《地理信息系统》课程教学大纲.docx

1、地理信息系统课程教学大纲地理信息系统课程教学大纲课程编号：031301009 课程名称：地理信息系统 英文名称： Geographical Information System 课程性质：专业课程 总 学 时：54 学 分：3 适用对象：地理科学专业四年制本科生 先修课程：地图学；遥感；计算机语言；数据库管理；一、编写说明（一） 本课程的性质、地位和作用 地理信息系统是高校地理专业的必修课，它是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学科，GIS已成为现代地学研究的强有力的技术工具，代表着地理学发展的一个重要方向，GIS技术的不断发展和日趋成熟，在社会上将会得到广泛应用，它对地理学的振兴有重要意义

2、。本课程的任务是让学生掌握地理信息系统的基本理论，空间数据的处理和分析方法，培养学生地理信息系统技术的初步应用能力。（二） 教学基本要求1.了解地理信息系统的基本概念、构成、功能及其发展趋势。2.理解地理空间（图形）数据的特征及其计算机表示方法，空间数据的处理方法。3.掌握空间数据库的基本理论。4.掌握空间分析的原理与方法。5.掌握常用地学分析模型的建立以及地理信息系统开发与设计方法。6.理解并掌握地理信息系统产品的输出与设计。（三） 课程教学方法和手段1. 地理信息系统是一门应用性和实践性都很强的专业课，因此本课程以讲授与上机实践相结方式合授课，尽可能有准备、有针对性的开展符合教学特点的多媒

3、体教学。2. 正确处理知识传授和训练的关系，尽量作到精讲多练，以便让学生能有更多的时间上机练习和操作。3.有计划、有目的地开展教学讨论活动，同时，让有兴趣的同学参与教师的相关科研项目和活动。（四） 实践环节1.实验（上机操作）2.主要内容与要求：包括手扶数字化仪的使用、图形屏幕数字化与编辑、空间数据库组织、建立及数据分析、地理信息输出-辅助制图等。3.学时分配：12学时（五） 教学时数分配表教学内容各教学环节学时分配采用何种多媒体教学手段章节主要内容讲授实验讨论习题课外其他小计一绪论22多媒体教学二GIS数据结构82111多媒体教学三空间数据库66多媒体教学四空间数据的采集和质量控制628多媒

4、体教学五空间数据的处理4217多媒体教学六空间查询与分析8614多媒体教学七地理信息系统设计与评价44多媒体教学八GIS发展热点22多媒体教学合计4012200054（六） 本课程与其它课程的联系地理信息系统，是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究的新技术，是多种学科交叉的产物。作为传统科学与现代技术相结合的产物，地理信息系统为各种涉及空间数据分析的学科提供了新的方法，而这些学科的发展都不同程度地提供了一些构成地理信息系统的技术与方法。为了更好地掌握并深刻地理解地理信息系统，有必要认识和理解与地理信息系统相关的学科。地理学是一门研究人类生活空间的学科，地理学研究空间分析的传统历史悠久，它为GI

5、S提供了一些空间分析的方法与观点，成为GIS部分理论的依托。地理学的许多分支学科，如地图学、大地测量学等都与GIS有着密切的相依关系。另一方面，地理信息系统也以一种新的思想和新的技术手段解决地理学的问题，使地理学研究的数学传统得到充分发挥。（七） 教材与主要参考书教 材：地理信息系统，汤国安，科学出版社，2006。主要参考书：1.地理信息系统概论，黄杏元，高等教育出版社，20012.地理信息系统，张超等，高等教育出版社，1995；3.地理信息系统原理、方法和应用，乌伦等，科学技术出版社，2001；4.地理信息系统，汤国安，科学技术出版社，1998；5.地理信息系统基础，龚健雅，科学技术出版社，

6、2001；6.地理信息系统建库技术及其应用，毛锋等，科学技术出版社，2001；7.数字地球导论，承继成，科学技术出版社，2000； （八） 说明1. 本教学大纲适用于本科层次的地理科学专业的教学，教学总时数般安排54学时(每周3学时)，可根据需要作适当调整。2.本教学大纲应随着教学实践的深入，及时予以补充和完善。 3.在执行过程中可根据学生情况及学科发展对教学内容进行适当调整。二、教学内容纲要第一章 绪论一、 教学基本要求1. 了解地理信息系统的主要应用领域、地理信息系统与其它学科的联系及国内外GIS的发展概况。2. 理解GIS的构成和功用。3. 熟练掌握GIS的相关概念、及其与其它IS之间的

