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1、地理信息与旅游学院地理信息教研室课程教案课程名称：开源GIS授课教师： 刘东良 授课对象： 2009级地理信息系统 授课时间： 2012年9月-2012月12月 地理信息与旅游学院 制2008年8月一、 学生情况分析2009级地理信息系统专业开发方向，其中2009地信24人，20091国土25人，共49人。GIS开发方向的同学具有较全面扎实的专业知识、较强的计算机编程开发能力，为学习开源GIS课程的提供了保障。但大四学生面临就业和考研等问题和压力，可能会影响该课程的正常学习。二、 课程教学目标通过学习开源GIS课程，了解和掌握GIS的底层开发技术、最流行的实用技术以及最新的前沿技术。通过实验和
2、课程设计，使学生重点掌握空间数据库的特性，海量数据的索引，数据库集群架设和使用；桌面GIS和WebGIS的设计和功能扩展；移动GIS的应用。特别是，掌握已有的开源GIS函数库、类库以及实用工具的使用，为创新性设计和扩展式开发提供学习和借鉴的案例。三、 课程教学内容第一章 开源GIS概述（2X2学时）主要内容：开源软件：软件版权和许可证及成熟度评估；开源开发；开源GIS：开源GIS概念、组织、安装、使用方式；开源GIS课程内容。本章重点: 开源软件、开源开发、开源GIS。本章难点：无。第二章 开源空间数据库（6 X2学时）主要内容：开源空间数据PostgreSQL/PostGIS以及Spatia
3、l SQLite。重点介绍PG的空间数据模型、空间操作、空间分析等基础知识，PG通用索引模板GiST、集群等高级内容，以及PostgreSQL的体系结构、PG服务器端和客户端不同平台、不同语言、不同技术的开发应用。本章重点：PostGIS的空间特性及应用。本章难点：GiST、集群和PG数据库编程开发。第三章 开源桌面GIS（6 X2学时）主要内容：重点介绍GRASS、QGIS、gvSIG等开源桌面GIS项目；掌握GRASS的矢量、栅格、影像、多维、数据库空间分析模块的典型应用及源码解析；掌握QGIS的链接PG和GRASS的操作、导出Map文件功能以及插件扩展技术机制；掌握gvSIG的扩展机制和
4、移动端同步模块的应用。本章重点：桌面GIS的空间分析的使用流程、扩展开发和对应的源码分析。本章难点：开源桌面GIS的扩展开发。第四章 开源WebGIS（6 X2学时）主要内容：CGI模式的WebGIS、pyWPS项目发布GRASS功能、GeoServer和MapServer地图和GIS服务器使用等内容；掌握GIS服务器GeoServer和MapServer的安装、配置、定制以及缓存和开发应用。本章重点：GIS服务器GeoServer和MapServer的开发应用。本章难点：CGI模式和pyWPS项目开发应用。第五章 开源移动GIS（4学时）主要内容：掌握gvSIG项目和Mobile同步扩展模块
5、的使用，创建适合移动终端使用的GIS数据，掌握移动GIS的基本功能和模块开发。本章重点：移动GIS的基本应用。本章难点：移动GIS的功能开发。第六章 课程设计（10 X2学时） 主要内容：针对开源GIS课程内容，开源GIS函数库、类库；开源空间数据库PG；开源桌面GIS：GRASS GIS、QGIS、gvSIG等；开源WebGIS：GeoServer、MapServer及其应用项目，GeoMoose；开源移动GIS，gvSIG Mobile的各种终端应用等等方面，命题课程设计。本章重点：开源GIS课程设计选题、选型和设计。本章难点：课程设计的开源开发。第一讲：开源GIS概述一、 教学目标1.
6、了解开源软件：软件版权和许可证及成熟度评估；开源开发方法。2. 掌握开源GIS：开源GIS概念、组织、安装、使用方式；开源GIS内容。二、 重点与难点分析1. 重点：开源GIS。2. 难点：无。三、 教学内容与教学过程1 自我介绍姓名，联系方式，专业方向。建议学生用QQ或电子邮件方式联系。2 课程简介介绍课程的学习目标、参考书及资料、课程教学目标和内容框架、学习方法、作业与实验、考核方式、上课时间与地点等情况，实验和课程设计的安排。强调本课程与相关课程的关系以及涉及到的GIS最新前沿技术。教学提示：考核方式为平时占10 %，实验占40%，课程设计占50% 。3 解释名词3.1 自由软件运动:
7、是一个推广用户有使用、复制、研究、修改和分发软件等权利的社会运动。理查德斯托曼(Richard Matthew Stallman)是该运动的主要发起人以及精神领袖。3.2 左版权Copyleft: 是一由自由软件运动所发展的概念，是一种利用现有著作权体制来挑战该体制的授权方式，在自由软件许可证方式中增加copyleft条款之后，该自由软件除了允许使用者自由使用、散布、改作之外，copyleft条款更要求使用者改作后的衍生作品必须要以同等的授权方式释出以回馈社群。3.3 通用公共许可证GPL: GNU 通用公共许可协议（英语：GNU General Public License，简称GNU GP
8、L或GPL），是一个广泛被使用的自由软件许可证条款，最初由理查德斯托曼为GNU计划而撰写。此许可证最新版本为“第3版”（v3），2007年6月29日发布。GNU宽通用公共许可证（英语：GNU Lesser General Public License，一般简称LGPL）是改自GPL的另一个版本，其目的是为了应用于一些软件库。GPL给予了电脑程序自由软件的定义，并且使用“Copyleft”来确保程序的自由被完善的保留。通用公共许可证条款0、定义1、原始码2、基本许可 3、保护用户的法律权利不受反规避法侵犯 4、发布完整副本 5、发布修改过的原始版本 6发布非原始形式的副本 7附加条款 8终止授权
