《地理信息系統(tǒng)原理》課程教學(xué)大綱

《地理信息系統(tǒng)原理》教學(xué)大綱

基本信息

課程編號(hào)

SR123012

課程中文名稱

地理信息系統(tǒng)原理

課程英文名稱

Geographic

Information

System

課程類別

通識(shí)教育（

）專業(yè)核心課（√）專業(yè)方向課（

）

課程性質(zhì)

必修（√）

選修（

）

適用專業(yè)

測(cè)繪工程

總學(xué)時(shí)

48（含18學(xué)時(shí)上機(jī)）

學(xué)分

3

開(kāi)課學(xué)期

三年級(jí)秋季學(xué)期

先修課程

《測(cè)量學(xué)》、《大地測(cè)量學(xué)基礎(chǔ)》、《測(cè)繪學(xué)概論》

并修課程

《地圖學(xué)》、《海洋測(cè)繪》、《測(cè)繪管理學(xué)與法律法規(guī)》

開(kāi)課單位

遙感地理信息工程系

本課程對(duì)畢業(yè)要求的貢獻(xiàn)

通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可比較系統(tǒng)地掌握地理信息系統(tǒng)科學(xué)的基本理論與方法，初步掌握應(yīng)用GIS工具分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

教學(xué)目標(biāo)

地理信息系統(tǒng)是集計(jì)算機(jī)科學(xué)、空間科學(xué)、信息科學(xué)、地理科學(xué)、測(cè)繪遙感科學(xué)、環(huán)境科學(xué)和管理科學(xué)等學(xué)科為一體的交叉邊緣性學(xué)科，是地學(xué)空間信息分析和制圖的基本手段與工具?！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)原理》是測(cè)繪工程專業(yè)的一門專業(yè)核心課。該課程的教學(xué)目標(biāo)如下：

通過(guò)課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生較好地掌握地理信息系統(tǒng)的基本理論、知識(shí)和技能，了解地理信息系統(tǒng)的主要應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展方向。

支撐畢業(yè)要求：2.2能夠通過(guò)信息檢索、文獻(xiàn)研究分析和相關(guān)科學(xué)、工程原理，認(rèn)識(shí)到復(fù)雜測(cè)繪問(wèn)題具有多種解決方案，并能夠?qū)で蠼鉀Q問(wèn)題的有效途徑和可替代的解決方案。

使學(xué)生掌握地理信息系統(tǒng)的基本概念、空間數(shù)據(jù)的采集、處理與組織、GIS的原理方法、GIS設(shè)計(jì)的技術(shù)方法等內(nèi)容。

支撐畢業(yè)要求：4.2基于測(cè)繪專業(yè)理論、針對(duì)復(fù)雜測(cè)繪問(wèn)題選擇合理的研究路線、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，進(jìn)行創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)，包括實(shí)驗(yàn)組織、數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理。

掌握常用GIS的基本理論模型和ArcGIS軟件的基本操作，為以后在GIS的理論研究、軟件應(yīng)用開(kāi)發(fā)等方面開(kāi)展工作打下良好基礎(chǔ)。

支撐畢業(yè)要求：6.2在工程設(shè)計(jì)中具備綜合考慮多種制約因素的意識(shí)，能夠合理地分析和評(píng)價(jià)工程實(shí)踐對(duì)社會(huì)、健康、安全、法律以及文化的影響，對(duì)所實(shí)施的工程質(zhì)量負(fù)責(zé)，并理解應(yīng)承擔(dān)的責(zé)任。

教學(xué)內(nèi)容：

本課程主要由以下內(nèi)容組成：

第一章緒論（4學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)1）

知識(shí)要點(diǎn)：地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能以及發(fā)展。

重點(diǎn)：地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能。

難點(diǎn)：地理信息系統(tǒng)的功能。

對(duì)學(xué)生的要求：了解地理信息系統(tǒng)的歷史發(fā)展，熟悉地理信息系統(tǒng)的概念、組成、功能，能夠理解地理信息系統(tǒng)和CAD/CAM的區(qū)別。

第二章地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)（10學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)1）

知識(shí)要點(diǎn)：矢量、柵格和矢柵一體化空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS的數(shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)。

重點(diǎn)：矢量、柵格空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、GIS的數(shù)據(jù)模型。

難點(diǎn)：矢柵一體化空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型及數(shù)據(jù)庫(kù)。

