“地理信息系统”教学及实习大纲.doc

PAGE PAGE 1 “地理信息系统”教学及实习大纲 课程目的和要求 目的：了解地理信息系统（GIS）的基本原理和方法，初步掌握GIS软件的基本技能和应用。 要求：通过课程的学习，使学生掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的采集、处理与组织、GIS空间分析的原理方法、GIS设计的技术方法等内容，并掌握常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。 课程简介 “地理信息系统”是一门综合性较强的课程，知识点多，具有学科与技术的统一性、发展与内容更新的快速性、多学科集成（地理学、地图学、测绘学、遥感科学、计算机科学、数据库、信息科学等）、渗透性较强、空间抽象性强、研究对象的空间尺度变化大，应用范围广等特点。目前，地理信息技术已经应用在农业、环境保护、气象、国土资源管理等领域，成为这些领域现代化管理、决策不可缺少的工具。作为一门新型的高新技术，地理信息系统正引起我国科技界，特别是地理学界的广泛重视，是地理学发展的一个重要方向。地理信息系统伴随着计算机技术和空间技术的发展，已成为数字化和信息化多源空间信息的载体，目前成为新的产业革命的重要组成部分。 教学内容、要点与课时安排 概论（6学时） 当今信息技术突飞猛进，信息产业空前发展，信息资源爆炸式扩张。多尺度、多类型、多时态的地理信息是人类研究和解决土地、环境、人口、灾害、规划、建设等重大问题时所必须的重要信息资源。系统论、信息论、控制论的形成，计算机技术、通信技术、遥感技术等空间技术、自动化技术的应用，为信息资源的科学管理展示了广阔的前景。地理信息系统顺时而生，它是集计算机科学、信息科学、现代地理学、测绘学、遥感、环境科学、城市科学、空间信息科学等为一体的新兴边缘学科。地理信息系统的迅速发展不仅为地理信息现代化管理提供了契机，而且有利于其他高新技术产业的发展。通过本章的学习，要求学生掌握GIS的基本概念、功能、组成，了解GIS的类型、应用范畴及发展历程。 1.1 GIS基本概念 1.1.1 信息与地理信息 1.1.2 信息系统 1.1.3 地理信息系统 1.1.4 地理信息系统外延 1.2 GIS功能 1.2.1 基本功能需求 1.2.2 GIS的基本功能 1.3 GIS组成 1.3.1 硬件系统 1.3.2 软件系统 1.3.3 网络 1.3.4 空间数据 1.3.5 人员 1.4 GIS类型 1.4.1 按GIS功能 1.4.2 按数据结构 1.4.3 按数据维数 1.4.4 按软件开发模式和支撑环境 1.5 GIS与其他学科的关系 1.5.1 与相关学科关系 1.5.2 与其他信息系统区别与联系 1.6 GIS应用范畴 1.7 地理信息系统发展历程 第2章 地理空间数学基础（3学时） 地理空间的数学基础是GIS空间位置数据定位、量算、转换和参与空间分析的基准。所有空间数据必须纳入到相同空间参考基准下才可以进行空间分析。地理空间的数学基础主要包括地球空间参考、空间数据投影及坐标转换、空间尺度及地理格网。地球空间参考解决地球的空间定位与数学描述问题，空间数据投影及坐标转换主要解决如何把地球曲面信息展布到二维平面，空间尺度规定在多大的详尽程度研究空间信息，地理格网在于建立组织空间信息空间区域框架方法，实现空间数据的科学有效的管理。通过本章的学习，要求掌握地理空间数学基础的相关内容及利用软件实现投影转换的基本技能。 2.1 地球空间参考 2.1.1 地球形状与地球椭球 2.1.2 坐标系统 2.1.3 高程基准 2.2 空间数据投影 2.2.1 地图投影的基本问题 2.2.2 地图投影的分类 2.2.3 常用地图投影概述 2.2.4 地图投影的选择 2.3 空间坐标转换 2.3.1 空间坐标转换基本概念 2.3.2 空间直角坐标的转换 2.3.3 投影解析转换 2.3.4 数值拟合转换 2.4 空间尺度 2.4.1 观测尺度 2.4.2 比例尺 2.4.3 分辨率 2.4.4 操作尺度 2.5 地理格网 2.5.1 地理格网标准 2.5.2 区域划分标准 2.5.3 国家基本比例尺地形图标准 第3章 空间数据模型（6学时） 为了能够利用地理信息系统工具解决现实世界中的问题，首先必需将复杂的地理事物和现象简化和抽象到计算机中进行表示、处理和分析。本章从空间认知的角度讲述了对现实世界进行抽象建模的过程，其结果就是空间数据模型。空间数据模型可以归纳为空间概念模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个层次。空间概念数据模型包括：场模型，用于描述空间中连续分布的现象；对象模型，用于描述各种空间地物；网络模型，可以模拟现实世界中的各种网络。常用的空间逻辑数据模型有矢量数据模型、栅格数据模型和面向对象模型等。通过本章的学习，掌握空