《地理信息系统基础》课程教学大纲

1、地理信息系统基础课程教学大纲课程英文名称： The foundation of geographic information system课程编号： 133116900 课程类别：专业课课程性质：必修课学 分：3 学 时：48（其中：讲课学时：32 实验学时：16 上机学时：0 ）适用专业：地理信息科学开课部门： 环资学院一、课程教学目的和课程性质地理信息系统是地理科学、信息科学及计算机科学等的交叉学科，是一门新兴的学科，在社会、经济建设中有着非常广泛的应用。西南科技大学于2004年开始在地理信息系统本科生专业招生，并在本科生课程体系中开设地理信息系统基础课程，定为必修科目，该课程在地理信息系

2、统本科专业中属于普通基础课程，是本科生开始专业学习的第一门系统课程，从而为其后续专业及相关的学习和研究指引正确方向、打好坚实基础，具有十分重要的地位。地理信息系统基础是高等院校地理学和测绘科学与技术两大一级学科下属各专业的专业必修课程，是为培养和检验学生的对于GIS基本理论知识和应用能力而设置的一门重要的专业基础课程。学生通过本课程的学习，要掌握地理信息系统的基本概念、基本理论和基本方法，使学生了解地理信息系统的发展过程、组成和功能、空间数据结构、数据输入、数据处理、空间数据管理、空间分析、数字高程模型等知识点。同时要求学生熟悉地理信息系统的基本概念和相关理论，掌握地理数据的处理方法和地理信息

3、系统软件的使用。重点掌握地理信息系统的组成及功能、数据存储结构、数据处理等要求、方法和基本技术。培养学生分析问题、综合应用所学知识解决问题的能力。二、本课程与相关课程的关系先修高等数学、地理信息系统导论、地图学三、课程的主要内容及基本要求第一单元 绪论（4学时）知 识 点地理信息的基本概念，如信息、地理信息等。地理信息系统的发展概况，地理信息系统的构成，GIS与相关学科与技术的关系重 点地理信息的基本概念、地理信息系统的构成、GIS与相关学科与技术的关系。难 点地理信息系统的构成、GIS与相关学科与技术的关系。基本要求1、识 记：信息；地理信息；空间信息科学；地理信息发展的基本概况；地理信息系

4、统的构成。2、领 会：关于人们对于地理信息系统概念的认识；关于人们如何理解信息、地理信息和地理信息系统三者之间相互的关系； 3、简单应用：要求学生理论联系实际，认真体会和理解关于人们如何使用信息、地理信息、地理数据及地理信息系统；关于人们如何理解地理信息系统作为一门技术在日常生活中的应用；关于地理信息系统构成在实际生活中的应用。4、综合应用：要求学生学习后能运用地理信息系统技术解决日常生活中的空间定位、空间分析及数据采集、编辑等方面使用情况；了解GIS的功能及GIS的应用及发展态势第二单元 空间信息基础（5学时）知 识 点地球空间模型；地理空间坐标系；空间数据拓扑关系；元数据；空间数据的类型和

5、关系。重 点地球空间模型；空间数据拓扑关系；空间投影；空间数据的类型和关系。难 点空间数据拓扑关系；空间投影；空间数据的类型和关系。基本要求1、识 记：地球空间参考；坐标系统；高程基准；空间投影；元数据。2、领 会：空间数据；地理信息的描述方法；地图投影变形性质；地图投影的分类；高斯-克吕格投影；UTM投影；兰勃特等角投影；空间比例尺。3、简单应用：高斯-克吕格投影；空间比例尺。4、综合应用：空间投影信息转换。了解，掌握空间数据拓扑关系的概念，掌握元数据的概念、应用。第三单元 空间数据结构（4学时）知 识 点栅格数据结构；栅格数据的压缩编码方式；矢量数据结构；两种数据结构的比较与转化。重 点矢

