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1、西 南 石 油 大 学 教 案 课程名称 地理信息系统原理及应用 任课教师 钟凤媛 院(系、部) 资源与环境学院 教 研 室 资源环境与城乡规划 2006 年 8 月 28 日课 程 表课程名称地理信息系统原理及应用专业年级地理信息2004学 时56行课时间1220周 节次星期 教室12节34节56节78节910节星期一A414星期二A414星期三星期四A414星期五星期六星期日地理信息系统原理及应用课程教学大纲一、课程基本信息1、课程英文名称： The Principle of Geographic Information Systems2、课程类别：专业基础课程3、课程学时：总学时 56，
2、实验学时124、学 分：3.55、先修课程：自然地理学、地图学、数据库原理6、适用专业：地理信息系统专业，资源环境与城乡规划管理专业7、大纲执笔：资源环境与城乡规划教研室王成武8、大纲审批：资源与环境学院学术委员会9、制定(修订)时间：二、课程的目的与任务：课程设置的目的，是为各专业的学生提供必备的预备知识，为学习后续的专业课程服务。三、课程的基本要求：通过本课程的学习，要求学生在地理信息系统的组成、空间信息的描述、空间数据结构、空间数据库的建立、空间数据模型的建立、空间分析方法、空间数据的可视化等方面的知识能牢固地掌握。各专业的学生可根据专业的特点、侧重点学习有关章节的内容。四、教学内容、要
3、求及学时分配：(一)理论教学：44学时第一章 绪 论 2学时地理信息系统的基础知识；掌握地理信息系统组成及其功能；地理信息系统基础；地理信息系统与相关学科的关系；地理信息系统的发展。重点：地理信息系统组成及其功能；地理信息系统的发展难点：地理信息系统组成及其功能第二章 地理空间与空间数据基础 9学时地理空间的概念；空间数据结构与模型，空间数据组织和编码；地理空间结构；空间数据结构与模型；空间数据质量；空间数据的元数据重点：地理空间的概念；空间数据结构与模型；地理空间结构难点：空间数据结构与模型第三章 空间数据处理 12学时如何进行空间数据输入地理空间数据库；空间数据的坐标转换；空间数据结构转换
4、；多源空间数据的融合；空间数据压缩与综合； 空间数据的内插；图幅数据边沿匹配处理重点：空间数据的坐标转换；空间数据压缩与综合，空间数据的内插难点：空间数据的内插第四章 地理信息系统空间数据库 3学时空间数据库概述；空间数据库概念模型设计；空间数据库逻辑模型设计和物理设计。重点：空间数据库概念模型设计难点：语义数据模型和面向对象数据模型第五章 空间分析的原理与方法 11学时数字地面模型分析；空间叠合分析；空间缓冲区分析；空间网络分析；空间统计分析；空间数据的集合分析和查询。重点：数字地面模型分析；空间叠合分析；空间缓冲区分析难点：空间网络分析；空间统计分析第六章 地理信息系统的应用模型 2学时地
5、理信息系统应用模型的分类；地理信息系统应用模型的构建；地理信息系统的应用；地理信息系统应用模式。 重点：地理信息系统应用模型的分类；地理信息系统应用模型的构建难点：地理信息系统应用模型的构建第七章 地理信息系统的设计与评价 2学时地理信息系统设计的目的，系统设计的模式，系统设计的流程；地理信息系统设计的步骤；地理信息的标准化重点：系统设计的模式，系统设计的步骤难点：系统设计的模式第八章 地理信息系统产品的输出设计 2学时地理信息系统产品的输出形式；地理信息系统图形输出系统设计；地理信息系统的可视化与虚拟现实重点：地理信息系统产品的输出形式；地理信息系统图形输出系统设计难点：地理信息系统图形输出
6、系统设计授 课 日 历课次授课时间授课内容重点、难点作业、实验课后记录12学时地理信息系统的基础知识地理信息系统组成及其功能p27思考题第1、2、3题22学时地理信息基础知识地理信息空间定位模型形成及其特征记忆常用投影、比例尺32学时空间对象描述基础知识空间对象描述方法；地理编码概念；拓扑关系的含义p70思考题第1、2、3题42学时空间数据组织与管理空间数据组织与管理的基础数据结构 p70思考题第6题52学时空间数据组织与管理的基础数据结构栅格数据结构描述实质及其压缩方法 p70思考题第7题62学时空间数据组织与管理的机制空间数据库的现行管理方案及其索引方法 p70思考题第5题 72学时空间数
7、据采集的原理GIS的数据内容、GIS的数据来源及现行主要数据采集方法p106思考题第1题82学时空间数据编辑的内容与方法空间数据编辑的内容与方法，数据格式转换原理与方法思考题：现有商业软件中有哪些数据格式转换方法92学时数据结构转换原理与方法矢量到栅格与栅格到矢量数据格式转换p106思考题第6题102学时数据压缩与概化的原理与方法数据压缩与概化的原理与方法，图像纠正的原理与方法思考题：地形图的纠正步骤是什么。112学时地图投影转换的原理与方法，地理信息系统边界匹配的方法地图投影转换的原理与方法p106思考题第2、3题122学时空间分析的基本原理与方法空间查询的方法，基于点的空间数据内插原理与方