對(duì)學(xué)生的要求：熟練掌握兩種空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，了解ArcCatalog應(yīng)用程序中兩種數(shù)據(jù)的管理方式，了解矢柵一體化設(shè)計(jì)的概念和數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)，以Geodatabase數(shù)據(jù)模型為基礎(chǔ)了解傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的局限性，了解空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)流程。

第三章空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制（8學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)2）

知識(shí)要點(diǎn)：概述、地理參照系、地理實(shí)體分類與數(shù)據(jù)編碼，空間數(shù)據(jù)的采集、質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)。

重點(diǎn)：地理實(shí)體分類與數(shù)據(jù)編碼，

難點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量和標(biāo)準(zhǔn)。

對(duì)學(xué)生的要求：了解空間數(shù)據(jù)采集流程和質(zhì)量控制，熟悉相關(guān)GIS標(biāo)準(zhǔn)和當(dāng)前面臨的問(wèn)題及現(xiàn)狀，結(jié)合ArcCatalog應(yīng)用程序掌握地理實(shí)體分類和數(shù)據(jù)編碼的方法。

第四章空間數(shù)據(jù)的處理（12學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)2/3）

知識(shí)要點(diǎn)：矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系、編輯，空間數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換，空間數(shù)據(jù)插值方法。

重點(diǎn)：矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系

難點(diǎn)：數(shù)據(jù)壓縮、插值方法。

對(duì)學(xué)生的要求：熟悉常見(jiàn)的點(diǎn)、線、面矢量數(shù)據(jù)拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合ArcGIS軟件能熟練的進(jìn)行滿足需求的拓?fù)湟?guī)則的建立、檢查、編輯，掌握空間數(shù)據(jù)常見(jiàn)的一些坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、矢量柵格壓縮、結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換和插值方法。

第五章空間查詢與空間分析（10學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)2/3）

知識(shí)要點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)查詢、統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)字高程模型分析，空間數(shù)據(jù)疊置、緩沖區(qū)，泰森多邊形分析，網(wǎng)絡(luò)分析等。

重點(diǎn)：數(shù)字高程模型分析、疊置緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析。

難點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)分析。

對(duì)學(xué)生的要求：掌握一些基本的空間數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計(jì)分析的方法，結(jié)合ArcGIS軟件了解規(guī)則格網(wǎng)DEM和TIN數(shù)據(jù)的構(gòu)建的過(guò)程和原理，以及常用分析方法。熟悉疊置緩沖區(qū)分析、泰森多邊形分析、網(wǎng)絡(luò)分析的原理和過(guò)程，能結(jié)合具體的GIS問(wèn)題正確合理的使用相應(yīng)的分析方法。

第六章空間信息的可視化（2學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)2/3）

知識(shí)要點(diǎn)：信息與可視化概述、空間數(shù)據(jù)的可視化。

重點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)的可視化。

難點(diǎn)：空間數(shù)據(jù)的可視化。

對(duì)學(xué)生的要求：了解地圖學(xué)和地理信息系統(tǒng)信息可視化的聯(lián)系與區(qū)別，結(jié)合ArcMap應(yīng)用程序熟練掌握空間數(shù)據(jù)可視化的方法。

第七章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用（2學(xué)時(shí)）（教學(xué)目標(biāo)2/3）

知識(shí)要點(diǎn)：應(yīng)用概述、3S技術(shù)。

重點(diǎn)：GIS和RS、GPS的關(guān)系。

難點(diǎn)：GIS和RS、GPS的關(guān)系。

對(duì)學(xué)生的要求：結(jié)合具體的GIS案例了解GIS的應(yīng)用，熟悉GIS和RS、GPS的關(guān)系。

課時(shí)分布表

章節(jié)

教學(xué)內(nèi)容

學(xué)時(shí)分配

理論

實(shí)驗(yàn)

合計(jì)

1

第一章

緒論

4

0

4

2

第二章

地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)庫(kù)

6

4

10

3

第三章

空間數(shù)據(jù)的采集和質(zhì)量控制

4

4

8

4

第四章

空間數(shù)據(jù)的處理

6

6

12

5

第五章

空間查詢與空間分析

6

4

10

6

第六章

空間信息的可視化

2

0

2

7

第七章

地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用

2

0

2

合

計(jì)

