地理信息系统1 教学大纲.doc

地理信息系统1教学大纲课程名称(英文)：地理信息系统1（geography information system）课程代码：0806501课程类别：学科基础课程学 时：40学 分：3考核方式：考试适用对象：专科专业一、课程简介地理信息系统是使学生了解和掌握地图为基础管理和分析空间数据的技术，以方便处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息，作为生产、管理和决策的依据。课程主要内容包括：空间数据模型与数据结构、空间数据获取、空间数据处理、空间数据组织与管理、空间分析的基本方法、数字地形模型及其应用、空间建模与空间决策支持、地理信息系统产品输出及可视化、等。二、教学目的及要求地理信息系统近年来成为支持地理学及其相关学科发展的一项重要技术，为学生开设这门课程，目的是让同学掌握地理信息系统这门学科的基本理论和方法，了解地理信息系统在各个学科和社会中的应用。地理信息系统是一门理论性和实践都很强的学科，要求学生在掌握基本理论与方法的同时，加强实验和实践。三、教学重点及难点教学重点：地理信息系统的基本概念、数据处理、空间分析、数字地形模型、地理信息系统应用。教学难点：空间数据结构、空间数据拓扑关系、空间分析的基本方法、理论实践相结合的应用系统四、与其它课程的关系先修课程：计算机应用基础。五、教学内容第1章 绪论 （8学时）本章主要教学内容：1.1地理信息系统的基本概念1.2 地理信息系统的特征和类型1.3地理信息系统的组成1.4地理信息系统的功能1.5地理信息系统的应用1.6地理信息系统的研究内容1.7地理信息系统发展概况本章教学目的及要求：理解GIS的相关概念，掌握GIS的特点、类型与组成，了解GIS的基本功能和用途，描述GIS和相关学科的关系，了解GIS的发展概况。本章教学重点及难点：重点为GIS的特点、类型与组成；难点为GIS概念第2章 空间数据模型与数据结构 （10学时）本章主要教学内容：2.1从地理空间现象到计算机世界空间数据概念模型空间数据与空间关系2.2矢量数据模型2.3栅格数据模型2.4矢量栅格二者的比较及其他数据模型矢量数据模型和栅格数据模型的比较二者之间的转换镶嵌数据模型三维数据模型面向对象数据模型本章教学目的及要求：掌握地理空间数据的特征，掌握地理数据编码的概念，掌握栅格单元值的选取方法、理解拓扑的概念和意义、掌握地理空间数据的拓扑关系与表示、掌握栅格数据结构特点及其编码方法、 掌握矢量数据结构特点及其编码方法、掌握栅格与矢量数据之间的转化方法，了解其他几种数据模型，理解面向对象的技术和工具。本章教学重点及难点：重点为地理空间数据的拓扑关系与表示、栅格数据结构特点及其编码方法、矢量数据结构特点及其编码方法、栅格与矢量数据之间的转化方法；难点为栅格数据结构特点及其编码方法、矢量数据结构特点及其编码方法，面向对象的技术和工具的理解。第3章 空间数据获取 （2学时）本章主要教学内容： 3.1空间数据的数学基础3.2空间数据的获取方式3.3屏幕矢量化3.4属性数据获取本章教学目的及要求：了解空间数据形成的数学基础，了解GIS的数据采集方式、掌握地图数字化的方法、步骤、掌握属性数据的录入与编辑，理解属性数据编码的原则、内容与方法本章教学重点及难点：重点为地图数字化的方法、步骤，属性数据编码的深刻含义；难点为空间数据的数学基础和GIS的数据采集方式、地图数字化的方法、步骤。第4章 空间数据处理 （4学时）本章主要教学内容：4.1空间数据处理的概念和意义4.2常见的空间数据处理4.3空间数据插值4.4空间数据质量控制 4.5空间数据的元数据本章教学目的及要求：理解数据处理的概念和意义，掌握常见的数据处理方式，掌握空间数的插值方法，理解空间数据质量及其相关概念；了解空间数据质量评价的标准，并分析造成数据质量问题的来源；说明控制空间数据质量的措施；理解元数据的概念，了解空间数据元数据所用到的概念；了解空间数据元数据的分类和标准；了解空间数据元数据的获取方法；弄清为什么在地理信息系统中使用元数据；说明空间数据元数据的应用方向。