南通大学地理科学学院授课教案.docx
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南通大学地理科学学院授课教案
南通大学地理科学学院
授课教案
（1）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1.掌握数据库及GIS数据库的定义、特征与作用
2.了解数据库及GIS数据库的形成与发展背景和历程
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第一章绪论
第一节GIS数据库概述
一、GIS数据库定义
1数据库的定义：
个体含义和学科含义
2GIS数据库的定义：
3三个关键术语：
地理空间、空间信息、信息结构和数据模型
二、GIS数据库特征
空间特征、抽象特征、空间关系特征、多尺度与多态性、非结构化特征、分类编码特征、海量数据特征
三、GIS数据库作用
1对海量数据的管理能力
2空间分析功能
3设计方式灵活，满足用户要求
4支持网络功能。
当前GIS数据库存在的一些问题：
数据共享、数据瓶颈、数据更新、数据安全问题
第二节GIS数据库的形成与发展
一、数据库发展综述
二、GIS数据库历史发展
1GIS数据库的计算平台的发展
2空间数据模型的发展
3管理模式的发展
三、GIS数据库基础性与共享行性
教学重点
数据库及GIS数据库的定义、特征与作用
教学难点
GIS数据库的定义、特征
创新之处
以实例分析来阐述GIS数据库定义和内涵
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1GIS数据库的定义是什么？
2GIS数据库空间数据的基本特征有哪些？
3GIS数据库的主要作用有哪些？
4简述GIS数据库的发展历程。
南通大学地理科学学院
授课教案
（2）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
掌握GIS数据库与DBMS原理和关系模型
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第一章绪论
第三节GIS数据库与DBMS原理和关系模型
一、GIS数据库基本概念
1数据2数据库
3数据库管理系统4数据库系统
二、DBMS的基本原理
1数据库管理系统
2DBMS的层次结构
3DBMS的目标
三、RDBMS的基本特征
1必须能完全通过它的关系能力来管理数据库
2信息准则3保证访问准则
4空值的系统化处理
5基于关系模型的动态的联机数据字典
6统一的数据子语言准则7视图更新准则
8高级的插入、修改和删除操作
9数据物理独立性10数据逻辑独立性
11数据完整性的独立性
12分布独立性
13无破坏准则
教学重点
1GIS数据库基本概念
2DBMS的基本原理
教学难点
DBMS的基本原理
创新之处
实例分析引导学生理解基础知识
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1论述DBMS的层析结构
南通大学地理科学学院
授课教案（3）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1了解地理系统和地理现象
2掌握空间对象及其定义
3掌握空间对象关系和表达
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第二章空间数据的表达与管理
第一节空间数据的表达
一、地理系统与地理现象
二、空间对象及其定义（OGC提出的几何对象模型）
Geometry
GeometryCollection
Point
MultiPoint
Curve
LineString，Line，LinearRing
MultiCurve
MultiLineString
Surface
Polygon
MultiSurface
MultiPolygon
二、空间对象关系和表达
1点集拓扑学2扩展9-交模型
3基于扩展9-交模型的空间关系谓词描述4方向关系表达
教学重点
1空间对象及其定义
2空间对象关系和表达
教学难点
1空间对象及其定义
2空间对象关系和表达
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1OGC定义的基本集合对象有哪些？
有何优缺点？
2空间对象的空间关系是如何定义的？
南通大学地理科学学院
授课教案（4）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1掌握空间数据结构与组织
2掌握空间索引方法
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第二章空间数据的表达与管理
第二节空间数据结构与组织
一、栅格数据模型
1栅格数据的概念
2栅格数据的组织
二、矢量数据模型
1无拓扑关系的矢量数据模型---Spaghetti模型
2无拓扑关系的矢量数据模型点位字典法
3有拓扑关系的矢量模型
三、栅格矢量一体化数据模型
四、数字高程模型
1规则格网模型
2等高线模型
3不规则三角网模型
第三节空间索引
一、格网索引
二、四叉树索引
三、R树和R+树空间索引
教学重点
1掌握空间数据结构与组织
2掌握空间索引方法
教学难点
1掌握空间索引方法
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1矢量数据模型有哪几种？
2空间数据索引方式有那些？
有什么优缺点？
南通大学地理科学学院
授课教案（5）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1理解文件与关系数据库混合管理、纯关系型数据库管理、对象－关系数据库管理方式，数字高程模型数据库管理2了解OracleSpatial3掌握遥感影像库管理
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第二章空间数据的表达与管理
第四节空间数据管理
一、文件与关系数据库混合管理方式
