《数字地面模型》教学大纲

1、数字地面模型教学大纲课程名称：数字地面模型课程英文名称：Digital Terrain Model课程编码：1302ZY045课程类别/性质：专业/选修学 分：3 总学时/理论/上机：32/20/12开课单位：地球科学学院 适用专业： 地理信息科学先修课程：测量学、地理信息系统原理一、课程简介数字地面模型是地理信息科学专业的一门选修课程，学生在系统学习了地理信息系统原理、测量学等基础课和专业基础课后进行本课程的学习。要求学生学习该课程后，掌握地形表达的基本方法和基础理论，具备地理信息系统三维地形建模理论与方法的能力，牢固树立大学生的爱国敬业价值观，让学生成为德才兼备、全面发展的应用型人才，能够

2、基于相关科学原理和数学模型方法正确表述复杂地理信息工程问题，为将来从事三维地形分析打下一定的基础。 保证学生达到相应毕业要求。二、课程目标通过本课程的学习，应掌握数字地面模的基本理论、原理与方法，进行DEM数据采集，能够进行初步进行DEM建立、TIN的生成、DEM的应用等工作，具体如下。1、价值目标（育人目标）：在教学过程中向学生穿插我国专家学者在地形表达、数据获取等方面发展中所做的成就，增强学生民族自豪感和文化自信，同时强化学生创新能力培养，为数字地球在我国现代化科学中的应用，发挥自己的能力，极大提高爱国情怀。2、知识和能力目标：学生学完本课程后，应达到如下要求：（1）掌握DTM的表达方式（

3、毕业要求3.2）；（2）掌握DEM建立的方法（毕业要求3.2）；（3）掌握TIN的生成算法（毕业要求3.2）；（4）初步掌握地理信息系统三维建模的理论和方法（毕业要求3.2）；（5）了解DEM的应用（毕业要求3.2）。三、理论教学内容与学时分配课程教学包括课堂教学、课堂研讨、课堂及课后习题三部分，包括7章的理论教学。课内理论教学20学时、上机12学时（详见本大纲第四部分）。课堂理论教学内容、要求及学时分配如下：课程教学内容及学习要求章节内容思政融入点要求学时支撑毕业要求指标点理解掌握分析与应用第一章概述第一节数字地形表达；爱国：讲述我国祖先在地形表达方面所做的贡献，加强学生的文化自信和民族自豪

4、感。高高中 23.2第二节数字高程模型含义高高中第三节数字高程模型的分类高高中第四节数字高程模型的应用范畴高高中第五节数字高程模型的生命周期高高中第二章数字高程模型的数据获取第一节数字高程模型的数据来源；讲述我国测绘工作者在获取世界最高峰数据获取中所做的贡献，强化测绘科技在世界领先，提升文化自信、科技自信。高中中23.2第二节数据采集方法；高高高第三节采样的理论基础；高高高第四节数字高程模型的生产项目设计高高高第三章数字高程模型表面建模第一节建立DEM表面的各种方法介绍了我国专家和学者在地表建模中取得的成就，增强了学生的民族自豪感、文化自信和爱国情怀高高高83.2第二节三角网的生成高高中第三节

5、正方形格网的生成高高中第四节不规则三角网TIN与正方形格网Grid的比较高高中第四章数字高程模型精度的数学模型第一节根据格网数据建立的DEM表面精度的数学模型；高中中23.2第二节 DEM精度与格网间隔及等高距的关系高中中第五章数字高程模型的数据组织第一节数据结构高中中23.2第二节数据库管理系统高中中第六章数字高程模型内插第一节整体内插爱校园：演示建立美丽校园DEM，增加学生爱校情怀高高高23.2第二节分块内插回高高高第三节逐点内插高高高第四节关于内播技术的探讨高高中第七章数字地形分析第一节基本地形因子计算介绍我国三峡工程是世界最大的水利工程，当水位178米高时其淹没分析，增强了学生的民族自

6、豪感高中中23.2第二节特征提取高中中第三节水文分析高中中第四节可视性分析高中中注：在“要求”栏内以高、中、低来表示对学生学习程度的要求，高为最高要求。理解指能对所学的内容作归纳、分类、解释、总结、推断和一定程度的发挥。掌握指能理解学习材料的内涵和意义，包括具体分类、区别、流程、误区等的认知和学习。可以借助三种形式来表明对材料的领会，一是转换，即用自己的话或用与原先表达方式不同的方式表达自己的思想；二是解释，即对一项信息加以说明或概述；三是推断，即估计将来的趋势（预期的后果）。分析指能将所学的内容分解并找出它们的相互关系和构成，或能计划、创造、建造或有改变的重构。应用指能将学习材料用于新的具体

