《环境信息系统》课程教学大纲

《环境信息系统》教学大纲课程编号：英文名称：EnvironmentalInformationSystem学分：2学时：总学时32学时，其中理论32学时，实践0学时先修课程：人工智能与大数据课程类别：专业拓展选修课程授课对象：环境科学专业学生教学单位：生命科学学院修读学期：第7学期一、课程描述和目标环境信息系统是环境科学与工程研究不可缺少的重要研究工具，现已广泛应用于环境规划、环境管理、环境监测、环境工程、资源管理、灾害防治、土地利用等领域。本课程基本涵盖环境信息系统的主要理论和技术方法，把握住了环境信息系统的发展方向和技术前沿。该课程要求学生熟练掌握环境信息系统的基本理论和关键技术，使他们能够利用环境信息系统进行环境科学研究。有利于培养攻于环境科学的专业型创新人才，为2030年建设我国成为社会主义现代化强国贡献力量。课程目标1-专业知识方面：了解环境信息的基本特征、基础、形成和发展等；了解遥感的概念和特点；了解与认识环境信息系统与遥感技术等的结合以及在实际生活中的运用；了解数据库的建立与设计，认识建立环境空间信息模型的一般过程；掌握数字地球的研究内容和支撑技术。课程目标2-专业能力方面：掌握环境数据的获取与处理方法，掌握对环境信息系统的空间分析以及对环境信息的输出，并能利用环境信息系统进行数据分析和应用。课程目标3-专业素质方面：对环境信息系统的评价与认识以及对其未来走势的把握。二、课程目标对毕业要求的支撑关系毕业要求指标点课程目标权重5.1具备运用大数据、专业数据库、模拟软件等手段和方法分析解决相关环境问题的能力。课程目标1,2M5.2针对复杂环境问题，能够选择与使用恰当的模型、计算机软件等现代工具进行预测和模拟。课程目标2H11.1理解并掌握管理原理与经济决策方法，能够运用系统的观点、方法和理论，对项目涉及的各项工作进行有效地管理。课程目标3L三、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容基本要求及重、难点（含德育要求）学时教学方式对应课程目标1第1章地理信息系统概论了解地理信息系统，掌握其结构、功能、特性，发展与前景。（德育要求：通过了解研究发展史，掌握科学发展的脉络，和该技术对国家环境治理的作用）2多媒体教学、集中讲授课程目标12第2章实用地理信息系统的数据了解空间数据的空间特征、时间特征、专题特征等基本特征，学习数据的测量尺度，数据源，数据质量的了解及确定，空间数据类型转换，以及地图空间数据的可视化表达。（德育要求：了解科学数据的严谨性）6多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标23第3章遥感及全球定位系统了解遥感的概念和特点、技术构成及在环境科学中的应用；掌握数字图像处理、数字图像处理系统；遥感与环境信息系统结合的原因、遥感与环境信息系统结合的方法；掌握复合处理和分析、复合应用。（德育要求：了解科学方法的复杂性，培养综合运用能力）2多媒体教学、集中讲授课程目标14第4章地理信息系统数据库设计了解数据库的基本概念、组织、功能特性，重点掌握数据库设计的内容和方法、数据库设计的步骤及数据库的建立、海量空间数据组织与管理。（德育要求：了解科学数据的严谨性，与科学设计理念）8多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标1，2，35第5章地理信息系统的应用和软件了解地理信息系统的主要功能，掌握空间数据获取、管理、分析，专题地图设计与制作的方法，了解ArcGIS等软件的使用，了解基于不同层的开源GIS软件。（德育要求：了解科学方法的复杂性，树立版权意识，培养综合运用能力）4多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标2，36第6章环境数据特点及信息系统设计了解环境数据分类、采集与处理，了解系统设计的目标、任务、系统设计的方法、内容和步骤。（德育要求：了解科学方法的系统性，培养系统思维能力） 4多媒体教学、集中讲授课程目标1，27第7章GIS在生态控制中的应用了解国家级生态示范区地理信息系统。掌握生态环境监测信息系统开发的基础、功能组成结构；掌握土壤资源持续利用与信息技术及其应用。（德育要求：了解科学方法的应用，培养工程思维）10多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标2，38第8章GIS在城市环境管理中的应用了解数字地球与数字城市、城市大气污染控制管理系统、基于GIS平台的城市规划信息系统和城市环境气候图。