《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學大綱

《地理信息系統(tǒng)原理》教學大綱

基本信息

課程編號

SR123012

課程中文名稱

地理信息系統(tǒng)原理

課程英文名稱

Geographic

Information

System

課程類別

通識教育（

）專業(yè)核心課（√）專業(yè)方向課（

）

課程性質(zhì)

必修（√）

選修（

）

適用專業(yè)

測繪工程

總學時

48（含18學時上機）

學分

3

開課學期

三年級秋季學期

先修課程

《測量學》、《大地測量學基礎(chǔ)》、《測繪學概論》

并修課程

《地圖學》、《海洋測繪》、《測繪管理學與法律法規(guī)》

開課單位

遙感地理信息工程系

本課程對畢業(yè)要求的貢獻

通過本課程的學習，學生可比較系統(tǒng)地掌握地理信息系統(tǒng)科學的基本理論與方法，初步掌握應(yīng)用GIS工具分析和解決實際問題的能力。

教學目標

地理信息系統(tǒng)是集計算機科學、空間科學、信息科學、地理科學、測繪遙感科學、環(huán)境科學和管理科學等學科為一體的交叉邊緣性學科，是地學空間信息分析和制圖的基本手段與工具?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)原理》是測繪工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課。該課程的教學目標如下：

通過課程的學習，使學生較好地掌握地理信息系統(tǒng)的基本理論、知識和技能，了解地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向。

支撐畢業(yè)要求：2.2能夠通過信息檢索、文獻研究分析和相關(guān)科學、工程原理，認識到復(fù)雜測繪問題具有多種解決方案，并能夠?qū)で蠼鉀Q問題的有效途徑和可替代的解決方案。

使學生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、空間數(shù)據(jù)的采集、處理與組織、GIS的原理方法、GIS設(shè)計的技術(shù)方法等內(nèi)容。

支撐畢業(yè)要求：4.2基于測繪專業(yè)理論、針對復(fù)雜測繪問題選擇合理的研究路線、設(shè)計實驗方案的能力，進行創(chuàng)新性實驗，包括實驗組織、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理。

掌握常用GIS的基本理論模型和ArcGIS軟件的基本操作，為以后在GIS的理論研究、軟件應(yīng)用開發(fā)等方面開展工作打下良好基礎(chǔ)。

支撐畢業(yè)要求：6.2在工程設(shè)計中具備綜合考慮多種制約因素的意識，能夠合理地分析和評價工程實踐對社會、健康、安全、法律以及文化的影響，對所實施的工程質(zhì)量負責，并理解應(yīng)承擔的責任。

教學內(nèi)容：

本課程主要由以下內(nèi)容組成：

第一章緒論（4學時）（教學目標1）

知識要點：地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能以及發(fā)展。

重點：地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能。

難點：地理信息系統(tǒng)的功能。

對學生的要求：了解地理信息系統(tǒng)的歷史發(fā)展，熟悉地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能，能夠理解地理信息系統(tǒng)和CAD/CAM的區(qū)別。

第二章地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫（10學時）（教學目標1）

知識要點：矢量、柵格和矢柵一體化空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS的數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計。

重點：矢量、柵格空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS的數(shù)據(jù)模型。

難點：矢柵一體化空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)庫。

對學生的要求：熟練掌握兩種空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，了解ArcCatalog應(yīng)用程序中兩種數(shù)據(jù)的管理方式，了解矢柵一體化設(shè)計的概念和數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，以Geodatabase數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)了解傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的局限性，了解空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計流程。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（8學時）（教學目標2）

知識要點：概述、地理參照系、地理實體分類與數(shù)據(jù)編碼，空間數(shù)據(jù)的采集、質(zhì)量和標準。

重點：地理實體分類與數(shù)據(jù)編碼，

難點：空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量和標準。

對學生的要求：了解空間數(shù)據(jù)采集流程和質(zhì)量控制，熟悉相關(guān)GIS標準和當前面臨的問題及現(xiàn)狀，結(jié)合ArcCatalog應(yīng)用程序掌握地理實體分類和數(shù)據(jù)編碼的方法。

第四章空間數(shù)據(jù)的處理（12學時）（教學目標2/3）

知識要點：矢量數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系、編輯，空間數(shù)據(jù)坐標轉(zhuǎn)換、壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，空間數(shù)據(jù)插值方法。

重點：矢量數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系

難點：數(shù)據(jù)壓縮、插值方法。

對學生的要求：熟悉常見的點、線、面矢量數(shù)據(jù)拓撲關(guān)系，結(jié)合ArcGIS軟件能熟練的進行滿足需求的拓撲規(guī)則的建立、檢查、編輯，掌握空間數(shù)據(jù)常見的一些坐標轉(zhuǎn)換、矢量柵格壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和插值方法。

