《數(shù)字地面模型》教學大綱

1、數(shù)字地面模型教學大綱課程名稱：數(shù)字地面模型課程英文名稱：Digital Terrain Model課程編碼：1302ZY045課程類別/性質：專業(yè)/選修學 分：3 總學時/理論/上機：32/20/12開課單位：地球科學學院 適用專業(yè)： 地理信息科學先修課程：測量學、地理信息系統(tǒng)原理一、課程簡介數(shù)字地面模型是地理信息科學專業(yè)的一門選修課程，學生在系統(tǒng)學習了地理信息系統(tǒng)原理、測量學等基礎課和專業(yè)基礎課后進行本課程的學習。要求學生學習該課程后，掌握地形表達的基本方法和基礎理論，具備地理信息系統(tǒng)三維地形建模理論與方法的能力，牢固樹立大學生的愛國敬業(yè)價值觀，讓學生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的應用型人才，能夠

2、基于相關科學原理和數(shù)學模型方法正確表述復雜地理信息工程問題，為將來從事三維地形分析打下一定的基礎。 保證學生達到相應畢業(yè)要求。二、課程目標通過本課程的學習，應掌握數(shù)字地面模的基本理論、原理與方法，進行DEM數(shù)據(jù)采集，能夠進行初步進行DEM建立、TIN的生成、DEM的應用等工作，具體如下。1、價值目標（育人目標）：在教學過程中向學生穿插我國專家學者在地形表達、數(shù)據(jù)獲取等方面發(fā)展中所做的成就，增強學生民族自豪感和文化自信，同時強化學生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，為數(shù)字地球在我國現(xiàn)代化科學中的應用，發(fā)揮自己的能力，極大提高愛國情懷。2、知識和能力目標：學生學完本課程后，應達到如下要求：（1）掌握DTM的表達方式（

3、畢業(yè)要求3.2）；（2）掌握DEM建立的方法（畢業(yè)要求3.2）；（3）掌握TIN的生成算法（畢業(yè)要求3.2）；（4）初步掌握地理信息系統(tǒng)三維建模的理論和方法（畢業(yè)要求3.2）；（5）了解DEM的應用（畢業(yè)要求3.2）。三、理論教學內容與學時分配課程教學包括課堂教學、課堂研討、課堂及課后習題三部分，包括7章的理論教學。課內理論教學20學時、上機12學時（詳見本大綱第四部分）。課堂理論教學內容、要求及學時分配如下：課程教學內容及學習要求章節(jié)內容思政融入點要求學時支撐畢業(yè)要求指標點理解掌握分析與應用第一章概述第一節(jié)數(shù)字地形表達；愛國：講述我國祖先在地形表達方面所做的貢獻，加強學生的文化自信和民族自豪

4、感。高高中 23.2第二節(jié)數(shù)字高程模型含義高高中第三節(jié)數(shù)字高程模型的分類高高中第四節(jié)數(shù)字高程模型的應用范疇高高中第五節(jié)數(shù)字高程模型的生命周期高高中第二章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取第一節(jié)數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)來源；講述我國測繪工作者在獲取世界最高峰數(shù)據(jù)獲取中所做的貢獻，強化測繪科技在世界領先，提升文化自信、科技自信。高中中23.2第二節(jié)數(shù)據(jù)采集方法；高高高第三節(jié)采樣的理論基礎；高高高第四節(jié)數(shù)字高程模型的生產(chǎn)項目設計高高高第三章數(shù)字高程模型表面建模第一節(jié)建立DEM表面的各種方法介紹了我國專家和學者在地表建模中取得的成就，增強了學生的民族自豪感、文化自信和愛國情懷高高高83.2第二節(jié)三角網(wǎng)的生成高高中第三節(jié)

5、正方形格網(wǎng)的生成高高中第四節(jié)不規(guī)則三角網(wǎng)TIN與正方形格網(wǎng)Grid的比較高高中第四章數(shù)字高程模型精度的數(shù)學模型第一節(jié)根據(jù)格網(wǎng)數(shù)據(jù)建立的DEM表面精度的數(shù)學模型；高中中23.2第二節(jié) DEM精度與格網(wǎng)間隔及等高距的關系高中中第五章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)組織第一節(jié)數(shù)據(jù)結構高中中23.2第二節(jié)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)高中中第六章數(shù)字高程模型內插第一節(jié)整體內插愛校園：演示建立美麗校園DEM，增加學生愛校情懷高高高23.2第二節(jié)分塊內插回高高高第三節(jié)逐點內插高高高第四節(jié)關于內播技術的探討高高中第七章數(shù)字地形分析第一節(jié)基本地形因子計算介紹我國三峽工程是世界最大的水利工程，當水位178米高時其淹沒分析，增強了學生的民族自

