《空间数据库技术应用》学习领域课程标准

《空间数据库技术应用》学习领域课程标准一、课程的地位和作用随着大数据时代的到来和测绘地理信息产业的快速发展，海量数据的获取已经不再是可望不可即，传统的手工以及文件方式已远远不能满足空间数据的存储和管理，而关系数据库在空间数据的存储和管理上有很大缺陷，从而形成了空间数据库这一数据库研究领域。空间数据库提供了快速、高效地表示、存储、管理和检索庞大的空间数据的功能，在GIS中发挥着核心作用。了解并掌握空间数据库技术已经成为测绘地理信息行业各类人员的基本要求。《空间数据库技术应用》是测绘地理信息类专业的专业技能拓展课程之一，也是该专业学生必须掌握的专业知识之一。该课程主要培养具有扎实基础和具有一定空间数据库管理和维护经验的管理员，能满足日常空间数据库开发项目的需求分析、空间数据库设计与建立、空间数据库管理与维护等岗位需求，并能了解当前主流空间数据库软件和把握未来空间数据库的发展趋势。二、学习情境划分学习领域：空间数据库技术应用第三学期参考学时：96（实训学时60）学分：4情境情境1情境2情境3情境4情境5情境6情境7情境8情境名称数据库系统概述空间数据库理论基础空间数据的采集、编辑与处理空间数据的分幅与拼接空间数据库设计空间数据库的建立与维护空间数据库技术应用实例空间数据库发展趋势学时44644464实训项目SQL语言的上机调试空间数据的采集、编辑与处理空间数据的分幅与拼接Geodatabase空间数据库的建立矿产资源规划空间数据库建立及应用学时1010101020三、学习情境描述包括名称、学时、学习目标、学习内容、教学方法和建议、工具与媒体、学生已有基础、教师所需执教能力要求。学习情境1：数据库系统概述学时：4教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.能够复述数据库系统的概念、组成及结构；3.熟悉和掌握关系数据库；4.熟悉和掌握SQL语言的数据定义、数据查询、数据更新和数据控制等功能的操作。知识目标：1.了解数据管理技术的发展历程及各个阶段的特点；2.理解数据库系统的基本概念、组成及结构；3.掌握数据库管理系统的概念、特点及功能；4.掌握目前常用的四种数据模型；5.理解关系数据库的各种概念及关系代数的运算；6.掌握关系数据库标准语言SQL的基本概念。内容：1.数据库系统；2.数据库管理系统；3.数据模型；4.关系数据库；5.关系数据库查询语言SQL；教学方法和建议：1.以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本部分教学；2.教师应提前准备好学习引导资料，提出学习问题；3.结合数据库系统实例和上机操作，培养学生动手操作数据库的能力。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：C语言基础知识；数据结构基础知识；教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；具备一定的数据库系统项目开发经验。实训项目1：SQL语言的上机调试学时：10教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养接受新生事物的能力；3.能够正确和熟练地使用SQL语言；4.能用SQL语言进行数据库操作。知识目标：1.了解SQL语言的特点；2.掌握SQL语言的上机运用。内容：1.SQL语句创建数据库；2.SQL语句创建数据表；3.SQL语句创建视图；3.SQL语句进行数据增加、修改、删除和更新操作。教学方法和建议：教师主要是布置任务，督促检查、适时指导、认真总结和评定成绩。给予学生充分的自主性，让学生们独立自觉地完成实训，既能较大的提高学生的数据库知识与上机操作技能，也能加深对数据库管理和编程的理解。工具与媒体：机房；教学仪器。学生已有基础：C程序设计基础；数据库基础知识。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；能正确、及时的解决学生提出的各种问题；具有基本的程序设计能力和思想。学习情境2：空间数据库理论基础学时：4教学目标：能力目标：1.对空间数据有进一步的认识；2.了解空间数据的基本特征；3.熟悉各种空间数据模型，为后续学习打下基础。知识目标：1.了解空间数据的基本特征；2.了解空间数据库系统的各个相关概念；2.理解和掌握空间数据库的特点。内容：1.空间数据的基本特征；2.空间数据库的定义、组成部分、特点和作用；3.常见空间数据模型的定义及特征。教学方法和建议：1.以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本部分教学；2.教师应提前准备好学习引导资料，提出学习问题。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：C语言基础知识。数据结构基础知识。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学。