《環(huán)境信息系統(tǒng)》課程教學大綱

《環(huán)境信息系統(tǒng)》教學大綱課程編號：英文名稱：EnvironmentalInformationSystem學分：2學時：總學時32學時，其中理論32學時，實踐0學時先修課程：人工智能與大數(shù)據(jù)課程類別：專業(yè)拓展選修課程授課對象：環(huán)境科學專業(yè)學生教學單位：生命科學學院修讀學期：第7學期一、課程描述和目標環(huán)境信息系統(tǒng)是環(huán)境科學與工程研究不可缺少的重要研究工具，現(xiàn)已廣泛應用于環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測、環(huán)境工程、資源管理、災害防治、土地利用等領域。本課程基本涵蓋環(huán)境信息系統(tǒng)的主要理論和技術方法，把握住了環(huán)境信息系統(tǒng)的發(fā)展方向和技術前沿。該課程要求學生熟練掌握環(huán)境信息系統(tǒng)的基本理論和關鍵技術，使他們能夠利用環(huán)境信息系統(tǒng)進行環(huán)境科學研究。有利于培養(yǎng)攻于環(huán)境科學的專業(yè)型創(chuàng)新人才，為2030年建設我國成為社會主義現(xiàn)代化強國貢獻力量。課程目標1-專業(yè)知識方面：了解環(huán)境信息的基本特征、基礎、形成和發(fā)展等；了解遙感的概念和特點；了解與認識環(huán)境信息系統(tǒng)與遙感技術等的結合以及在實際生活中的運用；了解數(shù)據(jù)庫的建立與設計，認識建立環(huán)境空間信息模型的一般過程；掌握數(shù)字地球的研究內(nèi)容和支撐技術。課程目標2-專業(yè)能力方面：掌握環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取與處理方法，掌握對環(huán)境信息系統(tǒng)的空間分析以及對環(huán)境信息的輸出，并能利用環(huán)境信息系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)分析和應用。課程目標3-專業(yè)素質方面：對環(huán)境信息系統(tǒng)的評價與認識以及對其未來走勢的把握。二、課程目標對畢業(yè)要求的支撐關系畢業(yè)要求指標點課程目標權重5.1具備運用大數(shù)據(jù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫、模擬軟件等手段和方法分析解決相關環(huán)境問題的能力。課程目標1,2M5.2針對復雜環(huán)境問題，能夠選擇與使用恰當?shù)哪Ｐ?、計算機軟件等現(xiàn)代工具進行預測和模擬。課程目標2H11.1理解并掌握管理原理與經(jīng)濟決策方法，能夠運用系統(tǒng)的觀點、方法和理論，對項目涉及的各項工作進行有效地管理。課程目標3L三、教學內(nèi)容、基本要求與學時分配序號教學內(nèi)容基本要求及重、難點（含德育要求）學時教學方式對應課程目標1第1章地理信息系統(tǒng)概論了解地理信息系統(tǒng)，掌握其結構、功能、特性，發(fā)展與前景。（德育要求：通過了解研究發(fā)展史，掌握科學發(fā)展的脈絡，和該技術對國家環(huán)境治理的作用）2多媒體教學、集中講授課程目標12第2章實用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)了解空間數(shù)據(jù)的空間特征、時間特征、專題特征等基本特征，學習數(shù)據(jù)的測量尺度，數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)質量的了解及確定，空間數(shù)據(jù)類型轉換，以及地圖空間數(shù)據(jù)的可視化表達。（德育要求：了解科學數(shù)據(jù)的嚴謹性）6多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標23第3章遙感及全球定位系統(tǒng)了解遙感的概念和特點、技術構成及在環(huán)境科學中的應用；掌握數(shù)字圖像處理、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)；遙感與環(huán)境信息系統(tǒng)結合的原因、遙感與環(huán)境信息系統(tǒng)結合的方法；掌握復合處理和分析、復合應用。（德育要求：了解科學方法的復雜性，培養(yǎng)綜合運用能力）2多媒體教學、集中講授課程目標14第4章地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計了解數(shù)據(jù)庫的基本概念、組織、功能特性，重點掌握數(shù)據(jù)庫設計的內(nèi)容和方法、數(shù)據(jù)庫設計的步驟及數(shù)據(jù)庫的建立、海量空間數(shù)據(jù)組織與管理。（德育要求：了解科學數(shù)據(jù)的嚴謹性，與科學設計理念）8多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標1，2，35第5章地理信息系統(tǒng)的應用和軟件了解地理信息系統(tǒng)的主要功能，掌握空間數(shù)據(jù)獲取、管理、分析，專題地圖設計與制作的方法，了解ArcGIS等軟件的使用，了解基于不同層的開源GIS軟件。（德育要求：了解科學方法的復雜性，樹立版權意識，培養(yǎng)綜合運用能力）4多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標2，36第6章環(huán)境數(shù)據(jù)特點及信息系統(tǒng)設計了解環(huán)境數(shù)據(jù)分類、采集與處理，了解系統(tǒng)設計的目標、任務、系統(tǒng)設計的方法、內(nèi)容和步驟。（德育要求：了解科學方法的系統(tǒng)性，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力） 4多媒體教學、集中講授課程目標1，27第7章GIS在生態(tài)控制中的應用了解國家級生態(tài)示范區(qū)地理信息系統(tǒng)。