课程编号：08445
课程英文名称:Geographical Information System
学时数：34+34 学分数：2+2
适用层次和专业：地理科学本科
一、课程的性质和目的
本课程是地理科学专业的一门专业必修课程，旨在使学生通过本课程的学习，系统地了解地理信息系统领域的各种概念，掌握地理信息系统的基本理论和技术方法，了解反映当代地理信息系统学术水平的新理论和新技术，并熟练掌握1种GIS常用软件的基本操作，为学生进一步学习奠定基础。
二、课程教学内容及各章节学时分配
理论部分：
第一章 绪论（2学时）
第一节 GIS基本概念、GIS功能、GIS组成、GIS类型
主要知识点：：地理信息系统的基本概念，GIS系统的基本构成和功能，
第二节GIS与其他学科的关系、GIS应用范畴、地理信息系统发展历程
主要知识点：GIS的应用及发展态势。
第二章 地理空间数学基础 （1学时）
第一节 地球空间参考、空间数据投影、空间坐标转换
主要知识点：地球空间参考、空间数据投影及坐标转换、
第二节 空间尺度、 地理格网
主要知识点：空间尺度及地理格网等地理空间数学基础。
第三章 空间数据模型（3学时）
第一节 地理空间与空间抽象、空间数据概念模型
主要知识点：空间数据建模方法、空间数据概念模型类型
第二节 空间数据与空间关系
主要知识点：空间数据拓扑关系的概念
第三节 空间数据逻辑模型
主要知识点：常用的空间数据逻辑模型及其特征
第四章 空间数据结构（4学时）
第一节 矢量数据结构
主要知识点：地理空间的概念和空间实体的表达方法，矢量数据结构类型和编码方案。
第二节 栅格数据结构
主要知识点：栅格数据结构编码方案。
第三节 矢栅一体化数据结构、镶嵌数据结构、三维数据结构
主要知识点：矢栅一体化数据结构、镶嵌数据结构和三维数据结构相关知识
第五章 空间数据组织与管理（4学时）
第一节 空间数据库概述
主要知识点：空间数据库的概念
第二节 空间数据管理、空间数据组织
主要知识点：空间数据和属性数据管理和组织方法
第三节 空间索引、空间数据库查询语言
主要知识点：常用空间索引思想和特点。
第六章 空间数据采集与处理（4学时）
第一节 数据采集、编辑
主要知识点：空间数据采集和编辑方法
第二节 数学基础变换、数据重构、图形拼接、拓扑生成、数据压缩
主要知识点：空间数据处理内容
第三节 数据质量评价与控制、数据入库
主要知识点：空间数据质量评价与控制方法，掌握空间数据入库流程
第七章 空间数据查询与空间度量（2学时）
第一节 空间数据查询
主要知识点：属性查询、图形查询、空间关系查询
第二节 空间度量
主要知识点：距离量算与方位量算、线状物体的量算和面状物体的量算等空间度量的基本内容和实现方法。
第八章 GIS基本空间分析（4学时）
第一节 叠置分析
主要知识点：叠加分析类型、概念、原理、方法及其在解决具体问题中的实例应用。
第二节 缓冲区分析
主要知识点：缓冲区分析类型、概念、原理、方法及其在解决具体问题中的实例应用。
第三节 窗口分析、网络分析
主要知识点：窗口分析和网络分析的概念、原理、方法及其在解决具体问题中的实例应用。
第九章 DEM与数字地形分析（4学时）
第一节 基本概念
主要知识点：数字高程模型的概念
第二节DEM建立
主要知识点：数字高程模型的建立方法
第三节 数字地形分析
主要知识点：基于DEM地形因子的提取原理和方法以及在水文分析中的实例应用。
第十章 空间统计分析（2学时）
第一节 空间统计分析概述
主要知识点：空间统计分析相关概念
第二节 传统的统计分析
主要知识点：基本统计量、探索性数据分析、分级统计分析
第三节 空间插值、空间回归分析
主要知识点：空间插值和空间回归分析的原理方法以及实例分析。
第十一章 地理信息可视化（2学时）
第一节 空间信息输出方式与类型
主要知识点：空间信息输出方式和常见类型
第二节 可视化的一般原则、可视化表现形式
主要知识点：空间信息可视化的一般原则和表现形式。
第十二章 地理信息的传输（1学时）
第一节 计算机网络通信协议
主要知识点：计算机网络通信协议、无线网络协议等。
第二节 网络地理信息系统、地理信息的网络服务
主要知识点：网络地理信息系统发展历程，熟悉地理信息的网络服务模式和服务内容。
实验部分：
实验一 认识熟悉ArcGIS（ArcInfo）软件
主要内容：查阅学习ArcGIS软件的相关知识，深入了解ArcInfo软件的各个组件（ArcMap，ArcCatalog,ArcToolbox）的基本功能和简单操作。
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
实验二 安装ArcGIS（ArcInfo）软件
主要内容：熟悉ArcGIS（ArcInfo）软件的体系结构，并能够熟练安装ArcGIS（ArcInfo）软件平台。
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
实验三 地图扫描矢量化
主要内容：理解栅格数据结构和矢量数据结构，并能够熟练进行地图扫描数字化（包括选取控制点，配准，跟踪数字化等）。
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
实验四 空间数据（矢量）的属性表操作
主要内容：熟练矢量数据的属性表操作过程（包括属性录入和修改等）。
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
实验五 空间数据（矢量）编辑操作
主要内容：熟练掌握空间数据（矢量）的相关编辑操作（地图投影转换，格式转换等）
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
