《地理信息系統2》教學大綱

一、基本信息課程名稱地理信息系統課程編號ARGE4111英文名稱IntroductiontoGeographicalInformation

Systems課程類型本專業推薦選修課總學時36其中：理論學時36實驗學時0實踐學時0學分2預修課程《信息技術基礎》適用對象農業資源與環境、生態學、環境科學專業課程簡介（200字左右）地理信息系統（GIS）既是一門學科，也是一項技術。GIS應用廣泛，是農業資源與環境、生態、環境科學相關專業人才的必備技能。該課程從GIS基本理論入手，結合農業資源環境空間分析的案例進行實踐分析。課程內容主要包括：GIS基本概念、原理；地理空間數據與屬性數據的概念、獲取及管理；如何進行與地學、資源與環境科學等學科專業有關的空間分析等內容。通過本課程的學習能使學生學習與掌握GIS的基本理論和應用技術，為以后在GIS的研究、軟件開發、GIS在農業資源與環境、生態及環境科學中的應用等方面開展工作打下良好基礎。二、教學目標及任務地理信息系統是面向農業資源與環境、環境科學、生物科學、生物技術等專業本科生的科類方向選修課。通過本課程的學習，使學生系統學習與掌握地理信息系統的概念、組成、類型、功能和數據采集、存儲、處理、更新、查詢檢索、綜合分析和應用、成果輸出等基本知識、基本理論和基本方法，培養學生具備利用地理信息系統技術對資源、環境、生態等信息進行綜合處理與分析的基本技能。三、學時分配教學課時分配章節章節內容講課實驗實踐合計第一章緒論2

第二章地理信息系統的數據及其表示6

第三章地理信息系統的數據輸入4

第四章數據轉換4

第五章空間查詢與空間分析8

第六章地理信息系統的應用模型4

第七章GIS輸出4

第八章GIS

發展熱點4

合計36

四、教學內容及教學要求第1章緒論第一節

GIS基本概念1.

信息與數據2.地理信息與地學信息3.信息系統與地理信息系統習題要點：掌握GIS的定義及其涉及到的基本概念。第二節

GIS相關學科1.GIS與地理學2.GIS與地圖學3.GIS與計算機科學4.GIS與遙感5.GIS學科“樹”習題要點：理解GIS與相關學科的關系。第三節

GIS功能與應用領域1.GIS基本功能2.GIS主要應用領域3.

無處不在的GIS習題要點：掌握GIS的基本功能，了解其應用功能及在本專業的應用情況。第四節

GIS構成1.

硬件2.GIS軟件配置3.

數據4.GIS人員習題要點：掌握GIS的基本構成及其相互間的關系。第五節

GIS發展歷史與趨勢1.

國際GIS的發展狀況2.

我國GIS發展3.GIS發展趨勢習題要點：了解GIS發展趨勢本章重點、難點：重點：信息、數據、地理數據、地理信息、信息系統的概念，地理信息系統的主要功能，地理信息系統研究的主要內容。難點：地理信息系統的概念，地理信息系統功能的理解。本章教學要求：掌握地理信息系統的基本概念、GIS的組成與GIS的功能，理解GIS與相關學科的關系，了解GIS的發展與趨勢。第2章

地理信息系統的數據及其表示第一節

地理空間及其表達1.

地理空間的概念2.

地理信息系統中的地理空間3.

地理空間實體習題要點：理解地理空間的定義、在計算機中地理空間實體的表達。第二節

數據結構1.

數據結構2.

矢量數據結構3.

柵格數據結構4.

矢量、柵格數據結構比較與選擇5.

屬性數據存儲習題要點：掌握矢量數據結構的定義及其類型、柵格數據結構的定義及其類型，掌握矢量與柵格數據結構的比較。第三節

地理數據的編碼方法1.

編碼的概念和意義2.

柵格結構編碼方法3.

矢量結構編碼方法4.

屬性數據編碼方法習題要點：理解柵格數據結構的編碼方法（柵格矩陣結構、游程編碼結構、四叉樹結構）、矢量數據結構編碼方法（簡單數據結構、拓撲數據結構）。本章重點、難點：重點：地理空間及其表達，空間數據結構，柵格數據結構及編碼方法，矢量數據結構及編碼方法。難點：柵格數據結構及編碼方法，矢量數據結構及編碼方法。本章教學要求：理解地理空間及其表達，掌握地理空間數據及其特征、空間數據結構的類型。理解空間數據結構編碼的方法。第3章地理信息系統的數據輸入第一節

數據預處理和分類編碼1.

數據預處理2.

數據的分類編碼習題要點：GIS數據預處理方法，數據分類編碼意義和方法。第二節

空間數據和屬性數據輸入及其相互連接1.

地圖的手扶數字化儀輸入2.

掃描儀輸入3.

其他空間數據的輸入4.

屬性數據的輸入及與空間數據連接習題要點：空間數據輸入方法，屬性數據與空間數據連接方法。第三節

數據質量的檢查、修改與控制1.

數據質量的問題分析2.

檢查與修改3.

數據質量控制技術習題要點：數據質量問題分析，數據檢查、修改與質量控制。本章重點、難點：數據分類編碼意義與方法、空間數據掃描輸入方法、數據質量檢查、修改及質量控制。本章教學要求：掌握數據分類編碼意義與方法、空間數據掃描輸入方法、數據質量檢查、修改及質量控制。第4章

數據轉換第一節空間數據坐標變換1.

幾何糾正2.