掌握生態(tài)環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)開發(fā)的基礎、功能組成結構；掌握土壤資源持續(xù)利用與信息技術及其應用。（德育要求：了解科學方法的應用，培養(yǎng)工程思維）10多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標2，38第8章GIS在城市環(huán)境管理中的應用了解數(shù)字地球與數(shù)字城市、城市大氣污染控制管理系統(tǒng)、基于GIS平臺的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)和城市環(huán)境氣候圖。（德育要求：了解科學方法的應用，培養(yǎng)工程思維）3多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標2，39第9章GIS在水資源及水環(huán)境管理中的應用了解水污染控制規(guī)劃系統(tǒng)，掌握其在海灣陸源污染物總量控制中的應用；學習流域內(nèi)降雨徑流模擬系統(tǒng)以及HEC-RAS模型在河道規(guī)劃設計中的應用。（德育要求：了解科學方法的應用，培養(yǎng)工程思維）4多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標2，310第10章GIS在其他環(huán)境科學領域中的應用了解環(huán)境監(jiān)測信息系統(tǒng)，掌握GIS技術在環(huán)境污染事故應急管理中的應用，森林防火地理信息系統(tǒng)。（德育要求：了解科學方法的應用，培養(yǎng)工程思維）2多媒體教學、集中講授、實際操作指導課程目標2，311第11章地理信息系統(tǒng)的功能擴展了解GIS的數(shù)據(jù)接口、虛擬現(xiàn)實技術與地理信息系統(tǒng)、決策支持技術與地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)挖掘技術與地理信息系統(tǒng)等。（德育要求：學會對一個領域的未來進行展望和預判，培養(yǎng)思考能力）6多媒體教學、集中講授課程目標3合計51四、課程教學方法多媒體教學、集中講授、實際操作指導五、學業(yè)評價和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績構成與要求課程考核內(nèi)容主要由平時作業(yè)、課程論文、期末考核組成，均按百分制計分，其中期末考核成績占50%、平時作業(yè)成績占30%、課程論文成績占20%。2.課程目標達成考核與評價序號教學環(huán)節(jié)課程目標1（分值）課程目標2（分值）課程目標3（分值）合計1平時作業(yè)101010302課程論文5150203期末考試15251050課程目標對應分值305020100（二）考核與評價標準1.平時成績考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握到位。能夠利用理論知識識別、分析環(huán)境信息系統(tǒng)領域相關專業(yè)問題。按時完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識識別、分析環(huán)境信息系統(tǒng)領域相關專業(yè)問題。延時完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握基本到位。利用理論知識對環(huán)境信息系統(tǒng)領域相關專業(yè)問題有一定的識別、分析。不交和補交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識點理解、掌握有偏差。不能利用理論知識對環(huán)境信息系統(tǒng)領域相關專業(yè)問題進行識別、分析。2.章節(jié)測試與評價標準章節(jié)測試根據(jù)測試題目及評分標注進行打分（百分制）。3.課程論文考核與評價標準分值觀測點90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文格式規(guī)范，符合課程論文寫作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學內(nèi)容。參考文獻充分、正文引用恰當，文獻引文格式符合文獻標準；無摘錄摘抄痕跡，能恰當運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題明確，符合課程教學內(nèi)容。參考文獻充分、正文能夠較好對文獻進行引用，文獻格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文主題大部分運用自己的語言組織素材，論點正確。格式符合課程論文寫作要求；主題基本明確，較符合課程教學內(nèi)容，具較好的綜合分析論點。參考文獻有，文獻引文格式基本符合科技期刊論文文獻標準；正文有部分摘抄，論點分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內(nèi)容，論文結構不完整，論點分析不清晰，參考文獻少，正文沒有引用，格式不完全符合科技論文文獻標準。4.期末試卷考核與評價標準根據(jù)課程目標及教學內(nèi)容，設計期末考核試題，綜合檢驗學生對課程相關知識的掌握、綜合應用及解決復雜問題的能力，根據(jù)考試題目設計相應評分標準。六、教材與參考書（一）推薦教材1．《地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學中的應用》，張猛，李天，郭偉編著，清華大學出版社，2016年9月版；2．《環(huán)境遙感——地球資源視角》，JohnRJensen主編（陳曉玲等中文導讀），科學出版社，2011年9月版。（二）參考資料1．《地理空間分析——原理、技術與軟件工具（第二版）》，MichaelJ.desmith，Michael