6、量数据结构；栅格数据结构；栅格数据的压缩编码方式；矢量数据结构向栅格数据结构的转换；栅格数据结构向矢量数据结构的转换。难 点栅格数据的压缩编码方式；矢量数据结构向栅格数据结构的转换；栅格数据结构向矢量数据结构的转换。基本要求1、识 记：空间数据类型、场模型、空间关系、数据对象的概念；2、领 会：地理空间的概念和空间实体的表达方法；3、简单应用：空间数据的基本特征和空间数据的计算机表示方法；4、综合运用：空间数据结构的二维和三维构建方式。实践与练习 1、要求学生认真思考每章课后复习题；2、要求学生认真练习每章课后的问题与应用；3、要求学生熟练掌握SuperMap基本软件。第四单元 空间数据库（2

7、学时）知 识 点数据库；层次模型；网络模型；关系模型；传统数据库系统的数据模型；GIS中空间数据库的组织方式；面向对象；面向对象数据库系统。重 点GIS中空间数据库的组织方式；混合结构模型；统一数据模型；面向对象数据库系统。难 点混合结构模型；面向对象数据库系统。基本要求1、识 记：空间数据库、空间数据基本特征、文件数据管理方式、关系数据管理方式；2、领 会：面向对象空间数据组织方式、空间数据库概念模型设计语义数据模型和面向对象数据模型的含义；3、简单应用：空间索引方法、四叉树空间索引方法；4、综合运用：基于SQL语言的空间数据查询方法，并在SuperMap等商业软件中实验练习。第五单元 空间

8、数据采集与处理（6学时）知 识 点地图、遥感影像数据，数字数据，空间数据采集，空间数据的编辑与处理，投影转换，图像纠正，图幅拼接，空间数据质量及其精度分析，GIS空间操作中误差的传播，空间数据质量的控制。重 点空间数据的编辑与处理；投影转换；图幅拼接；空间数据质量及其精度分析；空间数据质量的控制。难 点投影转换；图幅拼接；空间数据质量及其精度分析；空间数据质量的控制。基本要求1、识 记：地图数据、数据源类型、数据采集方式、摄影测量方法；2、领 会：多元空间数据的融合、空间数据的压缩与综合、空间数据质量的概念及控制；3、简单应用：空间数据的坐标变换和空间数据结构的转换方法；4、综合运用：空间数据

9、的内插方法和图幅数据边沿匹配处理的方法。第六单元 GIS空间分析原理与方法（6学时）知 识 点地学模型概述；GIS空间分析模型；栅格数据的聚类、聚合分析；栅格数据的信息复合分析；栅格数据的追踪分析；栅格数据的窗口分析；矢量数据分析的基本方法；矢量数据的缓冲区分析；多边形叠置分析；矢量数据的网络分析；空间数据的量算；空间数据的内插；空间信息分类；空间统计分类；DTM与DEM的概念；DTM的空间内插方法；DTM在地图制图与地学分析中的应用。重 点栅格数据的聚类、聚合分析；栅格数据的信息复合分析；栅格数据的追踪分析；栅格数据的窗口分析；空间数据的内插；空间统计分类；DTM的空间内插方法；DTM在地图

10、制图与地学分析中的应用。难 点栅格数据的聚类、聚合分析；栅格数据的信息复合分析；栅格数据的窗口分析；空间数据的内插；空间统计分类；DTM在地图制图与地学分析中的应用。基本要求1、识 记：地学模型、GIS空间分析模型、栅格数据的聚类聚合分析方法、矢量数据分析的基本方法、空间信息分类；2、领 会：栅格数据的信息复合分析方法、空间数据的内插、空间统计分类；3、简单应用：栅格数据的追踪分析方法、栅格数据的窗口分析方法、矢量数据的缓冲区分析方法；4、综合运用：矢量数据的网络分析方法和DTM与DEM在地图制图与地学分析方法，并在SuperMap等商业软件中实验练习。第七章 地理信息系统产品输出（3学时）知

11、 识 点空间信息输出系统；地理信息系统输出产品类型；计算机地图制图与GIS；电子地图系统。重 点地理信息系统输出产品类型；计算机地图制图与GIS；电子地图。难 点计算机地图制图与GIS；电子地图。基本要求1、识 记：空间信息输出方式、图形输出主要类型、地理信息产品类型、专题图类型；2、领 会：符号化专题信息表达方法、二维信息可视化方法、三维信息可视化方法；3、简单应用：等值线空间信息表达方法、剖面信息表达方法、电子地图表达方法；4、综合运用：计算机辅助下的二维、三维信息可视化表达方法。学时分配知识单元理论学时第一章 绪论4第二章 空间信息基础5第三章 空间数据结构4第四章 空间数据库2第五章

