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《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學(xué)大綱

一,、課程基本信息

二、課程簡介

地理信息系統(tǒng)是集計算機科學(xué),、空間科學(xué),、信息科學(xué)、地理科學(xué),、測繪遙感科學(xué),、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的交叉邊緣性學(xué)科，是地學(xué)空間信息分析和制圖的基本手段與工具,。該課程教學(xué)的主要內(nèi)容包括:（1）GIS基本概念、基本構(gòu)成,、系統(tǒng)功能和發(fā)展現(xiàn)狀,；（2）GIS的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與空間數(shù)據(jù)庫；（3）空間數(shù)據(jù)的處理,、查詢及制圖,；（4）空間分析的原理與方法、GIS的應(yīng)用模型,。

三,、課程目標

本課程是地理信息系統(tǒng)專業(yè)/房地產(chǎn)開發(fā)與管理專業(yè)的專業(yè)必修基礎(chǔ)課程，也是地理科學(xué)專業(yè)的專業(yè)限選課程,。擬通過該門課程的學(xué)習(xí),，使學(xué)生掌握常用GIS軟件的操作，加深對GIS基本原理的理解和領(lǐng)會,，并能夠熟練運用一種GIS軟件完成地理空間數(shù)據(jù)的處理和空間分析的應(yīng)用,。通過上機實驗，使學(xué)生進一步加深對課堂所學(xué)知識的理解與認識,，增強實際動手能力,、分析問題解決問題的能力和空間創(chuàng)新思維能力。

四,、教學(xué)內(nèi)容及要求

第一章 地理信息系統(tǒng)概論

掌握地理信息系統(tǒng)的基本功能,、組成和應(yīng)用等基本知識。

第一章 地理信息系統(tǒng)概論

第一節(jié) GIS基本概念

第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)的構(gòu)成

第三節(jié)　地理信息系統(tǒng)的功能與應(yīng)用

第四節(jié) GIS的發(fā)展概況

思考題:

1、 什么是地理信息系統(tǒng)?

2,、 地理信息系統(tǒng)由哪幾部分組成?它的基本功能有哪些?

3,、 與地理信息系統(tǒng)相關(guān)的學(xué)科有哪些?

4、 論述GIS的應(yīng)用及發(fā)展前景,。

第二章 GIS空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與數(shù)據(jù)庫

了解地理空間實體的表達方法,，空間數(shù)據(jù)的基本特征等；著重掌握空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的類型,。了解空間數(shù)據(jù)獲取,、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制和元數(shù)據(jù)的基本概念；了解層次數(shù)據(jù)模型,、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)模型,，并著重掌握關(guān)系數(shù)據(jù)模型和面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型。

第一節(jié) GIS空間數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

第二節(jié) 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼

第三節(jié) 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其編碼

第四節(jié) 矢柵結(jié)構(gòu)的比較及轉(zhuǎn)換算法

第五節(jié) GIS空間數(shù)據(jù)庫與數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

思考題:

1,、 空間數(shù)據(jù)的基本特征有哪些?

2,、 矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)各有哪些內(nèi)容?

3、 試比較矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的異同,。

4,、 空間數(shù)據(jù)的分類和編碼。

第三章 地理信息系統(tǒng)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

掌握地圖投影,、GIS坐標系,、地圖的分幅和編號基本原理。

第一節(jié) 地球橢球及其坐標系

第二節(jié) 地圖投影

第三節(jié) 地圖的分幅和編號

思考題:

1,、 GIS中常用哪幾種坐標系?它們是如何定義的?

2,、 何為高斯投影?其投影的基本條件是什么?高斯投影中為什么要采取分帶投影的方法?UTM投影和高斯投影相比有哪些優(yōu)點?

3、 地圖投影與GIS的關(guān)系如何?我國地理信息系統(tǒng)中為什么要采用高斯投影和正軸等角圓錐投影?

第四章 GIS數(shù)據(jù)獲取與處理

要求掌握空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)源和獲取方法,、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)重構(gòu),、數(shù)據(jù)提取等數(shù)據(jù)處理內(nèi)容,。了解地理元數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法,。

第一節(jié) GIS的數(shù)據(jù)源

第二節(jié) GIS數(shù)據(jù)獲取

第三節(jié) GIS空間數(shù)據(jù)處理

第四節(jié) GIS空間數(shù)據(jù)質(zhì)量及其控制

第五節(jié) 空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)

思考題:

1,、GIS的數(shù)據(jù)源有哪些?GIS的幾何數(shù)據(jù)采集方法主要有哪些?各有何特點?

2、地圖掃描數(shù)據(jù)的后續(xù)處理包括哪些步驟?