（德育要求：了解科学方法的应用，培养工程思维）3多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标2，39第9章GIS在水资源及水环境管理中的应用了解水污染控制规划系统，掌握其在海湾陆源污染物总量控制中的应用；学习流域内降雨径流模拟系统以及HEC-RAS模型在河道规划设计中的应用。（德育要求：了解科学方法的应用，培养工程思维）4多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标2，310第10章GIS在其他环境科学领域中的应用了解环境监测信息系统，掌握GIS技术在环境污染事故应急管理中的应用，森林防火地理信息系统。（德育要求：了解科学方法的应用，培养工程思维）2多媒体教学、集中讲授、实际操作指导课程目标2，311第11章地理信息系统的功能扩展了解GIS的数据接口、虚拟现实技术与地理信息系统、决策支持技术与地理信息系统、空间数据挖掘技术与地理信息系统等。（德育要求：学会对一个领域的未来进行展望和预判，培养思考能力）6多媒体教学、集中讲授课程目标3合计51四、课程教学方法多媒体教学、集中讲授、实际操作指导五、学业评价和课程考核（一）考核方式及具体要求1.课程成绩构成与要求课程考核内容主要由平时作业、课程论文、期末考核组成，均按百分制计分，其中期末考核成绩占50%、平时作业成绩占30%、课程论文成绩占20%。2.课程目标达成考核与评价序号教学环节课程目标1（分值）课程目标2（分值）课程目标3（分值）合计1平时作业101010302课程论文5150203期末考试15251050课程目标对应分值305020100（二）考核与评价标准1.平时成绩考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分作业按时完成，90%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握到位。能够利用理论知识识别、分析环境信息系统领域相关专业问题。按时完成，70%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握较到位。能够较好利用理论知识识别、分析环境信息系统领域相关专业问题。延时完成，60%以上的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握基本到位。利用理论知识对环境信息系统领域相关专业问题有一定的识别、分析。不交和补交，50%以下的作业内容齐全，基本知识点理解、掌握有偏差。不能利用理论知识对环境信息系统领域相关专业问题进行识别、分析。2.章节测试与评价标准章节测试根据测试题目及评分标注进行打分（百分制）。3.课程论文考核与评价标准分值观测点90-100分70-89分60-69分0-59分课程论文格式规范，符合课程论文写作要求；内容主题明确，符合课程教学内容。参考文献充分、正文引用恰当，文献引文格式符合文献标准；无摘录摘抄痕迹，能恰当运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题明确，符合课程教学内容。参考文献充分、正文能够较好对文献进行引用，文献格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文主题大部分运用自己的语言组织素材，论点正确。格式符合课程论文写作要求；主题基本明确，较符合课程教学内容，具较好的综合分析论点。参考文献有，文献引文格式基本符合科技期刊论文文献标准；正文有部分摘抄，论点分析较清晰。论文格式不符合课程论文要求，能反映部分主题内容，论文结构不完整，论点分析不清晰，参考文献少，正文没有引用，格式不完全符合科技论文文献标准。4.期末试卷考核与评价标准根据课程目标及教学内容，设计期末考核试题，综合检验学生对课程相关知识的掌握、综合应用及解决复杂问题的能力，根据考试题目设计相应评分标准。六、教材与参考书（一）推荐教材1．《地理信息系统在环境科学中的应用》，张猛，李天，郭伟编著，清华大学出版社，2016年9月版；2．《环境遥感——地球资源视角》，JohnRJensen主编（陈晓玲等中文导读），科学出版社，2011年9月版。（二）参考资料1．《地理空间分析——原理、技术与软件工具（第二版）》，MichaelJ.desmith，Michael