《空间信息可视化》教学大纲

1、空间信息可视化教学大纲课程名称：空间信息可视化课程英文名称：Spatial Information Visualization课程编码：1302ZY055 课程类别/性质：专业/选修学分：2.0 总学时/理论/上机：32/24/8开课单位：地球科学学院适用专业：地理信息科学先修课程：C语言程序设计、数据结构及其应用、地图学、地理信息系统原理空间信息可视化是地理信息科学专业的一门专业选修课程。该课程主要内容包括绪论、可视化基础知识、空间数据可视化表达方法、空间数据可视化关键技术、空间数据可视化程序开发、空间数据可视化技术应用。通过本课程的学习，使学生详细了解空间信息可视化的技术、方法、应用领域及

2、发展方向；培养和帮助学生学习和掌握空间数据可视化的基本技能，扩大专业知识面，培养学生应用空间数据和地理信息进行二维、三维与动态可视化分析及扩展应用的综合能力；树立利用专业知识服务社会的意识。保证学生达成专业的相应毕业要求。通过本课程学习，使学生掌握数据可视化的基本原理，空间数据可视化的基本方法，培养学生观察和思考能力，提升对数据和数据深层次含义观察能力。通过动手实践，提升分工协作能力和编程技能。1价值目标（或称育人目标）：培养学生脚踏实地、刻苦钻研的精神，建立终身学习的意识，树立积极向上的人生态度。2知识和能力目标：（1）掌握空间数据可视化基础理论（毕业要求2.3）；（2）掌握图形可视化基本算

3、法（毕业要求3.1）；（3）掌握点状地物、线状地物、面状地物数据可视化和专题地理数据可视化的方法（毕业要求4.2）；（4）掌握三维地理空间数据可视化和地理时空数据动态可视化基本原理和方法（毕业要求4.1、4.3）。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6章的理论教学和4个上机内容。课内理论教学24学时、上机8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：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：绪论第一节可视化及其发展通过对国内技术发展的介绍，激发爱国情怀中高低22.3第二节空间数据概述高中低第三节空间数据可视化高中低第四节空

4、间数据可视化技术发展高中低第二章：可视化基础知识第一节视觉感知与空间认知通过对各类算法发展历程的讲解，树立学生刻苦钻研，精益求精的精神高中低62.3、2.4第二节色彩学与颜色映射高中低第三节等值线绘制与高度映射技术中高低第四节空间遮挡与透明度处理高中低第五节可视化流程及预处理高中低第三章：空间数据可视化表达方法第一节空间数据曲面表达方法通过各类算法发展历程的介绍，树立刻苦钻研，精益求精的精神中高低62.3、2.4、4.2第二节空间数据三维表达方法中高低第三节空间数据可视化技术中高高第四节空间数据可视化制图中高高第四章：空间数据可视化关键技术第一节地形可视化介绍国内空间大数据发展及应用，激发国家

5、自豪感中高高42.4第二节地物可视化中高高第三节交通数据可视化中低低第四节网络数据可视化中低低第五节点云数据可视化中低低第六节社交数据可视化中低低第五章：空间数据可视化程序开发第一节可视化程序设计基础通过实践，培养脚踏实地的作风中高高42.4第二节 IDL开发技术中中高第三节 OpenGL开发技术中中高第六章：空间数据可视化技术应用第一节空间数据可视化软件理解空间数据可视化应用，提升学生专业认可度中中中24.1、4.3第二节空间数据可视化应用中中中注：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

6、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情境，包括原则、方法、技巧、规律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-6884501.html t _blank 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。上机内容为课内设置的一个实践教学环节，由4

7、个技能训练组成。实验项目与类型序号实验项目实验类型学时支撑毕业要求指标点演示验证综合设计1一维、二维等标量数据可视化22.32等值线生成算法22.43IDL开发实验24.14OpenGL开发实验24.1上机一一维、二维标量数据可视化2学时（1）目的要求掌握一维、二维数据的可视化基本原理与方法；掌握各类统计图表的使用和制作。（2）方法原理Excel软件具有丰富图表工具，可制作显示二维和三维的柱状图、区域图、线形图、饼图等多种常用图表。（3）主要上机软硬件环境安装有Excel软件的计算机。（4）上机内容根据提供的数据集，通过对数据的分析，对数据进行预处理；对数据进行统计分析，选择合适的图表类型对数

8、据进行可视化，完成上机报告。上机二等值线生成算法 2学时（1）目的要求掌握等值线的生成算法及其实现。（2）主要上机软硬件环境CC+、C#或Java开发环境；VS2012以上版本。（3）上机内容随机生成网格测试数据，通过设置等值线间隔等参数，生成等值线并显示。上机三 IDL开发实验 2学时（1）目的要求了解IDL数据的可视化分析方法，包括直接图形法和对象图形法。掌握IDL快速可视化。（2）主要上机软硬件环境IDL 8.5及以上版本。（3）上机内容plot过程绘制曲线；柱状图、直方图的绘制、图像的可视化。上机四 OpenGL开发实验2学时（1）目的要求掌握基于OpenGL的C+程序结构，掌握Ope

9、nGL中若干基本图形的绘制。（2）主要上机软硬件环境CC+、OpenGL开发环境；VS2012以上版本。（3）上机内容准备OpenGL库文件，配置开发环境，建立程序框架，绘制各类基本图形。本课程坚持理论和实践相结合的教学理念，注重培养学生的实践能力。主要教学环节包括课堂教学、研讨、课后作业、习题、上机等。课堂教学主要采用讲授为主的教学方法。课后习题和自学：布置适当习题，使学生进一步巩固基本概念。3. 实践教学采用上机编程实现模式，培养学生程序设计能力。课程考核包括课内实训、大型作业两个部分。课内实训成绩：50%，包括专项技能训练4次（毕业要求2.3、2.4、4.1），课堂测试、提问及考勤。课程大作业成绩：50%，内容为空间数据可视化