3,、矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如何建立拓撲關(guān)系?

4、數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常見方法有哪些?

5、元數(shù)據(jù)的定義、內(nèi)容?元數(shù)據(jù)有何作用?

第五章 GIS空間分析與地學(xué)建模

空間分析是GIS科學(xué)內(nèi)容的重要組成部分，也是評價一個GIS功能的主要指標之一,。主要掌握地形因子的自動提取,、基于矢量數(shù)據(jù)的疊合分析,、空間緩沖區(qū)分析、最佳路徑分析,。主要了解位址選擇模型、交通規(guī)劃模型,，并了解地學(xué)專家系統(tǒng)的初步知識,。

第一節(jié) GIS基本空間分析方法

第二節(jié) GIS地學(xué)建模與應(yīng)用

第三節(jié) 地學(xué)專家系統(tǒng)

思考題:

1,、GIS中,，空間分析的內(nèi)容和作用是什么?

2,、空間查詢有哪些方式?舉例說明其有哪些應(yīng)用?

3、什么是多邊形疊置分析?什么是緩沖區(qū)分析?其基本步驟有哪些?

4,、計算最短路徑的Dijkstra算法的原理是什么?有什么值得改進的地方?

5,、空間決策支持的一般過程是什么?

6、運用GIS知識,，分析說明城市道路拓寬中拆遷指標計算的操作步驟,。（提示:道路向兩側(cè)平均拓寬，部分位于拆遷區(qū)內(nèi)的10層以上的建筑物不拆遷,。）

?第六章 數(shù)字地面模型

了解DEM的概念和應(yīng)用,，掌握DEM的表示模型和特點及其生成方法,。

第一節(jié) 概 述

第二節(jié) DEM的主要表示模型及其轉(zhuǎn)換

第三節(jié) 空間數(shù)據(jù)的內(nèi)插

第四節(jié) DEM的分析和應(yīng)用

思考題:

1,、DEM與DTM的含義分別是什么?二者有何關(guān)系?

2,、DTM的數(shù)據(jù)源與采集方法主要有哪些?

3,、DEM的主要表示模型主要有哪些?各自有何特點?

4,、生成DEM有哪些方法?

第七章 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品輸出

了解地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品類型、輸出設(shè)備,；掌握GIS地圖制圖的方法和原理,。

第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品類型

第二節(jié) 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品

第三節(jié) GIS地圖制圖輸出

思考題:

1、地理信息系統(tǒng)主要產(chǎn)品類型有哪些?

2,、地理信息系統(tǒng)主要產(chǎn)品輸出方式有哪些?各自有何優(yōu)缺點?

3,、什么是地圖符號庫?有什么作用?舉出一些常見地物地貌地圖符號。

五,、課時分配表

“課時分配”中,，“其他”主要指看錄像、現(xiàn)場參觀,、課堂討論,、習(xí)題等教學(xué)環(huán)節(jié)。

六,、教材及參考書

教材:

1．《地理信息系統(tǒng)原理,、應(yīng)用與工程》（武漢大學(xué)出版社2011年出版，鄭春燕等編）

參考書:

１,、黃杏元等編著,，《地理信息系統(tǒng)概論》，高等教育出版社,，2002

２、陳述彭等主編,，《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》,，科學(xué)出版社,，1999

３、袁博等主編,，《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)與實踐》,，國防工業(yè)出版社，2006

４,、Kang-tsung Chan著/陳健飛 譯,，《地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論》，科學(xué)出版社,，2003

七,、教學(xué)策略與方法的建議

1．課程全部使用多媒體授課，多媒體授課課時為100%,。教學(xué)中采用啟發(fā)式教學(xué),，課堂教學(xué)與實驗教學(xué)相結(jié)合，輔以適當(dāng)?shù)恼n堂討論和實習(xí)指導(dǎo),。

2．教學(xué)中應(yīng)盡量采用通俗易懂和形象化的語言,，密切聯(lián)系實際，著重講清GIS的基本概念,、基本理論,，以及GIS應(yīng)用的方法與步驟。

3．開展課堂討論,，課后布置適量思考題和作業(yè),，以幫助理解鞏固課堂教學(xué)內(nèi)容。本課程不僅要求學(xué)生掌握GIS基本理論和實驗方法,，更注重實際操作能力的培養(yǎng)鍛煉,，課堂講授與上機實踐相結(jié)合，加強輔導(dǎo),，最大限度調(diào)動其學(xué)習(xí)的主觀能動性和創(chuàng)造性,。

修訂人（簽字）

審核人（簽字）

批準人（簽字）