6、豪感高中中23.2第二節(jié)特征提取高中中第三節(jié)水文分析高中中第四節(jié)可視性分析高中中注：在“要求”欄內以高、中、低來表示對學生學習程度的要求，高為最高要求。理解指能對所學的內容作歸納、分類、解釋、總結、推斷和一定程度的發(fā)揮。掌握指能理解學習材料的內涵和意義，包括具體分類、區(qū)別、流程、誤區(qū)等的認知和學習?？梢越柚N形式來表明對材料的領會，一是轉換，即用自己的話或用與原先表達方式不同的方式表達自己的思想；二是解釋，即對一項信息加以說明或概述；三是推斷，即估計將來的趨勢（預期的后果）。分析指能將所學的內容分解并找出它們的相互關系和構成，或能計劃、創(chuàng)造、建造或有改變的重構。應用指能將學習材料用于新的具體

7、情境，包括原則、方法、技巧、規(guī)律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-6884501.html t _blank 代表較高水平的學習成果。應用需要建立對知識點掌握的基礎上。上機內容與學時分配上機內容為課內設置的一個實踐教學環(huán)節(jié)，由6個上機內容組成。上機項目與類型序號上機項目上機類型學時支撐畢業(yè)要求指標點演示驗證綜合設計1生長算法實驗模擬地面模型23.22多邊形凸凹性判斷23.23離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法23.24基于內插法模擬地面模型23.25GRID生成算法實現(xiàn)23.26基于ArcGIS的DEM的應用23.2上機一 生長算法實驗模擬地面模型 2學時1)目的要求（1）掌握生長算

8、法的原理。（2）學會生長算法的數(shù)據(jù)結構設計。（3）掌握生長算法的程序實現(xiàn)2)方法原理不規(guī)則三角網(wǎng)生長算法。3)主要實驗儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計算機。4)掌握要點生長算法的流程。5)實驗內容（1）生長算法設計；（2）數(shù)據(jù)結構設計；（3）VC或C#下算法的實現(xiàn)。上機二 多邊形凸凹性判斷 2學時1)目的要求（1）掌握多邊形凸凹性判斷算法的原理。（2）學會多邊形凸凹性判斷算法的數(shù)據(jù)結構設計。（3）掌握多邊形凸凹性判斷算法的程序實現(xiàn)2)方法原理多邊形凸凹性判斷算法。3)主要實驗儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計算機。4)掌握要點多邊形凸凹性判斷算法的流程。5)實驗內容（1）多邊形凸

9、凹性判斷算法設計；（2）數(shù)據(jù)結構設計；（3）VC或C#下多邊形凸凹性判斷算法的實現(xiàn)。上機三 離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法 2學時1)目的要求（1）掌握凸包生成算法的原理。（2）學會凸包生成算法的數(shù)據(jù)結構設計。（3）掌握凸包生成算法的程序實現(xiàn)2)方法原理凸包生成算法。3)主要實驗儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計算機。4)掌握要點凸包生成算法的流程。5)實驗內容（1）凸包生成算法設計；（2）數(shù)據(jù)結構設計；（3）VC或C#下凸包生成算法的實現(xiàn)。上機四 基于內插法模擬地面模型 2學時1)目的要求（1）掌握TIN的內插算法的原理。（2）學會TIN的內插算法的數(shù)據(jù)結構設計。（3）掌握TIN的內插算法的程

10、序實現(xiàn)2)方法原理TIN的內插算法。3)主要實驗儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計算機。4)掌握要點TIN的內插算法的流程。5)實驗內容（1）TIN的內插算法算法設計；（2）數(shù)據(jù)結構設計；（3）VC或C#下TIN的內插算法的實現(xiàn)。上機五GRID生成算法實現(xiàn) 2學時1)目的要求（1）掌握GRID生成算法實現(xiàn)算法的原理。（2）學會GRID生成算法實現(xiàn)算法的數(shù)據(jù)結構設計。（3）掌握GRID生成算法實現(xiàn)算法的程序實現(xiàn)2)方法原理GRID生成算法實現(xiàn)算法。3)主要實驗儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計算機。4)掌握要點GRID生成算法實現(xiàn)算法的流程。5)實驗內容（1）GRID生成算法設計；（

11、2）數(shù)據(jù)結構設計；（3）VC或C#下GRID生成算法實現(xiàn)算法的實現(xiàn)。上機六 基于ArcGIS的DEM的應用 2學時1)目的要求（1）掌握基于ArcGIS的DEM生成。（2）學會DEM分水線和合水線提取。（3）掌握DEM淹沒分析2)方法原理 ArcGIS 地形分析原理。3)主要實驗儀器及材料ArcGIS,計算機。4)掌握要點ArcGIS地形分析。5)實驗內容（1）ArcGIS TIN生成；（2）等高線生成；（3）DEM分水線和合水線提取。（4）DEM淹沒分析。五、教學方法 課程的主要教學方法：課堂講授、視頻學習、小組討論、課堂練習等。課堂講授：主要適用第1章至第7章的基本概念、基本方法及基本理論的講解。視頻學習：主要適用第7章數(shù)字地形分析。案例分析與討論：主要適用第3章數(shù)字高程模型表面建模。小組討論：主要適用于第2章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取方法比較。課堂練習：鞏固課堂教授知識。六、考核及成績評定方式 課程考核包括平時成績和期末課程論文兩個部分。平時成績：50%，包括課堂習題、案例討論、小組討論及考勤（畢業(yè)要求3.2）。上機成績：50%，生長算法實驗、多邊形凸凹性判斷、 離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法、基于內插法模擬地面模型、GRID生