7、情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-6884501.html t _blank 代表较高水平的学习成果。应用需要建立对知识点掌握的基础上。上机内容与学时分配上机内容为课内设置的一个实践教学环节，由6个上机内容组成。上机项目与类型序号上机项目上机类型学时支撑毕业要求指标点演示验证综合设计1生长算法实验模拟地面模型23.22多边形凸凹性判断23.23离散数据的凸包生成算法23.24基于内插法模拟地面模型23.25GRID生成算法实现23.26基于ArcGIS的DEM的应用23.2上机一 生长算法实验模拟地面模型 2学时1)目的要求（1）掌握生长算

8、法的原理。（2）学会生长算法的数据结构设计。（3）掌握生长算法的程序实现2)方法原理不规则三角网生长算法。3)主要实验仪器及材料C#软件或VC+6.0软件,计算机。4)掌握要点生长算法的流程。5)实验内容（1）生长算法设计；（2）数据结构设计；（3）VC或C#下算法的实现。上机二 多边形凸凹性判断 2学时1)目的要求（1）掌握多边形凸凹性判断算法的原理。（2）学会多边形凸凹性判断算法的数据结构设计。（3）掌握多边形凸凹性判断算法的程序实现2)方法原理多边形凸凹性判断算法。3)主要实验仪器及材料C#软件或VC+6.0软件,计算机。4)掌握要点多边形凸凹性判断算法的流程。5)实验内容（1）多边形凸

9、凹性判断算法设计；（2）数据结构设计；（3）VC或C#下多边形凸凹性判断算法的实现。上机三 离散数据的凸包生成算法 2学时1)目的要求（1）掌握凸包生成算法的原理。（2）学会凸包生成算法的数据结构设计。（3）掌握凸包生成算法的程序实现2)方法原理凸包生成算法。3)主要实验仪器及材料C#软件或VC+6.0软件,计算机。4)掌握要点凸包生成算法的流程。5)实验内容（1）凸包生成算法设计；（2）数据结构设计；（3）VC或C#下凸包生成算法的实现。上机四 基于内插法模拟地面模型 2学时1)目的要求（1）掌握TIN的内插算法的原理。（2）学会TIN的内插算法的数据结构设计。（3）掌握TIN的内插算法的程

10、序实现2)方法原理TIN的内插算法。3)主要实验仪器及材料C#软件或VC+6.0软件,计算机。4)掌握要点TIN的内插算法的流程。5)实验内容（1）TIN的内插算法算法设计；（2）数据结构设计；（3）VC或C#下TIN的内插算法的实现。上机五GRID生成算法实现 2学时1)目的要求（1）掌握GRID生成算法实现算法的原理。（2）学会GRID生成算法实现算法的数据结构设计。（3）掌握GRID生成算法实现算法的程序实现2)方法原理GRID生成算法实现算法。3)主要实验仪器及材料C#软件或VC+6.0软件,计算机。4)掌握要点GRID生成算法实现算法的流程。5)实验内容（1）GRID生成算法设计；（

11、2）数据结构设计；（3）VC或C#下GRID生成算法实现算法的实现。上机六 基于ArcGIS的DEM的应用 2学时1)目的要求（1）掌握基于ArcGIS的DEM生成。（2）学会DEM分水线和合水线提取。（3）掌握DEM淹没分析2)方法原理 ArcGIS 地形分析原理。3)主要实验仪器及材料ArcGIS,计算机。4)掌握要点ArcGIS地形分析。5)实验内容（1）ArcGIS TIN生成；（2）等高线生成；（3）DEM分水线和合水线提取。（4）DEM淹没分析。五、教学方法 课程的主要教学方法：课堂讲授、视频学习、小组讨论、课堂练习等。课堂讲授：主要适用第1章至第7章的基本概念、基本方法及基本理论的讲解。视频学习：主要适用第7章数字地形分析。案例分析与讨论：主要适用第3章数字高程模型表面建模。小组讨论：主要适用于第2章数字高程模型的数据获取方法比较。课堂练习：巩固课堂教授知识。六、考核及成绩评定方式 课程考核包括平时成绩和期末课程论文两个部分。平时成绩：50%，包括课堂习题、案例讨论、小组讨论及考勤（毕业要求3.2）。上机成绩：50%，生长算法实验、多边形凸凹性判断、 离散数据的凸包生成算法、基于内插法模拟地面模型、GRID生