投影變換習題要點：理解空間數據的幾何糾正、投影轉換的定義及其意義。第二節空間數據模型轉換1.

矢量數據向柵格數據的轉換2.

柵格到矢量的轉化習題要點：柵格結構與矢量結構相互轉換方法本章重點、難點：柵格結構與矢量結構的相互轉換算法本章教學要求：理解幾何糾正（仿射變換）、投影轉換（正解變換、反解變換、數值變換），理解空間數據模型的轉換。第5章空間查詢與空間分析第一節空間查詢1.

空間查詢的方式2.

空間數據查詢種類習題要點：掌握空間數據查詢方法。第二節統計分析1.

統計圖表分析2.

屬性數據的集中特征數3.

屬性數據的離散特征數習題要點：理解GIS的統計分析。第三節

DEM分析1.DEM

概述2.DEM建立3.DEM應用習題要點：掌握數字地面模型定義、表示方法，DEM建立方法，了解DEM應用。第四節疊置分析1.

疊置分析的概念和意義2.

基于矢量數據的疊置分析3.

基于柵格數據的疊置分析習題要點：掌握空間疊置分析的定義、分類。第五節緩沖區分析1.

緩沖區分析及其作用2.

基于矢量數據的緩沖區的建立3.

基于柵格的緩沖區建立習題要點：掌握緩沖區分析的定義、分析過程。第六節網絡分析1.

網絡分析的概念2.

網絡的組成3.

網絡分析習題要點：掌握空間網絡分析的定義，了解空間網絡的類型和構成，分析方法。本章重點、難點：重點：空間查詢方法、DEM建立方法、疊置分析方法、緩沖區分析方法。難點：DEM建立、疊置分析與緩沖區分析方法、網絡分析等。本章教學要求：掌握空間查詢、統計方法、數字地面模型、空間疊置分析、緩沖區分析、網絡分析的定義，分析方法，了解各種空間分析的應用。第6章地理信息系統的應用模型第一節

GIS應用模型概述1.GIS應用模型的分類2.GIS應用模型的構建習題要點：GIS應用模型分類與模型構建方法。第二節

適宜性分析模型1.

模型介紹2.

應用實例習題要點：適宜性分析模型概念、構建與應用。第三節

發展預測模型1.

模型介紹2.

應用實例習題要點：發展預測模型概念、構建與應用。第四節

位址選擇模型1.

模型介紹2.

建模步驟習題要點：位址選擇模型概念、構建與應用。第五節

交通規劃模型（略）第六節

地學模擬模型1.

模型介紹2.

土壤侵蝕模型介紹習題要點：地學模擬模型概念，土壤侵蝕模型構建。第七節

專家系統概述1.

專家系統概念2.

專家系統構成3.

專家系統工作一般原理習題要點：專家系統概念、構成、工作原理。本章重點、難點：GIS應用模型概念、適宜性分析模型、發展預測模型、地學模擬模型。本章教學要求：掌握GIS

應用模型概念，掌握適宜性分析模型、發展預測模型、位址選擇模型、地學模擬模型的概念及構建方法，了解專家系統概念、構成、工作原理。第7章

GIS輸出第一節

GIS輸出概述1.GIS產品的輸出形式2.GIS輸出設備習題要點：掌握常用的空間信息輸出形式與設備。第二節GIS與地圖制圖1.

地圖的定義及其基本特征2.

地圖的構成要素3.

地圖的分類4.

地圖的簡要制作過程習題要點：掌握地理信息系統輸出產品類型：地圖、圖像、統計圖表、數字地圖。本章重點、難點：掌握常用的空間信息輸出形式與設備。本章教學要求：掌握空間信息輸出形式與設備，掌握地理信息系統輸出產品類型，了解計算機地圖制圖與GIS。第8章

GIS

發展熱點第一節

3S

集成1.3S集成概念2.3S

相互作用習題要點：掌握3S集成的概念，理解3S相互作用。第二節

GIS

與

RS

結合1.GIS與遙感結合的必要性2.GIS與遙感結合的途徑3.

案例分析習題要點：RS和GIS結合的意義和途徑。第三節

GIS

與

GPS

結合1.GIS與GPS集成的系統結構模型2.GIS與GPS結合的形式3.

案例分析習題要點：GIS和GPS集成的形式。第四節

WebGIS1.分布式GIS2.Web技術3.WebGIS與一般GIS相比特點4.WebGIS實現技術習題要點：了解WEBGIS的定義、WEBGIS實現技術、應用前景。本章重點、難點：3S集成的概念、意義、途徑，WebGIS定義與實現技術。本章教學要求：掌握3S集成的概念、意義、途徑，了解WebGIS及其實現技術。

五、考核方式及要求采用期末考試與平時成績相結合的方式考察學生本課程教學內容理解掌握的程度，其中期末考試占總成績70％，作業、出勤總和占總成績30％。

六、推薦教材及教學參考書教材：《農業資源信息系統》（第二版），王人潮主編，中國農業出版社，2009年，標準書號：ISBN9787109138469。《地理信息系統》（第三版），黃杏元、馬勁松、湯勤等編著，高等教育出版社，2008年，標準書號：ISBN9787040228779。參考書：《地理信息系統》（第2版），湯國安等編著，科學出版社，2010年，標準書號：ISBN9787030278180。《地理信息系統導論》，陳述彭，魯學軍，周成虎編著，科學出版社，2000年，標準書號：ISBN7-03-006991-9。《