利用一组文件来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用关系数据库来存放属性数据，通过唯一标识符建立它们之间的连接。
二、纯关系型数据库管理方式
1按照关系型数据库组织数据的基本原则，对变长的几何数据进行关系范式的分解，分解成定长记录的数据表进行存储。
2将图形数据的变长部分处理成Binary二进制Block块字段。
三、对象－关系数据库管理方式
是在传统关系数据库的基础上进行扩展：
1GIS软件商在传统关系数据管理系统上进行扩展，外加一个空间数据管理引擎。
2数据库管理系统的软件商在关系数据库管理系统中进行扩展，使之能直接存储和管理矢量空间数据。
四、OracleSpatial介绍
OracleSpatial的数据模型和OracleSpatial的索引机制和查询
五、遥感影像数据库管理
1大型遥感影像库的设计原则2影像跨带问题及处理
3大型遥感影像数据库的关键技术
六、数字高程模型数据库管理
教学重点
文件与关系数据库混合管理、纯关系型数据库管理、对象-关系数据库管理遥感影像库管理
教学难点
遥感影像库管理
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
空间数据管理方式有几种？
各有什么优缺点？
南通大学地理科学学院
授课教案（6）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1了解查询语言的特征、掌握当前几种空间信息查询语言
2掌握空间数据挖掘和知识发现的概念和方法
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第二章空间数据的表达与管理
第五节GIS数据库查询语言
一、GIS数据库查询语言的特征
1查询语言能理解空间概念2查询语言能理解描述查询结果的表达方式
3查询描述的非过程化
二、当前几种空间信息查询语言
1SQL查询语言2SQL查询语言的扩展
3自然语言空间信息查询
第六节空间数据挖掘
一、数据挖掘的概念
1数据挖掘的兴起2数据挖掘的任务
3数据挖掘的对象
二、空间数据挖掘和知识发现
1基本概念2空间粒度与空间尺度
3空间知识的规则4空间数据挖掘的体系结构
三、空间数据挖掘的方法
1空间分析方法2统计分析方法
3归纳学习方法4聚类与分类方法
5探测性的数据分析方法
6粗集方法7空间特征和趋势探测方法
8数字地图图像分析和模式识别方法
9可视化方法
教学重点
空间查询语言和空间数据挖掘
教学难点
空间数据挖掘和知识发现
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1简述当前几种空间信息查询语言。
2空间知识的规则有哪些？
3空间数据挖掘的方法有哪些？
南通大学地理科学学院
授课教案（7）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第三章GIS数据库设计与建立
第一节GIS数据库设计概述
一、GIS数据库设计的内容
概念设计、逻辑设计、物理设计
二、数据库设计目标
满则用户需求、良好数据库性能、准确模拟现实世界、能够被某个数据库管理系统接受
第二节GIS数据库的概念设计
一、概念设计的一般步骤和方法
确定应用领域、确定用户需求、选择对象类型、对象类型定义和属性描述、对象类型的调整、几何表示、关系、质量要求、编码
二、实体－联系模型（E-R）
实体、联系、属性概念
三、实体－联系扩展模型（EER）
四、E-R模型设计步骤与方法
1设计局部的E-R模型
2设计全局的E-R模型
3E-R模型优化
五、E-R模型的操作
1实体/联系（类型）的分裂与合并
2实体/联系（类型）的增加与删除
3实体/联系（类型）的转位
六、空间数据分层
教学重点
GIS数据库的概念设计
教学难点
实体－联系模型的概念、设计与操作
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1E-R模型有哪些成分？
如何进行设计？
南通大学地理科学学院
授课教案（8）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1理解并掌握关系模型的基本概念
2掌握关系数据库设计的理论
3掌握关系数据库设计的步骤与方法
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第三章GIS数据库设计与建立
第三节关系型数据库设计
一、关系模型的基本概念
1关系
2主键
3外键
4关系模式
5关系模型
二、关系数据库设计理论
1数据依赖
2规范化理论
第一范式
第二范式
第三范式
BC范式
三、关系数据库设计步骤与方法
1E-R模型向关系模型的转换
2关系数据模型的规范化设计
3关系模型的优化
关系模型优化的方法
关系模型存在的局限
教学重点
关系模型的基本概念、设计理论与设计步骤和方法
教学难点
关系模型的基本概念、设计理论与设计步骤和方法
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
什么是关系模型？
关系数据库设计的步骤与方法是什么？
南通大学地理科学学院
授课教案（9）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1掌握面向对象的相关基本概念和面向对象分析与设计
2了解地理元数据的主要内容
3掌握地理信息元数据的组织
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第三章GIS数据库设计与建立
第四节面向对象的数据库设计
一、面向对象数据库及其基本特征
1对象2对象类
3继承
4持久性、对象标识
5并发控制6阻抗失配
二、面向对象的分析和设计
1问题定义
2系统分析
3系统设计
4详细设计
第五节地理信息元数据的设计
一、地理信息元数据确定的原则
完整性、准确性、结构性、与其他标准的一致性
二、地理信息元数据的主要内容
三、地理信息元数据的组织
1按照元素性质来租住
2按照功能来组织
3按照使用范围来组织
