，由老师设定讨论主题，学生课后讨论，讨论情况由学生自己总结文字材料，以文字形式和作业一起交上，包括讨论问题情况、概念理解等。
10%
3
考勤
随机点名、刷卡点名等
10%