1《地理信息系统》教学大纲文档格式.docx
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时空模型；
三维模型
要点4：
空间参照系与地图投影（自学）
（本部分系针对非地理专业学生设置，不是正式授课内容）
地球椭球体；
坐标系；
地图投影基本问题；
高斯-克吕格投影；
地形图的分幅与编号
要点5：
GIS中数据（3学时）
数据涵义与类型；
数据的测量尺度：
命名量－次序量－间隔量－比率量；
地理信息系统数据质量：
数据质量来源与控制；
空间数据元数据：
元数据的基本概念－元数据的应用－元数据的获取－元数据的存储与功能实现。
模块二：
地理信息系统的框架与功能（总共16学时）
空间数据获取与处理（3学时）
地图数字化：
概述－地图数据类型－数字化仪数字化－扫描矢量化及常用算法；
空间数据录入后处理：
坐标变化－图形拼结－拓扑生成。
空间数据管理（3学时）
空间数据库：
空间数据库－GIS内部数据结构；
栅格数据及其编码：
栅格数据结构－决定栅格单元代码的方式－编码方法；
矢量数据结构及其编码：
矢量数据结构－编码方法；
矢量与栅格结构的比较与转换算法；
空间索引机制；
空间信息查询：
基于属性特征的查询－基于空间关系和属性特征的查询（SQL）－空间扩展SQL查询语言（GSQL）。
空间分析（3学时）
空间查询与量算；
空间变换；
再分类；
缓冲区分析；
叠加分析；
网络分析；
空间插值；
空间统计分类分析
数字地形模型（DTM）与地形分析（2学时）
概述：
DEM与DTM；
DEM的主要表示方法：
规则网格模型－等高线模型－TIN模型－层次模型；
DEM模型的相互转换：
不规则点生成TIN-网格DEM转成TIN；
等高线转为格网DEM－利用格网DEM提取等高线－TIN转为格网DEM；
DEM建立：
DEM数据采集方法－数字摄影测量－DEM数据质量控制；
DEM的分析与应用：
格网DEM应用－TIN分析应用。
空间建模与空间决策支持（3学时）
空间分析过程及其模型；
空间决策支持模型：
空间分析决策的复杂性，基本理论与方法－空间决策系统－空间决策的模型管理；
专家系统：
专家系统的基本组成、知识处理与系统实例；
数据仓库与空间数据挖掘：
数据仓库－数据挖掘－空间数据挖掘；
GIS空间分析与空间动态建模：
GIS与空间动态模型的结合方式－元胞自动机简介－元胞自动机模拟林火蔓延模型－元胞自动机的局限性；
空间相互作用与位置（分配模型）：
空间优化模型的定义与分类－静态离散空间优化模型的数学表达（线性规划）。
要点6：
空间数据表现与地图制图（2学时）
地理信息系统数据表现与地图学：
数学法则－符号－制图综合；
地图的符号；
专题信息表现：
分类与内容－表现方法－表现手段；
专题地图设计：
图幅基本轮廓设计－区域范围的确定－专题地图数学基础的设计－图面设计；
制图综合：
概念－影响因素－基本方法；
地理信息的可视化：
基本概念－地学可视化类型－虚拟地理环境。
模块三：
地理信息系统应用（总共11学时）
3S集成技术（2学时）
遥感简介；
GPS简介；
GIS/RS的集成及具体技术；
GIS/GPS的集成及具体技术；
GIS/RS/GPS的集成。
网络地理信息系统（3学时）
网络的基本概念；
分布式地理信息系统：
分布式系统和C/S模型－网络地理信息系统的组合方式－网络地理信息系统的概念设计；
WebGIS：
简介与实现技术。
地理信息系统应用实例（2学时）
城市规划、建设管理；
农业气候区划；
大气污染监测管理；
道路交通管理；
地震灾害和损失估算；
地貌研究；
医疗卫生；
军事应用。
地理信息系统应用项目组织与管理（2学时）
地理信息系统应用项目简介：
模式与分类－开发方式；
应用项目策略规划；
应用项目合同；
应用项目软硬件规划；
子项目划分与管理；
项目预算；
人员管理；
开发与数据管理；
项目控制与评估；
软件研制与开发质量管理：
ISO9000－CMM模型。
地理信息系统软件工程技术（2学时）
软件工程简介；
GIS领域的体系结构与构件；
GIS需求分析；
数据管理设计；
界面设计；
GIS设计模式；
使用CASE工具。
模块四：
地理信息系统的前沿问题与发展趋势（总共5学时）
地理信息系统标准（2学时）
地理信息系统标准简介；
ISO/TC211；
OpenGIS。
地理信息系统与社会（2学时）
GIS的社会化；
GIS的社会化的相关问题：
产业－政策－法律－教育与评估认证；
社会对GIS发展的影响。
地球信息科学和数字地球（1学时）
地球信息科学的概念与研究内容；
数字地球的产生背景与概念；
数字地球核心技术综述；
国家信息基础设施和国家空间数据基础设施。
其它（总共4学时）