4按照重要程度来组织
教学重点
1面向对象相关基本概念2面向对象分析和设计
教学难点
1面向对象相关基本概念2面向对象分析和设计
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1什么是对象、类、继承？
2简述面向对象的分析和设计过程
南通大学地理科学学院
授课教案（10）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1了解基于Geodatabase的数据库设计
2掌握空间数据采集建库过程
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第三章GIS数据库设计与建立
第六节基于Geodatabase的数据库设计
一、Geodatabase数据模型
二、Geodatabase数据库设计
三、广东省佛山市南海区土地利用数据库设计
第七节空间数据采集建库
一、资料预处理
1对建库资料的要求
2资料预处理的内容
二、分幅数字化
1手扶跟踪数字化
2地图扫描数字化
三、数据编辑与图幅接边
1数据检索与编辑
2图幅接边处理
四、数据分层
五、拓朴编辑与处理
1拓扑检查与编辑2多边形生成
六、属性数据录入
七、其他处理
1坐标系转换2投影转换3几何纠正
八、数据库建立
教学重点
空间数据采集建库过程
教学难点
空间数据采集建库过程
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
如何建立一个GIS数据库？
南通大学地理科学学院
授课教案（11）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1理解WebGIS的概念2掌握WebGIS的实现模式
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第四章WebGIS数据库技术
第一节WebGIS概述
一、互联网与GIS结合的发展
二、WebGIS的基本概念
1概念
2功能：
利用Internet提供的技术基础和浏览器/服务器机制，遵循HTTP协议，支持常用的浏览器，实现地理信息在Internet环境下的传输和浏览；以地理信息元数据标准为基础，实现在Internet上地理信息的时间、空间和属性上的有机结合。
实现地理信息图形、图像和文本的多向或者双向的可视化查询和检索；提供Web的空间数据在线空间分析，具有一个不同分辨率尺度下的空间数据三维可视化的浏览界面和多源信息的集成显示技术。
三、WebGIS的信息内容构建
信息组织、信息交换、信息的表达、综合分析、数据安全、开放性
四、WebGIS的实现模式
CGI模式、Plug-in模式、GISActivex控件、GISJavaApplet
第二节WebGIS的空间数据组织
一、WebGIS空间数据的特点
地理信息本身就是具有地域分布特征；地理信息存储方式不同，表现出异质的特点；
中间件应用服务器平台不同；WebGIS的客户端不同，支持的地理信息格式不同
二、WebGIS地理信息服务空间数据流程
教学重点
1WebGIS的基本概念
2WebGIS的实现模式
教学难点
WebGIS的实现模式
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1WebGIS的实现模式都有哪些？
各有什么优缺点？
南通大学地理科学学院
授课教案（12）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1掌握基于超图的分布式空间数据组织和基于GML异构WebGIS空间数据组织
2了解基于WebService的开放式WebGIS
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第四章WebGIS数据库技术
第二节WebGIS的空间数据组织
三、基于超图的分布式空间数据组织
1超图概念及发展
2分布式超地图模型
3基于超地图模型的WebGIS空间数据组织
四、基于GML的异构WebGIS空间数据组织
1GML概述
2基于GML的异构WebGIS空间数据组织
第三节WebGIS数据库应用服务器
一、WebGIS数据库应用服务器开发技术
1DCOM技术
2J2EE技术
二、WebGIS数据库应用服务器框架
第四节基于WebService的开放式WebGIS
一、WebService概述
1什么是WebService？
2技术特性
3体系结构
二、开放式WebGIS
教学重点
基于超图分布式空间数据组织和基于GML异构WebGIS空间数据组织
教学难点
基于超图分布式空间数据组织和基于GML异构WebGIS空间数据组织
创新之处
教学方式、方法与手段
多媒体教学
课后作业与要求
1论述超地图模型及其在WebGIS中的应用
2GML的特点是什么？
如何通过它处理异构的GIS数据？
3实现WebGIS数据库应用服务器的技术是什么？
南通大学地理科学学院
授课教案（13）
课程名称
空间数据库技术
总学时
72
课类
必修
周学时
4
考试类别
考试
任课教师姓名
胡秀芳
职称
讲师
所在教研室
地理信息系统
任课专业、班级
地理信息051
学生人数
38
本次授课时间、地点
教学目的与任务
1了解标准原因与特点
2掌握GIS标准体系的编制原则和内容
3了解国内外GIS标准的研究进展
4掌握国家标准《地球空间数据交换格式》
主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计
第五章GIS数据库标准化
第一节GIS数据库标准体系
一、标准原因与特点
1标准的概念
2标准产生的原因
3标准的特点
二、GIS标准体系的编制原则和内容
1GIS标准的编制原则
2GIS标准的内容
三、国内外GIS标准的研究进展
1美国空间数据交换标准
2ISO/TC211地理信息标准
3开放式GIS协会
4国内GIS标准研究进展情况
四、国家标准《地球空间数据交换格式》介绍
1矢量数据交换格式
2影像数据交换格式
3格网数据交换格式
教学重点
1掌握GI
升级会员 