实验六 专题地图编制输出
主要内容：掌握专题地图编制输出的基本操作过程（包括地图符号化，版面设计、题图标注、地图整饰、地图输出等）。
教学要求：根据实验内容和实验指导书认真完成实验过程操作，并认真撰写实验报告。
三、课程教学基本要求（黑体，小四号字）
要求学生预先修完地质学、地貌学、地图学等课程，本课程注重地理信息系统相关理论和技术方面的培养。通过本课程学习，应使学生达到如下的基本要求：
1.使学生了解地理信息系统的基本概念、基本理论、基本技术和应用方法。
2.使学生掌握地理信息系统基础软件的基本功能的应用方法和基本操作。
3.使学生初步掌握地理信息系统的建立方法、步骤和产品输出形式。
四、本课程与其他有关课程的联系
本课程是地理信息系统方向的基础课，是许多后续课程的基础。随着对教学内容的改革，本课程的一些内容可以与地图学、遥感等课程的某些部分结合起来讲授，如像片纠正、地图投影和坐标转换等。
五、教学方法与手段
教学方法：讲授法、讨论法、启发法、演示法。
教学手段：多媒体教学与传统教学相结合。
六、学时分配表
理论部分：
章 |
学 时 分 配 |
合计 |
讲课 |
习题课 |
实验课 |
上机课 |
讨论课 |
其他 |
1 |
2 |
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2 |
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4 |
2 |
1 |
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2 |
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3 |
3 |
3 |
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4 |
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7 |
4 |
4 |
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4 |
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8 |
5 |
4 |
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4 |
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8 |
6 |
4 |
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4 |
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8 |
7 |
3 |
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2 |
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5 |
8 |
4 |
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4 |
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8 |
9 |
4 |
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4 |
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8 |
10 |
2 |
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2 |
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4 |
11 |
2 |
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2 |
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4 |
12 |
1 |
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1 |
实验部分：
项 目 |
实验性质 |
学 时 |
实验一 |
验证实验 |
4 |
实验二 |
验证实验 |
6 |
实验三 |
验证实验 |
6 |
实验四 |
验证实验 |
8 |
实验五 |
验证实验 |
8 |
实验六 |
设计实验 |
2 |
七、成绩考核方式
1、平时成绩考核办法： 包括出勤、课堂提问、课堂讨论、课程论文等。
2、实验成绩考核办法： 包括实验报告，实验操作过程，实验结果等
3、期末考试考核办法：以闭卷或开卷形式考试，主要是对基本概念、基本理论以及综合分析能力的考核。
4、课程综合成绩评定：由平时成绩和试卷成绩两部分组成，其中平时成绩占30%，试卷成绩占70%。
八、推荐教材与学习资源
1.推荐教材：
汤国安.地理信息系统教程.北京：科学出版社.2007.
2.主要学习资源：
张超等.地理信息系统》.北京：高等教育出版社.1995.
龚健雅.地理信息系统原理，武汉：武汉测绘科技大学出版社.2001.
陈述彭，鲁学军，周成虎.地理信息系统导论.北京：科学出版社.2000.
邬伦等.地理信息系统－原理、方法和应用.北京：科学出版社.2001.
大纲修订人：李长坡
大纲审定人：袁胜元
制订日期：2014.10