《地理信息系统原理I》教学大纲

1、地理信息系统原理IPrinciple of Geographic Information System I一、课程基本情况课程类别：专业基础课程课程学分：4学分课程总学时：64学时，其中讲课：48学时，实验（含上机）：16学时，课外 学时课程性质：必修开课学期：第4学期先修课程：自然地理学、地图学适用专业：地理信息科学、遥感科学与技术、自然地理与资源环境、测绘工程教 材：黄杏元、马劲松、汤勤编，地理信息系统概论（第三版），高等教育出版社，2008年。开课单位：地理与遥感学院地理信息科学系二、课程性质、教学目标和任务地理信息系统课程是本专业本科生的专业主干课程。课程设置的目的，是拟通过该门课程的

2、学习，使学生掌握地理信息系统的基本原理、技术体系及其应用方法，为后续其它GIS课程的学习打下基础。通过本课程的学习，要求学生牢固地掌握地理信息系统的基本概念、基本理论、空间数据特征和数据结构、空间数据库、空间数据处理、空间分析和空间数据的可视化等方面的知识，理解地理信息系统的应用模型、应用设计方面的基本方法。同时通过实习实践，培养学生的全面动手操作能力和综合运用理论知识来分析问题解决问题的能力。三、教学内容和要求第1章 导论（4学时）1.1地理信息系统基本概念（1学时）（1）理解数据与信息的概念； （2）理解地理数据与地理信息的概念；（3）掌握地理信息系统的概念；重点：地理信息系统的定义难点：

3、从技术和学科两个层面理解地理信息系统的基本概念1.2地理信息系统的基本构成（1学时）（1）理解地理信息系统基本构成部分； （2）掌握地理信息系统包括哪些常用硬件设备和主要软件； 重点：理解地理信息系统基本构成难点：熟悉主要输入设备和主流GIS软件1.3 地理信息系统的功能简介（1学时）（1）了解地理信息系统的基本功能（2）了解地理信息系统的应用功能重点：地理信息系统的基本功能难点：地理信息系统的应用功能1.4地理信息系统的发展概况（1学时）（1）了解地理信息系统的发展概况； （2）理解地理信息系统的基础理论体系； 重点：地理信息系统的基础理论体系难点：地理信息系统的发展热点第2章 地理信息系统

4、的数据结构（10学时）2.1地理空间及其表达（0.5学时）（1）理解地理空间的概念； （2）掌握空间实体的两种基本表达形式； 重点：地理空间的概念难点：地理空间的概念2.2地理空间数据及其特征（2学时）（1）了解空间数据的计算机表示； （2）掌握空间数据的基本特征； （3）掌握GIS空间数据的分类情况；（4）掌握空间数据的拓扑关系；重点：空间数据的基本特征和拓扑关系难点：空间数据的拓扑关系2.3空间数据结构的类型（6学时）（1）理解曲面数据结构； （2）掌握矢量数据结构； （3）掌握栅格数据结构；重点：矢量数据结构和栅格数据结构难点：栅格数据的压缩方法2.4空间数据结构的建立（1.5学时）（1

5、）掌握数据结构建立的基本过程； （2）掌握空间数据的编码方法； （3）掌握矢量数据的常用输入方法；重点：数据结构建立的基本过程难点：矢量数据的常用输入方法第3章 空间数据处理（12学时）3.1空间数据的变换（2学时）（1）了解GIS中的常用地图投影（2）理解空间数据变换的目的（3）掌握几何纠正的方法； （4）掌握地图投影的概念与方法重点：几何纠正的方法难点：地图投影的概念与方法3.2空间数据结构的转换（3学时）（1）理解数据结构转换的目的； （2）掌握矢量数据栅格化的原理与常用方法； （3）掌握栅格数据矢量化的原理与常用方法；重点：矢量数据栅格化的常用方法难点：面的栅格化方法3.3多元空间数据

6、融合（1学时）（1）理解不同格式数据的融合； （2）理解遥感和GIS数据的融合； 重点：遥感和GIS数据的融合难点：不同格式数据的融合3.4空间数据的压缩与重分类（2学时）（1）掌握矢量数据的压缩原理与常用方法； （2）掌握空间数据的重分类方法与意义；重点：矢量数据的压缩方法难点：矢量数据的压缩方法3.5空间数据的内插方法（3学时）（1）掌握空间数据内插的概念； （2）掌握点的内插的各种常用方法； （3）掌握区域内插的方法；重点：点的内插的各种常用方法难点：点的内插的各种常用方法3.6空间拓扑关系的编辑（1学时）（1）了解空间拓扑关系编辑的目的； （2）掌握空间拓扑关系编辑方法；重点：空间拓扑