12、空间数据采集与处理6第六章 GIS空间分析原理与方法6第七章 地理信息系统产品输出3复习2合计32（二）实验学时部分实验教学环节作用及目的本着以培养学生理论与实践能力相结合为目标，地理信息系统基础课程实验主要开设了基础性实验、应用性实验和设计性实验，属于一门地理信息科学专业必修的实践性课程，是地理信息系统基础学位课程的重要组成部分，通过实验使学生掌握地理学、地图学、测绘学的基本理论知识和方法，能够熟练地使用常用GIS专业应用软件平台和设计思想进行各项GIS数据处理和应用分析。实验教学环节培养学生能力标准 在实验教学过程中培养学生的实践动手能力和实验设计能力，使学生运用地理学科的理论知识，根据实

13、际应用案例和各章节重点内容，按照不同的专业设计要求，制定课程实验操作方案，运用SuperMap软件完成实验任务，使学生能够真正的做到理论与实践相结合的能力标准。实验项目、内容、学时分配及实验类型1、必开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1SuperMap Deskpro工作环境与数据管理了解软件平台基本情况，矢量数据结构和栅格数据结构认识2验证12地图配准与矢量化在SuperMap软件下进行配准、由栅格数据结构向矢量结构进行转换2验证13矢量数据编辑与拓扑处理进行矢量数据的编辑并构建网络数据的拓扑关系2验证14空间分析(一）在SuperMap软件

14、下进行聚合分析、内插统计分析等栅格数据结构的空间分析2综合15空间分析(二）在SuperMap软件下进行路径分析等矢量数据结构的空间分析2综合16专题图制作与布局掌握常见专题图的种类和地图布局的构建2综合7西南科技大学电子专题图制作以数字线划图为数据源、对数据进行编辑处理后，选择某专题完成专题图及其布局的制作4综合2、选开实验序号实验项目实验内容学时实验类型(演示、验证、综合、设计研究)组数每组学生人数1专题地理信息系统构建掌握GIS软件基本数据构建与处理方法4综合1453、主要仪器设备SuperMap软件、Access数据库、Office软件、编程软件、服务器等四、教学方法与手段1、坚持理论

15、联系实际的教学方法，不断地吸收空间信息科学先进理论知识和最新的信息技术实践动态，以重构教学流程和创新教学方式为路径，以情境创设为手段，以整合教学资源和拓展教学空间为保障，通过反复探索和实践，不断提高学生发现、分析和解决问题的能力。2、坚持传统教学手段与现代教学手段相结合，教学内容安排要突出重点和难点，积极应用多媒体教学技术，尽可能把抽象的理论转化为具体的图像，使复杂的理论变得简单、直观，力求化难为易，努力提高学生的学习兴趣。3、注重应用启发式教学、开展课堂讨论等教学方法，引导学生积极思考问题、分析问题，拓展学生的思维。4、注重课后练习，大力培养学生动脑、动手、独立解决问题的能力。五、考核要求、

16、方式与成绩评定课程考核选择百分制模式，平时考查与期末考试相结合。课程考核总评成绩由四部分构成，具体包括期末考试成绩（70%）、作业成绩（20%）、课堂讨论（5%）和考勤（5%）四个部分。期末考试采取闭卷考试方式，主要考试内容为教材中重要的基本原理和基本概念，亦会少量涉及到布置的参考资料内容。考核要求：考试内容为教材中重要的基本原理和基本方法 考核形式：考试成绩评定： 按照闭卷考试方式为主，结构评定成绩，其中：期末考试成绩占70%，课程实验及仪器操作考核占15%，课后作业占10%，平时上课提问占5%。六、选用教材、讲义和主要参考书 选用教材：地理信息系统（第二版），汤国安等，科学出版社，2010年4月.主要参考书：1.周卫、龙毅、李硕，地理信息系统教学实习指导书，南京师范大学，2002.2.邬伦，地理