9、 9.获取副本不需要接受本授权 10.下游接收者的自动授权 11专利权 12不要放弃别人的自由 13和GNU Affero通用公共授权一起使用14本授权的修订版 15免责申明 16责任范围 17第15和16节的解释 3.4 免费软件freeware: 是一种不须付费就可取得的软件，但是通常有其他的限制，使用者并没有使用、复制、研究、修改和分发的自由。该软件的源代码不一定会公开，开放的源代码会限制复制及再发行的自由。 教学提示： 自由软件与其它软件的异同。3.5 自由软件四个自由：自由软件基金会（FSF）对自由软件的定义首次于1989年发表。这份定义后来被布鲁斯裴伦斯（Bruce Perens）
10、改写为Debian 自由软件指导方针 (DFSG)。 根据自由软件基金会的定义，自由软件（Free Software）是一种可以不受限制地自由使用、复制、研究、修改和分发的软件。自由软件所指称的软件，其使用者有使用、复制、散布、研究、改写、再利用该软件的自由。更精确地说，自由软件赋予使用者四种自由:自由之零：不论目的为何，有使用该软件的自由 自由之一：有研究该软件如何运作的自由，并且得以改写该软件来符合使用者自身的需求。取得该软件之源码为达成此目的之前提。 自由之二：有重新散布该软件的自由，所以每个人都可以藉由散布自由软件来敦亲睦邻。 自由之三：有改善再利用该软件的自由，并且可以发表改写版供公
11、众使用，如此一来，整个社群都可以受惠。如前项，取得该软件之源码为达成此目的之前提。3.6 开源软件Open Source Software ：OSS，也称：开放源代码软件，是一种源代码可以任意获取的计算机软件，这种软件的版权持有人在软件协议的规定之下保留一部分权利并允许用户学习、修改、增进提高这款软件的质量。开源协议通常符合开放源代码的定义的要求。一些开源软件被发布到公有领域。开源软件常被公开和合作地开发。开源软件是开放源代码开发的最常见的例子，也经常与用户生成内容做比较。 开源软件的英文“OSS”一词出自（自由软件）的营销活动中。3.7 开放源代码促进会Open Source Initiat
12、ive：OSI：是一个旨在推动开源软件发展的非盈利组织。埃里克斯蒂芬雷蒙（Eric Steven Raymond）是大教堂与市集的作者、新黑客词典的维护人、著名黑客。作为新黑客词典的主要编撰人以及维护者，Eric Raymond很早就被认为是黑客文化的历史学家以及人类学家。但是在1997年以后，Eric Raymond被广泛公认为是开放源代码运动的主要领导者之一，并且是最为大众所知道（并最具争议性）的黑客。3.8 开放源代码的定义 开放源代码的定义由Bruce Perens（曾是Debian的创始人之一）定义如下：1. 自由再散布（Free Distribution）：允许获得源代码的人可自由
13、再将此源代码散布。 2. 源代码（Source Code）：程式的可执行档在散布时，必需以随附完整源代码或是可让人方便的事后取得源代码。 3. 衍生著作（Derived Works）：让人可依此源代码修改后，在依照同一授权条款的情形下再散布。 4. 原创作者程式源代码的完整性（Integrity of The Authors Source Code）：意即修改后的版本，需以不同的版本号码以与原始的程式码做分别，保障原始的程式码完整性。 5. 不得对任何人或团体有差别待遇（No Discrimination Against Persons or Groups）：开放源代码软件不得因性别、团体、国
14、家、族群等设定限制，但若是因为法律规定的情形则为例外（如：美国政府限制高加密软件的出口）。 6. 对程式在任何领域内的利用不得有差别待遇（No Discrimination Against Fields of Endeavor）：意即不得限制商业使用。 7. 散布授权条款（Distribution of License）：若软件再散布，必需以同一条款散布之。 8. 授权条款不得专属于特定产品（License Must Not Be Specific to a Product）：若多个程式组合成一套软件，则当某一开放源代码的程式单独散布时，也必需要符合开放源代码的条件。 9. 授权条款不得限制其
15、他软件（License Must Not Restrict Other Software）：当某一开放源代码软件与其他非开放源代码软件一起散布时（例如放在同一光碟片），不得限制其他软件的授权条件也要遵照开放源代码的授权。 10. 授权条款必须技术中立（License Must Be Technology-Neutral）：意即授权条款不得限制为电子格式才有效，若是纸本的授权条款也应视为有效。完整定义参考官网。3.9 开放源代码与自由软件相同 许多人将开放源代码与自由软件视为相同，但若以定义条件而言，自由软件仅是开放源代码的一种，也就是自由软件的定义较开放源代码更为严格，并非开放源代码的软件就可称为自由软件，要视该软件的授权条件是否合乎自由软件基金会对自由软件所下的定义。3.10 开放源代码与自由软件差异形式上的差异：开放源代码软件与自由软件是两个不同的概念，只要符合开源软件定义的软件就能被称为开放源代码软件。自由软件是一个比开源软件更严格的概念，因此所