学习情境3：空间数据的采集、编辑与处理学时：6教学目标：能力目标：1.培养学生动手采集、编辑和处理空间数据的能力；2.对空间数据的结构和特征有进一步的理解和认识，便于数据的采集、处理、存储和管理。知识目标：1.了解空间数据的常见采集方法；2.掌握空间数据的编辑方法；3.掌握空间数据的处理变换方法。内容：1.空间数据的常见采集方法；2.空间数据的编辑方法；3.空间数据的处理变换方法。教学方法和建议：可利用教学辅助资料：配套练习题。以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本部分教学；教学中可列举一些常见数据的采集方法。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：空间数据（矢量和栅格）基础知识；ArcGIS软件相关知识；地图投影和变换的知识；数学基础。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学。对矢量数据和栅格数据的结构有明确的认识。实训项目2：空间数据的采集、编辑与处理学时：10教学目标：能力目标：1.培养学生对空间数据坐标系统和投影的进一步认识和使用；2.培养学生数字化的基本能力，掌握操作技巧。知识目标：1.熟练掌握地理配准的方法与流程；2.掌握矢量图层（点、线和面）的创建；3.掌握点、线和面的编辑工具；4.能对采集的空间数据加以属性信息。内容：1.地理配准；2.矢量图层的创建；3.点、线和面的编辑；4.属性信息的编辑。教学方法和建议：采用任务驱动的方式，教师主要是布置任务，督促检查、适时指导、认真总结和评定成绩。给予学生充分的自主性，让学生们独立自觉地完成实训，极大地调动学生的积极性和提高动手能力。工具与媒体：机房；教学仪器；ArcGIS软件。学生已有基础：空间数据结构的基础知识；地图投影的知识；对ArcGIS软件有初步的认识和使用。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；能正确、及时的解决学生提出的各种问题。学习情境4：空间数据的分幅与拼接学时：4教学目标：能力目标：1.培养学生对空间数据分幅与组织的能力；2.能使用软件对常用数据进行分幅与拼接处理。知识目标：1.理解海量空间数据的特征及组织形式；2.理解空间数据图幅组织的原因；3.掌握空间数据库的图幅组织方法；4.掌握空间数据分幅的方式；5.了解空间数据分幅尺寸的确定原则；6.掌握空间数据图幅的拼接方式。内容：1.空间数据图幅组织的原因；2.空间数据库的图幅组织方法；3.空间数据分幅的方式；4.空间数据分幅尺寸的确定原则；5.空间数据拼接方式。教学方法和建议：可利用教学辅助资料：配套练习题。以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本部分教学；工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：空间数据（矢量和栅格）基础知识；ArcGIS软件相关知识；地图学相关知识；国家基本比例尺地形图分幅与编号规范的相关知识；大比例尺测图基础。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学。实训项目3：空间数据的分幅与拼接学时：10教学目标：能力目标：1.培养学生对空间数据分幅与组织的能力；2.能使用软件对常用数据进行分幅与拼接处理。知识目标：1.掌握空间数据库的图幅组织流程；2.掌握空间数据分幅操作；3.掌握空间数据拼接操作。内容：1.空间数据库的图幅组织；2.空间数据分幅；3.空间数据拼接。教学方法和建议：采用任务驱动的方式，教师主要是布置任务，督促检查、适时指导、认真总结和评定成绩。给予学生充分的自主性，让学生们独立自觉地完成实训，极大地调动学生的积极性和提高动手能力。工具与媒体：机房；教学仪器。学生已有基础：空间数据结构的基础知识；地图投影的知识；对ArcGIS软件有初步的认识和使用。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；能正确、及时的解决学生提出的各种问题。学习情境5：空间数据库设计学时：4教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养接受新生事物的能力；3.能够正确掌握空间数据库设计的原则、技术方法和过程步骤。知识目标：1.掌握空间数据库设计的原则；2.空间数据库设计的目标；3.掌握空间数据库设计的技术方法；4.了解空间数据库设计的过程步骤。内容：1.空间数据库设计的原则；2.空间数据库设计的目标；3.空间数据库设计的技术方法。4.空间数据库设计的用户需求分析；5.空间数据库设计的概念结构设计；6.空间数据库设计的逻辑结构设计；7.空间数据库设计的物理结构设计。教学方法和建议：1.宏观教学方法：项目教学法；2.微观教学方法：讲述法、任务驱动法、实践操作法、小组讨论法。