30

18

48

教學(xué)方法

《地理信息系統(tǒng)原理》是測(cè)繪學(xué)科中理論性、專業(yè)性、邏輯性較強(qiáng)的一門課程，主要采用課程講授與問(wèn)題討論相結(jié)合教學(xué)形式，實(shí)行互動(dòng)教學(xué)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生理解和分析問(wèn)題的能力。在課堂教學(xué)中運(yùn)用多媒體展示多種類型GIS應(yīng)用實(shí)例等手段進(jìn)行講解，加深教學(xué)內(nèi)容的理解，做到條理清晰，突出重點(diǎn)。

1、知識(shí)傳授

采用與案例緊密聯(lián)系的方法，結(jié)合具體的實(shí)際案例，通過(guò)課堂講授和討論等形式傳授相關(guān)地理信息系統(tǒng)理論知識(shí)，很大程度上降低學(xué)生接受知識(shí)的難度。

2、能力培養(yǎng)

應(yīng)用啟發(fā)式教學(xué)、開(kāi)展課堂討論等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生積極思考問(wèn)題、分析問(wèn)題，提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的意識(shí)，并通過(guò)加強(qiáng)課后GIS案例分析練習(xí)，加強(qiáng)學(xué)生依據(jù)相關(guān)GIS技術(shù)、方法解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

3、素質(zhì)提升

結(jié)合對(duì)各種GIS應(yīng)用實(shí)例的系統(tǒng)講解，在教學(xué)中潛移默化地提升GIS解決問(wèn)題的能力和職業(yè)道德，使學(xué)生在建立GIS相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上培養(yǎng)專業(yè)品德，使學(xué)生尊重和重視測(cè)繪地理信息產(chǎn)業(yè)有關(guān)的方針、政策，具備較高的測(cè)繪工程管理素質(zhì)。

使用教材

《地理信息系統(tǒng)教程》，

胡鵬等著，武漢大學(xué)出版社，2002年2月。

教學(xué)參考：

1、參考書目

《地理信息系統(tǒng)》，

湯國(guó)安等編著，

科學(xué)出版社。

牟乃夏，劉文寶，王海銀，戴洪磊，ArcGIS

10

地理信息系統(tǒng)教程—從初學(xué)到精通。測(cè)繪出版社，2012年。

王法輝著，姜世國(guó)，滕駿華譯，基于GIS的數(shù)量方法與應(yīng)用。商務(wù)印書館，2009年

李芝喜，孫保平，林業(yè)GIS。中國(guó)林業(yè)出版社，2000。

武舫，GIS在政府行業(yè)管理中的應(yīng)用。黃河水利出版社出版時(shí)間，2011年。

2、網(wǎng)絡(luò)資源

/（國(guó)家測(cè)繪地理信息局網(wǎng)站）。

/zh-cn/arcgisdesktop/10.0/help/index.html（ArcGIS

幫助）。

/

考核方式：

本課程為考查課，注重學(xué)習(xí)過(guò)程考核，采用百分制評(píng)定成績(jī)，采用卷面考試進(jìn)行考察。成績(jī)按平時(shí)成績(jī)40%，期末考試成績(jī)60%，綜合評(píng)定方法如下：

1、平時(shí)成績(jī)：40分

（1）考勤：10分；

滿勤10分，缺勤一次扣2分，遲到1次1分，累計(jì)扣分6分取消考試資格。

（2）作業(yè)、測(cè)驗(yàn)：20分；

通過(guò)作業(yè)、測(cè)驗(yàn)等方式，考察學(xué)生的知識(shí)掌握程度，促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)思考。

課堂互動(dòng)交流表現(xiàn)：10分

課堂互動(dòng)教學(xué)中，根據(jù)學(xué)生的參與積極性、回答準(zhǔn)確性、思維獨(dú)創(chuàng)性等方面，綜合評(píng)價(jià)學(xué)生課堂表現(xiàn)。

2、期末考試：60分

本課程考試按照考試大綱進(jìn)行命題，考試采取“閉卷”方式，各部分試題分布如下表所示：

課程目標(biāo)

筆試相關(guān)試題分比例

平時(shí)作業(yè)相關(guān)內(nèi)容分?jǐn)?shù)比例

課程學(xué)分達(dá)成度評(píng)價(jià)方法

課程目標(biāo)1

30

30

分目標(biāo)達(dá)成度={0.6*（分目標(biāo)試題平均分/分目標(biāo)試題總分）+0.4*（分目標(biāo)平時(shí)成績(jī)）/分目標(biāo)平時(shí)成績(jī)總分}

課程目標(biāo)2

40

40

課程目標(biāo)3

30

30

課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)

