南通大学地理科学学院授课教案.docx

1、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2 GIS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

2、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1 GIS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

3、手段多媒体教学课后作业与要求1 GIS数据库的定义是什么？2 GIS数据库空间数据的基本特征有哪些？3 GIS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

4、理系统 4 数据库系统二、 DBMS的基本原理1 数据库管理系统2 DBMS的层次结构3 DBMS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1 GIS数据库基本概念2 DBMS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

5、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）GeometryGeometry CollectionPointMultiPointCurveLineString，Li

6、ne，LinearRingMultiCurveMultiLineStringSurfacePolygonMultiSurfaceMultiPolygon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1 OGC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

7、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

8、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Oracle Spatial

9、3 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：1 GIS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

10、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、 Oracle Spatial介绍Oracle Spatial的数据模型和Oracle Spatial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）

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 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1 SQL查询语言 2 SQL查询语言的扩展3 自然语言空间

12、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

13、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

14、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3 E-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1 E-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

15、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1 E-R模型向关系模型的转换2 关系数据

16、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

17、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

18、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、

19、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

20、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 Web GIS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

21、；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、GIS Activex控件、GIS Java Applet第二节 Web GIS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

22、，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1 WebGIS的基本概念2 WebGIS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1 WebGIS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

23、GML异构WebGIS空间数据组织2 了解基于Web Service的开放式Web GIS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 Web GIS数据库技术第二节 Web GIS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1 GML概述2 基于GML的异构WebGIS空间数据组织第三节 Web GIS数据库应用服务器一、 WebGIS数据库应用服务器开发技术1 DCOM技术2 J2EE技术二、 WebGIS数据库应用服务器框架第四节 基于Web

24、 Service的开放式Web GIS一、 Web Service概述1 什么是Web Service？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2 GML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

25、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1 GIS标准的编制原则2 GIS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2 ISO/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