本课程教学的主要内容包括四个主要模块,其重点、难点和解决方法分别是：
基本概念和理论
本模块介绍了GIS的基本概念和基本知识，其重点内容包括
1）地理信息系统的基本概念和类型
2）认知与认知模型
3）空间数据模型
4）数据的测量尺度与元数据
其难点及解决方法：
1）部分学生不具备充分的地理知识。
解决方法是在教材中专门设了介绍地理学及地图学基础知识的一章供学生自学。
2）空间数据模型和元数据较为抽象。
解决方法是在课堂上用GIS软件进行演示，增强其直观性。
地理信息系统的框架与功能
本模块主要介绍GIS的系统流程、数据组织、软件框架及常用功能。
其重点内容包括：
1）空间数据获取与处理过程
2）空间数据结构、编码及管理
3）常见的空间分析模型
4）数字地形模型（DTM）与地形分析
5）空间建模与空间决策支持
6）空间数据表现与地图制图
1）空间数据结构及其特点分析比较抽象，难以掌握。
解决方法是采用动画等多媒体教学手段对有关数据结构进行形象的解释，并布置有针对性的上机实习作业。
2）GIS软件中分析模型的条件设置和操作比较复杂。
解决方法是课堂上由学生现场操作，教师予以指导，提高学生的主动性。
3）TIN模型的结构及调整比较复杂。
解决方法是利用专门的动画课件和较多的实践予以阐述。
地理信息系统应用
本模块主要介绍GIS的常见应用技术和典型应用领域。
1）3S集成
2）网络地理信息系统
3）地理信息系统应用实例
4）地理信息系统应用项目组织与管理及地理信息系统软件工程技术
1）部分学生没有接触过RS,GPS。
解决方法是利用生动的多媒体资料，如教学影片等予以简单但正确的说明。
2）部分学生没有学习过软件工程，对部分术语很陌生。
解决方法是在讲授中采用更为形象的描述方法，帮助其理解软件工程术语。
地理信息系统的前沿问题与发展趋势
本模块主要介绍地理信息系统领域的前沿研究与发展趋势。
其要点是：
1）地理信息系统标准
2）地理信息系统的社会化与产业化
3）地球信息科学和数字地球
其难点和解决方法是：
1）大部分学生对于ISO,IEEE等标准缺乏了解，对其术语非常困惑。
解决方法是课下提供部分入门的阅读材料，并在课上进行适当讲解。
2）地理信息科学是一门新兴的交叉学科，新知识量很大，难于理解。
解决方法是一方面提供课外学习资料，并采用形象的动画等手段进行讲解，另一方面积极阐述其内涵和意义，以激发学生的兴趣。
教学内容提纲
第一章绪论
主要阐述了地理信息系统的定义、其发展历史和现状及发展展望；
其组成及功能，与相关学科的关系。
重点：
GIS概念的理解、GIS的组成、GIS与相关学科的关系
第一节地理信息系统基础
1.地理信息系统的萌芽
2.地理信息的特征
3.信息系统的主要类型
4.地理信息系统的主要类型
第二节地理信息系统组成及其功能
1.地理信息系统的组成
2.地理信息系统的功能
第三节地理信息系统与相关学科的关系
1.地理信息系统与地理学及地学数据处理系统
2.地理信息系统与地图学及电子地图
3.地理信息系统与计算机科学
4.地理信息系统与遥感
5.地理信息系统与管理信息系统
第四节地理信息系统的发展
1.地理信息系统发展的科学背景
2.地理信息系统发展简史
3.地理信息系统理解的发展趋势
第二章地理空间与空间数据基础
主要内容有地理空间定义、类型、构造组织及空间表达，空间数据模型与结构，空间数据质量的评价与控制，空间数据元数据理论。
地理信息的数字化表达、空间数据的拓扑关系、空间数据的元数据
难点：
空间数据的拓扑关系的建立、空间数据质量的控制、元数据的标准化问题
第一节地理空间
1.地理空间的定义
2.地理空间的数学构建
3.地理空间坐标系的建立
4.地理空间的距离度量
第二节地理空间信息描述法
1.地图对地理空间的描述
2.遥感影象对地理空间的描述
3.地理信息数字化描述方法
第三节空间数据模型与结构
1.概述
2.空间数据模型
3.空间数据类型
4.空间数据的拓扑关系
5.空间数据组织与编码
第四节空间数据质量
1.空间数据质量概念
2.空间数据质量评价
3.空间数据质量问题的来源
4.常见空间数据源的误差分析
5.空间数据质量控制
第五节空间数据的元数据
1.元数据概念与分类
2.空间数据与元数据的概念和标准
3.空间数据元数据的获取与管理
4.空间数据元数据的应用
第三章空间数据结构
主要内容有空间数据输入、空间数据结构、压缩编码，空间数据库，可视化与空间查询
空间数据的数字化、栅格数据和矢量数据的压缩编码方法、地理空间数据库
空间数据数字化的空间坐标转换、栅格数据和矢量数据的压缩编码方法、空间信息查询
第一节空间数据输入
1.数据资源
2.地图投影
3.数字化
4.空间坐标的转换
5.空间数据类型转换
第二节空间数据压缩结构