課程目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)包括兩個(gè)部分：對(duì)整個(gè)班級(jí)進(jìn)行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度評(píng)價(jià)，對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行分目標(biāo)和總目標(biāo)達(dá)成度進(jìn)行評(píng)價(jià)，具體計(jì)算方法如下：

1、對(duì)整個(gè)班級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)

課程分目標(biāo)達(dá)成度=（分目標(biāo)試卷平均得分*試卷成績(jī)占比+平時(shí)成績(jī)平均分*平時(shí)成績(jī)占比）/100。

課程總目標(biāo)達(dá)成度=該課程學(xué)生總評(píng)成績(jī)平均值/100。

2、對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)

單個(gè)學(xué)生分目標(biāo)達(dá)成度=(該學(xué)生的分目標(biāo)得分*試卷成績(jī)占比+該學(xué)生的平時(shí)成績(jī)得分*平時(shí)成績(jī)占比)/100。

單個(gè)學(xué)生課程總目標(biāo)達(dá)成度=該學(xué)生總評(píng)成績(jī)/100。

3、成績(jī)?cè)u(píng)定標(biāo)準(zhǔn)

考核

內(nèi)容

基本要求

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

成績(jī)

比例

≥90分

80-89分

70-79分

60-69分

＜60分

出勤率與課堂互動(dòng)效果

按時(shí)上課，課堂互動(dòng)表現(xiàn)積極

無(wú)遲到曠課或問(wèn)答與討論正確

無(wú)遲到與曠課或問(wèn)答與討論有1次不完全正確

遲到與曠課1次或問(wèn)答與討論有1次不正確

遲到與曠課2次或問(wèn)答與討論2次不正確

遲到曠課達(dá)3次及以上或問(wèn)答與討論3次不正確

10%

作業(yè)

主要為課程中較抽象、重點(diǎn)難點(diǎn)、或以后常用知識(shí)，通過(guò)作業(yè)復(fù)習(xí)與理解牢固掌握相關(guān)知識(shí)內(nèi)容，丟小題按未交作業(yè)處理

答題態(tài)度好，答題正確，圖表撰寫規(guī)范，有自己觀點(diǎn)陳述，都能及時(shí)交作業(yè)

答題態(tài)度好，答題有1次不完善，圖表撰寫有1次不規(guī)范，有自己觀點(diǎn)陳述，能及時(shí)交作業(yè)

答題態(tài)度較好，答題有1次不正確，圖表撰寫有2次不規(guī)范，有自己觀點(diǎn)陳述，有1次不交作業(yè)

答題態(tài)度一般，答題有2次不正確，圖表撰寫有3次不規(guī)范，自己觀點(diǎn)陳述不清，有1次不交作業(yè)

答題態(tài)度差，答題有3次及以上不正確，圖表撰寫有3次不規(guī)范，沒(méi)有自己觀點(diǎn)陳述，有2次及以上不交作業(yè)

10%

課堂測(cè)驗(yàn)

能夠牢固掌握課程的基礎(chǔ)知識(shí)

卷面成績(jī)90分以上

卷面成績(jī)80-89分

卷面成績(jī)70-79分

卷面成績(jī)60-69分

卷面成績(jī)60分以下

10%

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

掌握ArcGIS軟件空間數(shù)據(jù)的采集、處理、查詢和分析，完成相關(guān)實(shí)驗(yàn)，完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

通過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)完全掌握了實(shí)驗(yàn)的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求完成實(shí)習(xí)任務(wù)，全部滿足規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟記錄詳實(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告版式正確，圖表文格式規(guī)范

通過(guò)認(rèn)真學(xué)習(xí)完全掌握了實(shí)驗(yàn)的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求完成實(shí)習(xí)任務(wù)，大部分滿足規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟記錄詳實(shí)，實(shí)驗(yàn)報(bào)告版式正確，圖表文格式較規(guī)范

通過(guò)學(xué)習(xí)基本掌握了實(shí)驗(yàn)的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求基本完成實(shí)習(xí)任務(wù)，部分滿足規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟記錄完整，實(shí)驗(yàn)報(bào)告版式基本正確，圖表文格式基本規(guī)范

通過(guò)學(xué)習(xí)基本掌握了實(shí)驗(yàn)的所有要求，能夠按指導(dǎo)書要求基本完成實(shí)習(xí)任務(wù)，只有部分滿足規(guī)范要求，實(shí)驗(yàn)過(guò)程步驟記錄基本完整，實(shí)驗(yàn)報(bào)告