7、关系编辑方法难点：空间拓扑关系编辑方法第4章 地理信息系统空间数据库（5学时）4.1空间数据库原理（2学时）（1）理解空间数据库的概念与设计； （2）理解空间数据库的数据管理方式；重点：空间数据库的数据管理方式难点：空间数据库的数据管理方式4.2空间数据查询（1学时）（1）理解空间数据查询类型和方法； （2）理解空间查询语言； 重点：空间数据查询类型和方法难点：空间查询语言4.3空间数据库索引（0.5学时）（1）掌握空间数据库索引的定义； （3）掌握空间数据库索引的常用方法；重点：空间数据库索引的常用方法难点：空间数据库索引的常用方法4.4空间元数据（0.5学时）（1）掌握空间元数据的定义；

8、（2）理解空间元数据的作用； 重点：空间元数据的定义难点：空间元数据的作用4.5空间数据库引擎（0.5学时）（1）掌握空间数据库引擎的定义； （2）理解空间数据库引擎的工作原理； 重点：空间数据库引擎的定义难点：空间数据库引擎的工作原理4.6空间时态数据库（0.5学时）（1）了解主要的时空一体化数据模型； 重点：时空一体化数据模型难点：时空一体化数据模型第5章 空间分析的原理与方法（10学时）5.1数字地形模型分析（3学时）（1）了解DEM的应用实例； （2）掌握DEM的概念； （3）掌握地形因子的计算方法；（4）掌握地形剖面线的计算方法（5）掌握DEM的通视分析方法重点：地形因子的计算方法难

9、点：地形因子的计算方法5.2空间叠合分析（3学时）（1）掌握空间叠合分析的概念； （2）掌握矢量数据的叠合原理与方法； （3）掌握栅格数据的叠合原理与方法；重点：矢量栅格数据的叠合原理与方法难点：矢量数据的叠合方法5.3空间邻近度分析（2学时）（1）掌握空间缓冲区分析方法； （2）掌握泰森多边形分析方法； 重点：空间缓冲区分析难点：泰森多边形分析5.4空间网络分析（2学时）（1）了解空间网络分析的用途； （2）理解网络图论的基本概念； （3）掌握Dijkstra算法；重点：Dijkstra算法难点：Dijkstra算法第6章 地理信息系统的应用模型（3学时）6.1 GIS应用模型概述（1学时）

10、（1）了解GIS应用模型的类型； （2）掌握GIS应用模型的构建过程；重点：GIS应用模型的构建过程难点：GIS应用模型的构建过程6.2各类GIS应用模型实例（2学时）（1）了解各类GIS应用模型实例； （2）掌握适宜性分析模型重点：适宜性分析模型难点：适宜性分析模型第7章 地理信息系统设计与评价（2学时）7.1应用型GIS设计概述（0.5学时）（1）了解应用型GIS设计的目的、模式； （2）掌握应用型GIS设计的流程；重点：应用型GIS设计的流程难点：应用型GIS设计的流程7.2地理信息系统的设计（0.5学时）（1）理解地理信息系统的设计各阶段主要内容； 重点：总体设计和详细设计难点：总体设

11、计和详细设计7.3地理信息的标准化（0.5学时）（1）了解地理信息的标准化的内容； 7.4地理信息系统的评价（0.5学时）（1）了解地理信息系统的评价的主要内容； 第8章 地理信息系统产品的输出设计（2学时）8.1地理信息系统产品的输出形式（1学时）（1）了解网络地图和数字地球； （2）掌握地理信息系统产品及其类型；重点：地理信息系统产品及其类型难点：地理信息系统产品及其类型8.2地理信息系统图形输出系统设计（1学时）（1）了解图形坐标系与颜色模型； （2）掌握地形图与专题地图的输出组织形式；重点：地形图与专题地图的输出组织形式难点：地形图与专题地图的输出组织形式四、课程考核 （1）作业等：作业：4次，课程论文： 篇； （2）