《三維分析與可視化》課程教學(xué)大綱

1、三維分析與可視化教學(xué)大綱一、說(shuō) 明適用專(zhuān)業(yè)地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)先修課程計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、遙感數(shù)字圖像處理總學(xué)時(shí)48總學(xué)分2（一）本課程的目的、要求三維分析與可視化是地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的一門(mén)專(zhuān)業(yè)選修課。課程采用理論、實(shí)踐結(jié)合案例的教學(xué)方法。通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生了解和掌握三維分析與可視化的用途，學(xué)習(xí)ArcGIS三維分析的技巧，掌握ArcGIS創(chuàng)建表面模型進(jìn)行可視化的方法，掌握ArcGIS三維分析中常用的表面模型插值方法，了解ArcGIS創(chuàng)建三維動(dòng)畫(huà)的方法，掌握ArcGIS三維圖形的繪制和文本標(biāo)注方法，為學(xué)生考研或就業(yè)打好堅(jiān)實(shí)的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)驗(yàn)上機(jī)，培養(yǎng)同學(xué)的實(shí)踐技能，使學(xué)生理解地理信息系統(tǒng)算法的相關(guān)理論

2、，使學(xué)生能夠利用ArcGIS創(chuàng)建表面模型并進(jìn)行三維空間分析,為實(shí)際應(yīng)用及開(kāi)發(fā)奠定必要的理論和實(shí)踐基礎(chǔ)。通過(guò)實(shí)踐環(huán)節(jié)的鍛煉，掌握ArcGIS三維分析與可視化的操作方法，并能夠?qū)⑺鶎W(xué)應(yīng)用于實(shí)踐工作當(dāng)中。（二）內(nèi)容選取和實(shí)施中注意的問(wèn)題ArcGIS三維分析教材中，教材中含有部分ArcGlobe的內(nèi)容，此部分內(nèi)容教學(xué)過(guò)程中可以略作要求，教學(xué)過(guò)程中主要講案例及其操作和實(shí)現(xiàn)。地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)后絕大部分需要就業(yè)，同時(shí)還要考研升學(xué)，因此與考研相關(guān)和就業(yè)相關(guān)的知識(shí)內(nèi)容要重點(diǎn)介紹。要求學(xué)生深入、全面地掌握本課程的操作和相關(guān)方法，為將來(lái)就業(yè)和考研打下良好的基礎(chǔ)。（三）教學(xué)方法本課程主要采用課堂講授的教學(xué)手段，輔之以

3、課堂討論、課程論文、課外作業(yè)等手段。本課程采用的教學(xué)方法主要有實(shí)踐教學(xué)和案例教學(xué)方法等。（四）考核方式本課程為考查，形式以書(shū)面作業(yè)、課程論文為主，結(jié)合出勤考核。（五）教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時(shí)分配教學(xué)章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時(shí)安排備注1ArcGIS三維分析簡(jiǎn)介22實(shí)踐課2快速入門(mén)教程22實(shí)踐課3表面建模22實(shí)踐課4三維數(shù)據(jù)管理22實(shí)踐課5顯示表面44實(shí)踐課6分析表面22實(shí)踐課7三維可視化22實(shí)踐課8動(dòng)畫(huà)制作22實(shí)踐課9三維符號(hào)體系22實(shí)踐課10三維圖形和文本22實(shí)踐課二、大 綱 內(nèi) 容第一章 ArcGIS三維分析簡(jiǎn)介1、三維分析用途2、學(xué)習(xí)三維分析的技巧說(shuō)明和要求：(1) 本章主要是讓學(xué)生了解算法設(shè)計(jì)的原則、算法復(fù)

