《地理信息系統(tǒng)導論》課程教學大綱

《地理信息系統(tǒng)導論》課程教學大綱課程編碼：612043課程名稱：地理信息系統(tǒng)導論英文名稱：IntroductiontoGIS開課學期：4學時/學分：64（其中實驗學時：32）/4課程類型：全院公共選修開課專業(yè)：地質(zhì)學、資源勘查工程選用教材：《地理信息系統(tǒng)基礎與地質(zhì)應用》（賀金鑫，等）2015，武漢：武漢大學出版社。主要參考書：1．《地理信息系統(tǒng)》（湯國安，等），2010，北京：科學出版社；2．《MapGIS地理信息系統(tǒng)》（吳信才，等），2004，北京：電子工業(yè)出版社。一、課程簡介地理信息系統(tǒng)是20世紀60年代初期發(fā)展起來的一門新興學科，它是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)的通用技術。它在最近50年來隨著計算機飛速發(fā)展，而得到迅速的發(fā)展和普及，并廣泛應用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、區(qū)域發(fā)展規(guī)劃、公共設施管理、交通安全等領域，成為一門跨學科、多方向的研究領域。“地理信息系統(tǒng)導論”是吉林大學地球科學學院開設的全院公共選修課程之一，其前身為“地理信息系統(tǒng)原理”、“地理信息系統(tǒng)基礎”、“地理信息系統(tǒng)應用”等課程。近些年來，受礦產(chǎn)資源、環(huán)境變化等應用領域需求的推動，我院在地質(zhì)學、資源勘查工程等專業(yè)的本科培養(yǎng)方案中逐漸將地理信息系統(tǒng)相關課程作為專業(yè)選修課程來開設。GISisdevelopedintheearly1960sasanewsubject,itisakindofcollection,storage,management,analysis,displayandapplicationofgeographicinformationinthecomputersystem,ismassivegeographicdataanalysisandprocessingofcomputertechnology.Duringrecent50years,withtherapiddevelopmentofcomputer,andobtaintherapiddevelopmentandpopularization,andiswidelyusedintheresourceinvestigation,environmentalassessment,regionaldevelopmentplanning,publicfacilities,trafficsafetymanagement,andotherfields,asaninterdisciplinaryfieldofstudyandmultipledirections."IntroductiontoGIS"isopenedbyCollegeofEarthSciences，JilinUniversityandpartialpublicelectivecourses,oneofitspredecessorwas"ThePrincipleofGIS","TheFoundationofGIS","TheApplicationofGIS"andothercourses.Inrecentyears,thedemandintheapplicationofthemineralresources,environmentalchange,geology,resourceexplorationengineeringandotherprofessionalundergraduatetrainingschememakeGISbecomeaprofessionalcoursetooffer.二、課程目標及其與相關畢業(yè)要求指標點的對應關系《地理信息系統(tǒng)導論》是地質(zhì)學專業(yè)（含校內(nèi)基地班）的學科基礎選修課程和資源勘查工程專業(yè)（固體礦產(chǎn)勘查方向、油氣資源勘查方向）的學科基礎選修課程，在地質(zhì)、礦業(yè)類人才的培養(yǎng)中起著重要支撐作用。學生通過本課程的學習，將達到以下課程目標：（1）理解并掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、基礎理論知識和方法模型（2）學會使用MapGIS等主流GIS軟件的基本操作三、教學方法基本要求1.要求學生掌握GIS的基本原理、方法，培養(yǎng)學生獨立上機操作能力，熟悉GIS軟件的基本功能，掌握GIS軟件的使用。2.掌握GIS在數(shù)據(jù)的獲取與管理、數(shù)據(jù)的處理與變換、空間分析與查詢、地圖的制作與輸出等過程的基本方法。利用MapGIS等軟件實現(xiàn)地理信息的輸入、編輯、分析及建立空間數(shù)據(jù)庫。四、各章節(jié)內(nèi)容及學時分配（64學時）第一章緒論（2學時）第一節(jié)幾個基本概念第二節(jié)地理信息系統(tǒng)基本特征第三節(jié)地理信息系統(tǒng)基本分類第四節(jié)地理信息系統(tǒng)發(fā)展簡史第五節(jié)地理信息系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的聯(lián)系和區(qū)別第六節(jié)地理信息系統(tǒng)應用領域第二章地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源與地圖投影（4學時）第一節(jié)地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)源第二節(jié)GIS、GPS、RS（3S）系統(tǒng)介紹第三節(jié)地圖分類第四節(jié)地圖投影第三章地理信息系統(tǒng)基本功能與數(shù)據(jù)組織方法（2學時）第一節(jié)地理信息系統(tǒng)基本功能介紹第二節(jié)