第五章空間查詢與空間分析（10學時）（教學目標2/3）

知識要點：空間數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計分析，數(shù)字高程模型分析，空間數(shù)據(jù)疊置、緩沖區(qū)，泰森多邊形分析，網(wǎng)絡(luò)分析等。

重點：數(shù)字高程模型分析、疊置緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析。

難點：網(wǎng)絡(luò)分析。

對學生的要求：掌握一些基本的空間數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計分析的方法，結(jié)合ArcGIS軟件了解規(guī)則格網(wǎng)DEM和TIN數(shù)據(jù)的構(gòu)建的過程和原理，以及常用分析方法。熟悉疊置緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析、網(wǎng)絡(luò)分析的原理和過程，能結(jié)合具體的GIS問題正確合理的使用相應(yīng)的分析方法。

第六章空間信息的可視化（2學時）（教學目標2/3）

知識要點：信息與可視化概述、空間數(shù)據(jù)的可視化。

重點：空間數(shù)據(jù)的可視化。

難點：空間數(shù)據(jù)的可視化。

對學生的要求：了解地圖學和地理信息系統(tǒng)信息可視化的聯(lián)系與區(qū)別，結(jié)合ArcMap應(yīng)用程序熟練掌握空間數(shù)據(jù)可視化的方法。

第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用（2學時）（教學目標2/3）

知識要點：應(yīng)用概述、3S技術(shù)。

重點：GIS和RS、GPS的關(guān)系。

難點：GIS和RS、GPS的關(guān)系。

對學生的要求：結(jié)合具體的GIS案例了解GIS的應(yīng)用，熟悉GIS和RS、GPS的關(guān)系。

課時分布表

章節(jié)

教學內(nèi)容

學時分配

理論

實驗

合計

1

第一章

緒論

4

0

4

2

第二章

地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫

6

4

10

3

第三章

空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制

4

4

8

4

第四章

空間數(shù)據(jù)的處理

6

6

12

5

第五章

空間查詢與空間分析

6

4

10

6

第六章

空間信息的可視化

2

0

2

7

第七章

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

2

0

2

合

計

30

18

48

教學方法

《地理信息系統(tǒng)原理》是測繪學科中理論性、專業(yè)性、邏輯性較強的一門課程，主要采用課程講授與問題討論相結(jié)合教學形式，實行互動教學，重點培養(yǎng)學生理解和分析問題的能力。在課堂教學中運用多媒體展示多種類型GIS應(yīng)用實例等手段進行講解，加深教學內(nèi)容的理解，做到條理清晰，突出重點。

1、知識傳授

采用與案例緊密聯(lián)系的方法，結(jié)合具體的實際案例，通過課堂講授和討論等形式傳授相關(guān)地理信息系統(tǒng)理論知識，很大程度上降低學生接受知識的難度。

2、能力培養(yǎng)

應(yīng)用啟發(fā)式教學、開展課堂討論等教學方法，引導(dǎo)學生積極思考問題、分析問題，提高學生的自主學習的意識，并通過加強課后GIS案例分析練習，加強學生依據(jù)相關(guān)GIS技術(shù)、方法解決實際問題的能力。

3、素質(zhì)提升

結(jié)合對各種GIS應(yīng)用實例的系統(tǒng)講解，在教學中潛移默化地提升GIS解決問題的能力和職業(yè)道德，使學生在建立GIS相關(guān)知識的基礎(chǔ)上培養(yǎng)專業(yè)品德，使學生尊重和重視測繪地理信息產(chǎn)業(yè)有關(guān)的方針、政策，具備較高的測繪工程管理素質(zhì)。