7、关系和区别。二、 教学内容第1节 GIS概念要点：1. 例子2. 信息与数据3. 地理信息与地学信息4. GIS与其他IS之间的关系和区别第2节 GIS发展要点：1. 国际GIS的发展状况2. 国内GIS发展第3节 GIS构成要点：1. GIS组成2. 软件配置3. 硬件配置第4节 GIS的功能要点：1. 数据采集与输入2. 空间查询3. 叠加分析4. 缓冲区分析5. 网络分析6. 地形分析7. 数据显示与输出第五节 GIS主要应用领域第六节 GIS相关学科第二章 GIS数据结构一、教学基本要求1. 了解地理实体的概念、描述及空间特征。2. 了解三维数据结构。3. 理解栅格数据结构及矢量数据结

8、构的图形表示、获取方式、编码方法。4. 掌握矢栅一体化数据结构。二、教学内容第一节 空间实体及其描述要点：1. 地理实体2. 地理实体的描述3. 实体的空间特征第二节 栅格数据结构要点：1. 图形表示2. 栅格数据组织3. 栅格结构的建立4. 栅格数据编码方法第三节 矢量数据结构要点：1. 图形表示2. 矢量数据的获取方式3矢量数据组织4矢量数据编码方式第四节 矢栅一体化数据结构要点：1. 图形表示2. 矢栅一体化概念3三个约定和细分格网法4一体化数据结构设计第5节 三维数据结构要点：1. 图形表示2. 八叉树数据结构3. 三维边界表示法第三章 空间数据库一、教学基本要求1. 了解三维数据结构

9、地图投影的变形及相关投影公式2. 理解空间数据库、空间数据库管理系统的概念。3. 掌握空间数据模型及空间数据库的设计。4. 能够进行空间数据库的建立与维护二、教学内容第1节 空间数据库的概念要点：1空间数据库2空间数据库管理系统第二节 空间数据模型要点：1. 传统数据模型2. 传统数据模型存储空间数据的局限性3 面向对象模型4GIS空间数据库类型 第三节 空间数据库的设计要点：1. 需求分析2. 结构设计3. 数据层设计4. 数据字典第四节 空间数据库的建立与维护要点：1. 空间数据库的建立2. 空间数据库的维护第四章 空间数据的采集和质量控制一、教学基本要求1. 了解GIS的数据源、空间数据

10、采集的任务及研究GIS数据质量的目的和意义。2. 理解空间数据的地理参照系和控制基础3. 掌握空间数据的分类和编码和空间数据的采集4. 能够熟练地应用GIS软件进行数据采集，并进行分类和编码。二、教学内容第1节 概述要点：1. GIS的数据源2空间数据采集的任务3研究GIS数据质量的目的和意义2. 第2节 空间数据的地理参照系和控制基础要点：1地理空间的数据建构2地理参照系3. GIS的地理基础控制基础4. 地图投影第3节 空间数据的分类和编码要点：1. 空间数据的组织2. 地理数据的分层3. 空间数据的分类和编码第4节 空间数据的采集要点：1. 几何图形数据的采集2. 属性数据的采集3. 几

11、何数据和属性数据的连接4. 空间数据的编辑和检核第5节 GIS的数据质量要点：1. GIS的数据质量的内容2. GIS的数据质量的评价方法3. 数字化的误差评价和质量控制4. 数据处理中数据质量的评价第6节 空间数据标准数据共享要点：1. 概述 2. 空间数据分类标准3. 空间数据交换标准4. 我国空间数据交换格式5. GIS空间元数据6. 空间数据的互操作7. OpenGIS规范第五章 空间数据的处理一、教学基本要求1. 了解坐标变换及图形编辑的原理和方法。2. 理解拓扑关系的自动建立。3. 掌握数据压缩与光滑的原理。4. 熟练掌握图图形简化的概念与方法。5. 能够熟练地应用GIS软件进行空间数据内插与空间数据格式转换。二、教学内容第1节 坐标变换要点：1图幅数据的坐标变换2几何纠正3地图投影变换第二节 图形编辑要点：1编辑操作2关键算法第三节 拓扑关系的自动建立要点：1. 点线拓扑关系的自动建立2. 多边形拓扑关系的自动建立3图形接边形成无缝数据库第四节 空间插值要点：1. 边界内插2. 趋势面分析3局部内插4移动平均法第五节 数据压缩与光滑要点：1. 数据压缩2. 曲线光滑第六节 空间数据格式转换要点：1. 矢量向栅格转换2. 栅格向矢量转换第六章 空间查询与分析一、教学基本要求