8、法p106思考题第5题132学时空间分析的区域内插算法，数字地面模型基本原理空间分析的区域内插算法p194思考题第4题142学时地理信息系统数字地面模型基本原理与方法地理信息系统数字地面模型谷脊特征判断，地学剖面的绘制方法。p194思考题第4题158学时地理信息系统空间分析基本原理与方法空间叠合分析，网络分析，缓冲区分析p194思考题第2、3、4题162学时地理信息系统空间分析基本原理与方法地理信息系统空间建模基本原理以及基本类型。p222思考题第1，2题172学时地理信息系统空间建模基本原理以及基本类型地理信息系统应用模型的构建与具体领域方法应用模型的构建。p222思考题第3，4题182学时
9、地理信息系统设计与标准化基本原理地理信息系统设计的步骤，GIS评价,GIS标准化的意义和作用。p243思考题第1，2题192学时地理信息系统产品输出基本原理地理信息系统空间信息输出系统,电子地图系统。p243思考题第1题202学时实习一初识商业地理信息系统平台熟悉商业地理信息系统的环境，了解地理信息系统的文件组成实习报告212学时实习二栅格图象配准深入理解物理坐标与用户坐标的概念及其转换关系实习报告222学时实习三 属性数据库的建立GIS属性数据库建立及其与空间数据库关联的方法。实习报告232学时实习四 GIS分析方法初步了解常用的几种地理分析方法在MapInfo环境下的实现过程实习报告242
10、学时实习五统计图、专题图的制作制作统计图、专题地图，供GIS数据分析使用。实习报告252学时实习六成果地图打印输出应用地理信息系统软件制作输出的地图实习报告授课总结第 1 次 课日期 周次 星期 学时 一、本次教学目标掌握地理信息系统的基础知识，掌握地理信息系统组成及其功能；地理信息系统概念；地理信息系统与相关学科的关系；地理信息系统的发展。二、内容纲要1、地理信息系统定义地图观点：地图数据处理与显示 数据库观点：计算机角度 分析工具观点：地学应用GIS定义 ： GIS是由计算机硬件、软件和不同方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管
11、理问题。 美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC）对GIS的理解：1) GIS的物理外壳是计算机化的技术系统 2) GIS的操作对象是空间数据 3) GIS的技术优势在于它的空间分析能力 4) GIS与地理学、测绘学联系紧密GIS按研究的范围大小可分为全球性的、区域性的和局部性的；按研究内容的不同可分为综合性的与专题性的。同级的各种专业应用系统集中起来，可以构成相应地域同级的区域综合系统。在规划、建立应用系统时应统一规划这两种系统的发展，以减小重复很费，提高数据共享程度和实用性。2、地理信息系统的构成完整的GIS主要由五个部分构成：即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理空间数据、系统应用模型
12、和系统管理操作人员理解：1) 计算机硬件是计算机系统中的实际物理装置的总称2) 地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等3) 系统开发、管理和使用人员：地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用3、GIS与相关学科与技术的关系地理学和测绘学是以地域单元研究人类居住的地球及其部分区域，研究人类环境的结构、功能、演化以及人地关系。空间分析是GIS的核心，地理学作为GIS的分析理论基础，可为GIS提供引导空间分析的方法和观点。测绘学和遥感技术不但为GIS提供快速、可靠、多时相和廉价的多种信息源，而且它们中
13、的许多理论和算法可直接用于空间数据的变换、处理。再者，GIS与计算机科技、数学、运筹学、统计学、认知学等学科也密切相关。计算机辅助设计(CAD)为GIS担供了数据输入和图形显示的基础软件；数据库管理系统(DBMS)更是GIS的核心；数学的许多分支，尤其是几何学、图论、拓扑学、统计学、决策优化方法等被广泛应用于GIS空间数据的分析。4、地理信息系统的功能1) 数据获取、数据编辑目的：保证数据在入库时在内容上的完整性， 逻 辑上的一致性。方法：数据编辑与处理、错误修正： 2) 数据变换 数据格式转化：矢量、栅个格转化，不同数据格式转化； 数据比例转化：平移、旋转、比例、纠正 投影变换：投影方式 数据概化：平滑、特征集结 数据重构：几何形态变换（拼接、截取、压缩、结构）