使用教材

《地理信息系統(tǒng)教程》，

胡鵬等著，武漢大學出版社，2002年2月。

教學參考：

1、參考書目

《地理信息系統(tǒng)》，

湯國安等編著，

科學出版社。

牟乃夏，劉文寶，王海銀，戴洪磊，ArcGIS

10

地理信息系統(tǒng)教程—從初學到精通。測繪出版社，2012年。

王法輝著，姜世國，滕駿華譯，基于GIS的數(shù)量方法與應(yīng)用。商務(wù)印書館，2009年

李芝喜，孫保平，林業(yè)GIS。中國林業(yè)出版社，2000。

武舫，GIS在政府行業(yè)管理中的應(yīng)用。黃河水利出版社出版時間，2011年。

2、網(wǎng)絡(luò)資源

/（國家測繪地理信息局網(wǎng)站）。

/zh-cn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html（ArcGIS

幫助）。

/

考核方式：

本課程為考查課，注重學習過程考核，采用百分制評定成績，采用卷面考試進行考察。成績按平時成績40%，期末考試成績60%，綜合評定方法如下：

1、平時成績：40分

（1）考勤：10分；

滿勤10分，缺勤一次扣2分，遲到1次1分，累計扣分6分取消考試資格。

（2）作業(yè)、測驗：20分；

通過作業(yè)、測驗等方式，考察學生的知識掌握程度，促進學生主動思考。

課堂互動交流表現(xiàn)：10分

課堂互動教學中，根據(jù)學生的參與積極性、回答準確性、思維獨創(chuàng)性等方面，綜合評價學生課堂表現(xiàn)。

2、期末考試：60分

本課程考試按照考試大綱進行命題，考試采取“閉卷”方式，各部分試題分布如下表所示：

課程目標

筆試相關(guān)試題分比例

平時作業(yè)相關(guān)內(nèi)容分數(shù)比例

課程學分達成度評價方法

課程目標1

30

30

分目標達成度={0.6*（分目標試題平均分/分目標試題總分）+0.4*（分目標平時成績）/分目標平時成績總分}

課程目標2

40

40

課程目標3

30

30

課程目標達成度評價

課程目標達成度評價包括兩個部分：對整個班級進行分目標和總目標達成度評價，對每個學生進行分目標和總目標達成度進行評價，具體計算方法如下：

1、對整個班級進行評價

課程分目標達成度=（分目標試卷平均得分*試卷成績占比+平時成績平均分*平時成績占比）/100。

課程總目標達成度=該課程學生總評成績平均值/100。

2、對每個學生進行評價

單個學生分目標達成度=(該學生的分目標得分*試卷成績占比+該學生的平時成績得分*平時成績占比)/100。

單個學生課程總目標達成度=該學生總評成績/100。

3、成績評定標準

考核

內(nèi)容

基本要求

評價標準

成績

比例

≥90分

80-89分

70-79分

60-69分

＜60分

出勤率與課堂互動效果

按時上課，課堂互動表現(xiàn)積極

無遲到曠課或問答與討論正確

無遲到與曠課或問答與討論有1次不完全正確

遲到與曠課1次或問答與討論有1次不正確

遲到與曠課2次或問答與討論2次不正確

遲到曠課達3次及以上或問答與討論3次不正確

10%

作業(yè)

主要為課程中較抽象、重點難點、或以后常用知識，通過作業(yè)復(fù)習與理解牢固掌握相關(guān)知識內(nèi)容，丟小題按未交作業(yè)處理

答題態(tài)度好，答題正確，圖表撰寫規(guī)范，有自己觀點陳述，都能及時交作業(yè)

答題態(tài)度好，答題有1次不完善，圖表撰寫有1次不規(guī)范，有自己觀點陳述，能及時交作業(yè)

答題態(tài)度較好，答題有1次不正確，圖表撰寫有2次不規(guī)范，有自己觀點陳述，有1次不交作業(yè)

答題態(tài)度一般，答題有2次不正確，圖表撰寫有3次不規(guī)范，自己觀點陳述不清，有1次不交作業(yè)

答題態(tài)度差，答題有3次及以上不正確，圖表撰寫有3次不規(guī)范，沒有自己觀點陳述，有2次及以上不交作業(yè)

10%

課堂測驗

能夠牢固掌握課程的基礎(chǔ)知識

卷面成績90分以上

卷面成績80-89分

卷面成績70-79分

卷面成績60-69分

卷面成績60分以下

10%

實驗報告

掌握ArcGIS軟件空間數(shù)據(jù)的采集、處理、查詢和分析，完成相關(guān)實驗，完成實驗報告。

通過認真學習完全掌握了實驗的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求完成實習任務(wù)，全部滿足規(guī)范要求，實驗過程步驟記錄詳實，實驗報告版式正確，圖表文格式規(guī)范

通過認真學習完全掌握了實驗的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求完成實習任務(wù)，大部分滿足規(guī)范要求，實驗過程步驟記錄詳實，實驗報告版式正確，圖表文格式較規(guī)范

通過學習基本掌握了實驗的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求基本完成實習任務(wù)，部分滿足規(guī)范要求，實驗過程步驟記錄完整，實驗報告版式基本正確，圖表文格式基本規(guī)范

通過學習基本掌握了實驗的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求基本完成實習任務(wù)，只有部分滿足規(guī)范要求，實驗過程步驟記錄基本完整，實驗報告