【课程大纲】《地理信息系统》

1、地理信息系统课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：地理信息系统（英文）：geographicalinformationsystem课程编号：19371087课程学分：2课程总学时：32课程性质：专业选修课二、课程内容简介（300字以内）地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世，至今已跨越了50多个春秋，现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成，地理信息系统的结构与功能，空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在

2、林业和相关专业中的基本应用等。三、教学目标与要求地理信息系统课程是园林专业方向的专业选修课，本教学大纲适用于园林专业本科生教学。通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS的数据结构、GIS数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点；懂得如何利用GIS去解决实际问题的思路。在学完本课程后，学生应对GIS有一个较全面的了解，提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。四、教学内容与学时安排第一章导论（4学时）1.教学目的与要求：了解什么是地理信息系统？地理信息系统有哪些内容构成？地理信息系统能

3、做什么？2.教学重点与难点：重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能；难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。第一节、地理信息系统基本概念（1学时）一、数据与信息二、地理信息与地理信息系统第二节、地理信息系统的基本构成（1学时）一、系统硬件二、系统软件三、空间数据四、应用人员五、应用模型第三节、地理信息系统的功能简介（1学时）一、基本功能二、应用功能第四节、地理信息系统的发展概况（1学时）一、发展概况二、基础理论第二章地理信息系统的数据结构（6学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生了解地理信息系统的核心是空间数据，掌握空间

4、数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。2. 教学重点与难点：重点掌握地理空间的概念和空间实体的表达方式，GIS空间数据的分类、基本特征，空间数据的拓扑关系，空间数据的类型（矢量数据结构、栅格数据结构、曲面数据结构）与编码，空间数据的分类与编码；难点是区分不同的空间拓扑关系、矢量数据结构和栅格数据结构的编码方法。第一节、地理空间及其表达（1学时）一、地理空间的概念二、空间实体的表达第二节、地理空间数据及其特征（2学时）一、GIS空间数据的分类二、空间数据的基本特征三、空间数据的拓扑关系四、空间数据的计算机表示第三节、空间数据结构的类型（2学时）一、矢量数据结构二、栅格数据结构三、曲面数

5、据结构第四节、空间数据结构的建立（1学时）一、系统功能与数据源间的关系二、空间数据的分类与编码三、矢量数据的输入与编辑四、栅格数据的输入五、曲面数据的输入第三章空间数据处理（6学时）1. 教学目的与要求：通过本章的学习，让学生了解空间数据的处理过程。2. 教学重点与难点：重点掌握几何纠正的原理、地图投影的方法，矢量和栅格数据的相互转换方法，空间拓扑关系的多种编辑方式，数据压缩的意义，难点是几何纠正的方法、空间拓扑关系的编辑。第一节、空间数据的变换（1学时）一、几何纠正二、地图投影及其变换第二节、空间数据结构的转换（1学时）一、由矢量向栅格的转换二、由栅格向矢量的转换第三节、多元空间数据的融合（

6、1学时）、遥感与GIS数据的融合二、不同格式数据的融合第四节、空间数据的压缩与重分类（1学时）一、空间数据的压缩二、空间数据的重分类第五节、空间数据的内插方法（1学时）一、点的内插二、区域的内插第六节、空间拓扑关系的编辑（1学时）一、多边形连接编辑二、节点连接编辑第四章地理信息系统空间数据库（4学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握地理信息系统空间数据库的建立过程。2. 教学重点与难点：重点掌握空间数据库的概念，空间数据库设计的过程、步骤，空间索引方法，空间元数据，时空一体化数据模型的类型；难点是空间数据库建立的方法。第一节、空间数据库概述（0.5学时）一、空间数据库的概念

7、二、空间数据库的设计第二节、空间数据库概念模型设计（0.5学时）一、语义数据模型二、面向对象的数据模型第三节、空间数据库逻辑模型设计（0.5学时）一、关系数据模型二、逻辑模型设计第四节、空间数据库的物理设计（0.5学时）一、空间数据库的物理设计概念二、空间数据库的物理设计步骤第五节、空间数据查询（0.5学时）一、空间关系查询类型二、属性数据查询三、空间属性联合查询四、空间查询语言第六节、空间数据库索引（0.5学时）一、范围索引二、格网空间索引三、四叉树空间索引第七节、空间元数据（0.5学时）一、元数据及其作用二、元数据实例第八节、空间数据库引擎一、空间数据库引擎概述二、空间数据库引擎的工作原理

8、第九节、空间时态数据库（0.5学时）一、空间时态数据库概述二、时空一体化数据模型第五章空间分析的原理与方法（6学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握空间分析的原理和应用。2. 教学重点与难点：重点掌握空间分析的定义、类型，DEM、DTM及相，空间叠合分析概念及方法，空间邻近度分析的类型及方法，空间网络分析的定义与算法；难点是DEM的建立及分析。第一节、数字地形模型分析（1.5学时）一、地形因子的计算二、地形剖面线计算三、DEM的通视分析第二节、空间叠合分析（1.5学时）一、空间叠合分析的概念二、基于矢量数据的叠合分析三、基于栅格数据的叠合分析第三节、空间邻近度分析（1.5学

9、时）一、空间缓冲区分析二、Voronoi多边形分析第四节、空间网络分析（1.5学时）一、网络图论的基本概念二、计算最短路径的Dijkstra算法第六章地理信息系统的应用模型（2学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握各种地理信息系统模型的应用方法。2. 教学重点与难点：重点掌握GIS应用模型的分类，应用模型的构建步骤，各种模型的分析，难点是各种应用模型的构建。第一节、GIS应用模型概述（0.5学时）一、GIS应用模型的分类二、GIS应用模型的构建第二节、土地定级估价模型（0.5学时）一、技术路线二、土地定级估价模型三、应用实例第三节、适宜性分析模型（0.5学时）一、一般形式二

10、、应用实例第四节、发展预测模型一、一般介绍二、应用实例第五节、区位选择模型（0.5学时）一、数据准备阶段二、综合影响评价阶段第六节、交通规划模型一、交通发生量预测模型二、出行分布预测模型第七节、地球科学模拟模型一、确定土壤侵蚀的数值分析模型二、设计土壤侵蚀数据处理流程三、土壤侵蚀图的输出第七章地理信息系统的设计与评价（2学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握地理信息系统的设计和评价。2. 教学重点与难点：重点掌握应用型GIS的设计内容，地理信息标准化的内容，地理信息系统的评价内容，难点是应用型GIS的设计内容。第一节、应用型GIS设计概述（0.5学时）一、系统设计的目的二、

11、系统设计的模式三、系统设计的流程第二节、地理信息系统的设计（0.5学时）一、系统分析二、系统设计三、系统实施第三节、地理信息的标准化（0.5学时）一、地理信息标准化的内容二、地理信息标准化的制定第四节、地理信息系统的评价（0.5学时）第八章地理信息系统产品的输出设计（2学时）1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生掌握地理信息系统产品的表现形式。2. 教学重点与难点：重点掌握地理信息系统产品的分类内容。第一节、地理信息系统产品的输出形式（1学时）一、地理信息系统产品及其类型二、网络地图和数字地球第二节、地理信息系统图形输出系统设计（0.5学时）一、图形坐标系与颜色模型二、输出的几何变换三、地形图与专题地图的输出组织形式第三节、地理信息系统的可视化与虚拟现实（0.5学时）一、三维空间制图模型二、数字高程模型的构造三、虚拟现实的设计与实现五、考核方式