4、雜性的度量方法、最優(yōu)算法的原理、算法評(píng)價(jià)的相關(guān)理論和方法。(2) 本章重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握算法復(fù)雜性的度量方法、算法復(fù)評(píng)價(jià)的相關(guān)理念和方法。第二章 快速入門(mén)教程1、復(fù)制教程數(shù)據(jù)2、在地形表面上疊加影像3、污染物在蓄水層中的可視化4、土壤污染及甲狀腺癌發(fā)病率的可視化5、創(chuàng)建TIN表示地形6、在ArcScene中操作動(dòng)畫(huà)說(shuō)明和要求：(1) 本章主要是讓學(xué)生了解和掌握如何獲取教程數(shù)據(jù)、創(chuàng)建TIN表面模型、在地形表面疊加影像和在ArcScene中創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)的方法。(2) 本章重點(diǎn)是讓學(xué)生了解、掌握創(chuàng)建TIN表示地形的方法,難點(diǎn)是有關(guān)專(zhuān)題的可視化，為后面課程的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。第三章 表面建模1、表面和表面模型2

5、、柵格表面插值3、克里金插值4、創(chuàng)建和使用TIN說(shuō)明和要求：(1)本章主要是讓學(xué)生了解表面和表面模型的概念、柵格表面插值和克里金插值方法，創(chuàng)建和使用TIN的方法，從而為后面章節(jié)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。(2) 本章重點(diǎn)是地圖投影變換的原理和方法，難點(diǎn)是仿射變換的原理和方法。第四章 三維數(shù)據(jù)管理1、ArcCatalog基礎(chǔ)2、預(yù)覽三維數(shù)據(jù)3、創(chuàng)建三維要素類(lèi)說(shuō)明和要求：(1)本章主要是讓學(xué)生了解ArcCatalog的使用方法、預(yù)覽三維數(shù)據(jù)和創(chuàng)建三維要素類(lèi)的方法。(2) 本章重點(diǎn)創(chuàng)建三維要素類(lèi)，難點(diǎn)是預(yù)覽三維數(shù)據(jù)。第五章 顯示表面1、顯示三維柵格表面2、顯示柵格表面3、符號(hào)化無(wú)值區(qū)域4、顯示TIN表面5、透明

6、化圖層(1)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求學(xué)生能夠了解柵格表面和TIN表面的顯示方法。(2) 在本章教學(xué)中重點(diǎn)是顯示TIN表面，難點(diǎn)是符號(hào)化無(wú)值區(qū)域。第六章 分析表面1、查詢(xún)表面的值2、計(jì)算坡度3、計(jì)算坡向4、 等值線(xiàn)制圖(1)通過(guò)本章的學(xué)習(xí)要求學(xué)生了解表面的概念，坡算和坡向的計(jì)算方法及等值線(xiàn)制圖方法。(2) 在本章教學(xué)中重點(diǎn)是等值線(xiàn)制圖，難點(diǎn)是坡向的計(jì)算。第七章 三維可視化1、要素?cái)?shù)據(jù)與三維顯示2、從不同角度查看場(chǎng)景3、利用Fly工具瀏覽場(chǎng)景說(shuō)明和要求：(1)本章主要是讓學(xué)生了解ArcGIS進(jìn)行要素?cái)?shù)據(jù)顯示和場(chǎng)景瀏覽方法。(2) 本章重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握?qǐng)鼍盀g覽方法，難點(diǎn)是理解要素?cái)?shù)據(jù)的三維顯示方法，為后面

7、的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。第八章 動(dòng)畫(huà)1、創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)2、捕獲透視圖3、記錄并播放動(dòng)畫(huà)(1)本章主要是讓學(xué)生了解ArcGIS創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)的方法和流程。(2)本章重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握ArcGIS創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)的基本方法，難點(diǎn)是掌握路徑動(dòng)畫(huà)的制作方法，為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。第九章 三維符號(hào)體系1、使用三維符號(hào)2、使用三維樣式3、制作三維符號(hào)說(shuō)明和要求：(1) 本章主要是讓學(xué)生了解ArcGIS創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)的方法和流程。(2) 本章重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握Voronoi圖、Delaunay三角形、Vornoi圖生成算法，為后面的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。第十章 三維圖形和文本1、三維文本2、改變圖形元素的屬性3、圖形圖層說(shuō)明和要求：(1)本章主要是讓學(xué)生了解三維圖形的