本章教学重点及难点：重点为空间数据处理的概念、常用的空间数据处理的方法、空间数据插值的方法、元数据的概念、空间数据元数据的获取方法、为什么在地理信息系统中使用元数据；难点为空间数据插值的方法、元数据的概念第5章 空间数据组织与管理（2学时）本章主要教学内容： 5.1数据的层次与文件组织5.2空间数据库5.3传统数据库的数据模型5.4面向对象的数据库系统5.5空间数据管理设计本章教学目的及要求：了解数据的层次单位、常用的数据文件和数据间的逻辑关系；掌握数据库的基本概念、特点和系统结构；了解数据库管理系统的基本功能；了解数据字典和数据安全的含义； 理解传统数据库的数据模型，说明它们之间的关系；说明传统地理空间数据库的局限性，掌握面向对象方法中的基本概念；掌握面向对象的几何抽象类型和属性数据模型；了解数据管理的方法和类型。本章教学重点及难点：重点为数据库的基本概念、特点和系统结构；传统数据库的数据模型；面向对象方法中的基本概念；面向对象的几何抽象类型和属性数据模型；空间数据组织的含义、常用的空间索引类型、查询语言的使用；难点为面向对象的几何抽象类型和属性数据模型、查询语言的使用。第6章 空间分析的基本方法（8学时）本章主要教学内容：6.1地理信息系统的空间分析模型 6.2空间查询与量算6.3视觉信息复合分析6.4空间聚类与聚合分析6.5叠置分析6.6泰森多边形分析6.7缓冲区分析6.8网络分析6.9空间插值6.10空间信息分类与统计分析本章教学目的及要求：理解GIS中模型的概念、特点和作用；掌握GIS空间分析的一般步骤；了解空间查询与量算的各种方法及其应用；了解视觉信息复合分析的类型和用途；理解叠置分析的概念和类型，掌握多边形叠置分析的步骤和方法；理解缓冲区的概念和作用，并能说明其应用方法；了解泰森多边形、网络分析在地学中的主要用途；了解空间插值的类型和方法；了解空间信息分类和统计分析方法。本章教学重点及难点：重点为GIS空间分析的一般步骤；叠置分析的概念和类型，多边形叠置分析的步骤和方法；缓冲区的概念和作用、应用方法。难点为空间查询与量算；空间聚类与聚合分析；泰森多边形分析；缓冲区分析；网络分析；空间插值；空间信息分类与统计分析。第7章 数字地形模型及其应用（4学时）本章主要教学内容： 7.1数字高程模型的概念和表示 7.2数字高程模型的建立7.3 DEM分析与应用本章教学目的及要求：理解DTM和DEM概念；掌握DEM的主要表示方法，并能分析其优缺点；了解DEM的数据采集方法；了解DEM的插值方法；掌握DEM建立的一般作业过程；了解DEM在地学分析中的主要用途；了解地形可视化的方法。本章教学重点及难点：重点为DTM和DEM概念； DEM的主要表示方法；DEM建立的一般作业过程； DEM在地学分析中的主要用途。难点为DEM的主要表示方法；DEM建立的一般作业过程。第8章 地理信息系统产品输出及可视化（2学时）本章主要教学内容：8.1地理信息输出系统8.2地理信息系统产品的类型8.3空间数据可视化本章教学目的及要求：了解地理信息系统的输出方式；掌握地理信息系统产品的类型；了解几种不同类型的信息可视化表达方式。本章教学重点及难点：重点为地理信息系统的输出方式；地理信息系统产品的类型。难点为空间数据可视化的几种类型。六、教材及参考书1、教材：地理信息系统.刘南等.高等教育出版社，2002。2、教学参考书：地理信息系统导论陈述彭，鲁学军，周成虎，北京：科学出版社，1999地理信息系统原理、方法和应用邬伦，刘瑜，张晶，等.北京：科学出版社，2001地理信息系统概论黄杏元，马劲松，汤勤. 北京：高等教育出版社，2001地理信息系统原理与方法吴信才.北京：电子工业出版社，20