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：C语言基础知识；面向对象程序设计的思想；数据结构基础知识。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学。具备一定的空间数据库设计经验，能对数据库设计的整个周期有直观的认识。学习情境6：空间数据库的建立与维护学时：4教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养接受新生事物的能力；3.培养学生独立构建空间数据库的能力，进行生产实践活动。知识目标：1.理解海量空间数据的特征及组织形式；2.掌握空间数据分幅与编号的方法；3.掌握空间数据拼接的方法；4.掌握空间数据库的建立方法；5.掌握空间数据库的维护方法。内容：1.海量空间数据的特征及组织形式；2.空间数据的分幅与编号；3.空间数据的拼接；3.空间数据库的建立；4.空间数据库的维护；5.空间数据采集、处理、方法及流程。教学方法和建议：1.宏观教学方法：项目教学法；2.微观教学方法：讲述法、任务驱动法、实践操作法、小组讨论法。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：数据库基础知识；数学基础知识；地图学基础知识。教师所需执教能力要求：1.具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；2.能按照设计的教学情境实施教学；3.具备相应的地图学知识。学习情境7：空间数据库技术应用实例学时：6教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养接受新生事物的能力；3.培养学生独立构建空间数据库的能力，进行生产实践活动。知识目标：1.了解Geodatabase数据模型的组织结构、模型特征；2.理解Geodatabase模型的构建流程及数据存储实现方式；3.了解空间数据库引擎的概念，国内外主流空间数据库引擎技术及其各自的功能；4.理解ArcSDE空间数据库引擎的工作机制。内容：1.Geodatabase概述；2.空间数据库引擎技术；3.空间数据库构建及应用实例；4.ArcSDE空间数据库引擎教学方法和建议：可利用教学辅助资料：配套练习题。以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本部分教学。结合空间数据库应用具体实例进行教学。工具与媒体：课堂讲授配合多媒体教学。学生已有基础：C语言及数据库基础知识；数据结构基础知识；空间数据库基础知识。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；具备一定的空间数据库设计经验，能展示行业生产实践中空间数据库创建的具体过程及应用方式，举一反三。实训项目4：Geodatabase空间数据库的建立学时：10教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养接受新生事物的能力；3.能够正确熟练的建立Geodatabase空间数据库；4.能采用Geodatabase进行日常空间数据的存储工作；5.掌握空间数据库引擎ArcSDE的使用方法。知识目标：1.了解Geodatabase数据模型的特征；2.了解Geodatabase数据库的构建流程；3.了解空间数据库引擎ArcSDE的工作机制。内容：1.Geodatabase设计；2.Geodatabase建立；3.创建Geodatabase基本项；4.向Geodatabase加载数据；5.Geodatabase的优化；6.空间数据库引擎ArcSDE教学方法和建议：采用任务驱动的方式，教师主要是布置任务，督促检查、适时指导、认真总结和评定成绩。给予学生充分的自主性，让学生们独立自觉地完成实训，极大地调动学生的积极性和提高动手建立空间数据库的能力。工具与媒体：机房；教学仪器。学生已有基础：C语言基础知识；空间数据库基础知识；数据结构基础知识；掌握ArcGIS软件基本操作。教师所需执教能力要求：具有丰富的实践和教学经验，善于运用多种教学媒体、教学方法实施和控制教学过程；能按照设计的教学情境实施教学；能正确、及时的解决学生提出的各种问题。学习情境8：空间数据库发展趋势学时：4教学目标：能力目标：1.培养学生严谨的学风、认真细致的工作作风；2.培养学习对现有知识的掌握和接受新生事物的能力；3.能够掌握当前主流空间数据库技术，为以后的实践打下理论基础。知识目标：1.掌握时态空间数据库、分布式空间数据库、空间数据仓库和数据中心的基本概念及各自的特点；2.了解未来空间数据库技术的发展趋势；3.了解WebGIS空间数据库特点；4.了解云GIS及其特点。内容：1.时态空间数据库技术及其使用的数据模型；2.分布式空间数据库技术及其特点；3.空间数据仓库技术及其特点；4.数据中心及其特点；5.WebGIS及其空间数据库的特点；6.云GIS。教学方法和建议：可利用教学辅助资料：配套练习题。以讲述为主结合学生课堂讨论的方法进行本