1.栅格数据结构
2.减少栅格数据存储量的编码方法
3.矢量数据结构
4.矢量数据的编码
5.栅格和矢量数据结构的比较与选择
6.栅格和矢量数据结构相互转换算法
第三节地理空间数据库
1.传统的数据库模型
2.传统数据库管理地理空间数据的局限性
3.面向对象的数据库系统
4.地理空间数据库系统的发展趋势
第四节可视化与空间查询
1.影像地图的显示
2.影像地图的构成
3.影像地图的输出
4.空间信息查询
第四章空间参照系统和地图投影
第一节地球椭球体基本要素
1.地球椭球体
2.地图比例尺
第二节坐标系
1.地理坐标
2.平面上的坐标系
3.直角坐标系的平移和旋转
第三节地图投影
1.地图投影的概念
2.高斯——克吕格投影
3.第四节地形图的分幅和编号
第五章GIS中的数据
第一节数据涵义与数据类型
第二节数据的测量尺度
第三节地理信息系统的数据质量
1.数据质量的基本概念
2.空间数据质量问题的来源
3.常见空间数据的误差分析
4.空间数据质量控制
第四节空间数据的元数据
第六章空间数据获取与处理
数据采集的方法，数据处理算法
矢量与栅格数据的存储方法，矢量与栅格数据之间相互转换的算法。
第一节地图数字化
第二节空间数据录入后的处理
1.图形坐标变换
2.图形拼接
3.拓扑生成
第七章空间数据管理
第一节空间数据库
1.地理信息系统与一般管理信息系统的比较
2.空间数据库
3.数据与文件组织
第二节栅格数据结构及其编码
2.决定栅格单元代码的方式
第三节矢量数据结构及其编码
1.矢量数据结构
2.编码方法
第四节矢栅结构的比较及转换算法1.空间数据库
1.栅格结构与矢量结构的比较
2.相互转换算法
第八章GIS空间分析原理与方法
主要内容有空间信息建模理论、空间信息模型构造实现
栅格数据分析的基本模式、矢量数据分析的基本方法、数字地面模型及其应用
第一节空间信息查询
第二节缓冲区分析
第三节叠加分析
1.矢量数据叠加分析
2.栅格数据叠加分析
第四节网络分析
1.网络数据结构
2.主要网络分析功能
3.空间插值
4.空间统计分类分析
第九章数字地形模型（DTM）与地形分析
第一节概述
第二节DEM的主要表示模型
1.规则格网模型
2.等高线模型
3.不规则三角网（TIN）模型
4.层次模型
第三节DEM模型之间的相互转换
第四节DEM的建立
1.DEM数据采集方法
2.数字摄影测量获取DEM
3.DEM数据质量控制
第五节DEM的分析和应用
第十章空间建模与空间决策支持
第一节空间分析过程及其模型
第二节空间决策支持模型
1.空间决策过程的复杂性
2.空间决策分析的理论和方法
第三节空间决策支持系统
第四节数据仓库与空间数据挖掘
1.数据仓库DataWarehouse
2.数据挖掘DataMining
3.空间数据挖掘
第五节GIS空间分析与空间动态建模
第六节空间相互作用与位置——分配模型
第十一章3S集成技术
主要内容有3S集成的方案，主要应用领域
3S组成的要素，3S集成的类型。
3S集成时参数的选择。
第一节遥感简介
第二节全球定位系统简介
第三节GIS与遥感的集成及具体技术
第四节GIS与全球定位系统的集成及具体技术
第五节3S集成综合述
第十二章网络地理信息系统
第一节网络的基本概念
第二节分布式地理信息系统
1.分布式系统和C/S模型
2.网络地理信息系统的组合方式
3.网络地理信息系统的概念设计
第三节WebGIS——万维网地理信息系统
第十三章地理信息系统应用实例
第一节数字城市与城市地理信息系统建设
2.数字城市基本框架
3.城市地理信息系统的发展现状
4.数字城市和城市地理信息系统建设中面临的挑战
5.数字城市及城市地理信息系统建设的未来任务
第二节实例介绍
1.数字北京
2.合肥地区“非典”防治决策系统
第十四章地理信息系统标准
主要内容有地理信息系统工程，，地理信息系统标准化
地理信息系统设计的模式、地理信息系统设计与开发的步骤
地理信息系统的标准化
第一节地理信息系统标准简介
第二节ISO/TC211地理信息标准
第三节开放的地理数据互操作规范——OpenGIS
第十五章地理信息系统和社会
第一节GIS的社会化
1.实验室的GIS到社会化的GIS
2.GIS社会化的影响
第二节社会对GIS发展的影响
第十六章GIS新技术与“数字地球”
主要内容有地理信息系统网络GIS、组件式GIS、“数字地球”的概念技术基础与应用
网络GIS、组件式GIS、“数字地球”简介
第一节地球信息科学概述
第二节数字地球技术综述
第三节国家信息基础设施和国家空间数据基础设施
第四节“数字地球”的应用-Googleearth介绍
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