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)組織方法第四章地理空間與空間數(shù)據(jù)基礎（4學時）第一節(jié)地理空間定義第二節(jié)空間數(shù)據(jù)結(jié)構與模型第三節(jié)空間數(shù)據(jù)組織與編碼第四節(jié)空間數(shù)據(jù)質(zhì)量第五節(jié)空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)第五章地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構（4學時）第一節(jié)地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)結(jié)構第二節(jié)矢量數(shù)據(jù)結(jié)構第三節(jié)柵格數(shù)據(jù)結(jié)構第四節(jié)矢量與柵格一體化數(shù)據(jù)結(jié)構第五節(jié)屬性數(shù)據(jù)編碼第六節(jié)空間查詢第六章地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫（4學時）第一節(jié)空間數(shù)據(jù)庫概念第二節(jié)空間數(shù)據(jù)庫設計第三節(jié)空間數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)與維護第四節(jié)空間數(shù)據(jù)庫的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型第五節(jié)語義模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷谄哒碌乩硇畔⑾到y(tǒng)數(shù)字模型（2學時）第一節(jié)數(shù)字地面模型定義第二節(jié)數(shù)字地面模型的實現(xiàn)第三節(jié)數(shù)字高程模型分類、生命周期及應用第四節(jié)數(shù)字高程表面建模第八章地理信息系統(tǒng)空間分析（6學時）第一節(jié)空間分析過程及其模型第二節(jié)空間決策支持模型與系統(tǒng)第三節(jié)空間分析類型一、數(shù)字模型分析二、空間疊加分析三、空間緩沖區(qū)分析四、空間網(wǎng)絡分析五、空間統(tǒng)計分析第四節(jié)空間數(shù)據(jù)的集合分析與查詢第九章地理信息系統(tǒng)工程與標準化（2學時）第一節(jié)地理信息系統(tǒng)工程第二節(jié)地理信息系統(tǒng)的軟硬件配置第三節(jié)地理信息系統(tǒng)的人員配置第四節(jié)地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡工程第五節(jié)地理信息系統(tǒng)的標準化第十章地理信息系統(tǒng)前沿技術與應用案例介紹（2學時）第一節(jié)地理信息系統(tǒng)前沿技術第二節(jié)地理信息系統(tǒng)應用案例第三節(jié)地理信息系統(tǒng)的開發(fā)與應用第十一章地理信息系統(tǒng)應用概述（4學時）第一節(jié)GIS硬件、軟件配置第二節(jié)地理信息輸入第三節(jié)地理信息的編輯與更新第四節(jié)地理信息的可視化與查詢第五節(jié)地理信息的分析第六節(jié)主要商品化GIS軟件（MapGIS、MapInfo、ArcGIS）第十二章MapGIS軟件實踐（28學時）第一節(jié)圖形輸入與編輯處理第二節(jié)圖形裁剪與誤差誤差校正第三節(jié)拓撲處理與拓撲結(jié)構建立第四節(jié)建立空間數(shù)據(jù)庫第五節(jié)空間查詢與分析第六節(jié)坐標系、投影變換與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換第七節(jié)專題圖形輸出與空間屬性輸出五、實驗1.目的：通過實驗使學生掌握地理信息系統(tǒng)軟件的基本操作。2.任務：（1）熟悉地理信息系統(tǒng)的基本模塊；（2）掌握MapGIS軟件的實際上機操作。3.實驗教學基本要求：（1）掌握地理學必要知識；（2）實驗室至少安裝三種必備的GIS軟件；（3）實驗室具備完整的局域網(wǎng)絡。4.實驗教材或指導書：《地理信息系統(tǒng)基礎與地質(zhì)應用》（賀金鑫，等）2015，武漢：武漢大學出版社。5.實驗項目一覽表：序號實驗項目內(nèi)容提要實驗類型學時分配主要儀器設備實驗地點備注1MapGIS軟件GIS系統(tǒng)簡介綜合2計算機李四光401無2MapGIS軟件柵格圖像配準綜合2計算機李四光401無3MapGIS軟件矢量圖形錄入與點、線、面文件編輯綜合8計算機李四光401無4MapGIS軟件符號庫、線型庫、圖案庫編輯綜合2計算機李四光401無5MapGIS軟件圖層控制操作綜合2計算機李四光401無6MapGIS軟件拓撲錯誤檢查與建立拓撲關系綜合2計算機李四光401無7MapGIS軟件工程文件裁剪綜合2計算機李四光401無8MapGIS軟件矢量圖形誤差校正綜合2計算機李四光401無9MapGIS軟件數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換與投影變換綜合2計算機李四光401無10MapGIS軟件矢量空間分析與數(shù)字高程模型綜合2計算機李四光401無11MapGIS軟件屬性庫管理及建立空間數(shù)據(jù)庫綜合4計算機李四光401無12MapGIS軟件文件轉(zhuǎn)換與專題圖輸出綜合2計算機李四光401無六、考核方式該課程總成績包括平時成績（10%）、實驗課成績（20-30%）和期末考試成績（60-70%）。平時成績主要根據(jù)學生出勤情況、課堂互動情況、課堂和課后作業(yè)完成情況以及綜合表現(xiàn)等方面，由理論課教師綜合給定。實驗課成績由實驗課任課教師單獨評定，主要依據(jù)實驗課出勤情況、實驗課中在思考問題和分析問題等方面的表現(xiàn)、上機作業(yè)