《地理信息系统教程》教学大纲
课程英文名称：The Course of Geographic Information System
课程编号：
课程类型：专业基础
课程性质：必修
课程学分数：（不同学分、不同教学大纲） 3
本课程的前导课程：计算机图形学，数据库技术，地图学等相关课程
一、教学目的和要求
要求通过本课程的学习，能够掌握地理信息系统的基本理论和技术方法，了解它的主要应用领域和发展方向，为从事地理信息系统的应用、开展和研究奠定理论与技术基础。
二、课程内容与学时分配
第一章（名称） GIS绪论
第一节（名称）GIS概念
内容 GIS各种定义，分析GIS与其他信息系统的不同及关系。
重点讲授 GIS本质概念和特点。
第二节（名称）GIS构成
内容从GIS的系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员四方面介绍GIS 的构成。
重点讲授空间数据和GIS应用模型。
第三节（名称）GIS的功能与应用
内容 GIS基本功能和应用功能
重点讲授 GIS基本功能
第四节（名称）GIS发展动态
内容 GIS发展简史和当代GIS发展动态
重点讲授 GIS近代发展特点
第二章（名称）GIS空间数据结构和数据模型
第一节（名称）空间数据结构概述
内容空间实体及其描述
重点讲授地理实体的特征和描述地理实体数据的类型。
第二节（名称），矢量数据结构和栅格数据结构
内容各种矢量数据结构和栅格数据结构
重点讲授拓扑矢量数据结构和四叉树栅格编码方式。
第三节（名称）矢栅比较和矢栅一体化数据结构
内容矢量、栅格数据结构的各自优缺点和相互转换的方法，矢栅一体化数据结构的概念和组织数据的方法
重点讲授矢栅数据结构的不同，相互转换方法，用矢栅一体化的概念组织数据的思想。
第四节（名称）三维数据模型
内容常见的几种三维数据结构
重点讲授三维边界法和八叉树结构。
第五节（名称）数据模型概述
内容数据库概念，层次、网状、关系及对象数据模型和时空数据模型
重点讲授数据模型含义及相关概念，对象数据模型组织数据的方法及相关概念。
第六节（名称）GIS数据模型
内容 GIS统一组织空间数据和属性数据的几种方法
重点讲授分析传统数据模型存在的问题关系，目前GIS解决该问题的方法。
第七节（名称）GIS数据库的设计
内容数据的管理模式，空间数据库的设计、建立和维护
重点讲授空间数据库的设计、建立和维护。
第三章（名称）GIS数据采集和质量控制
第一节（名称）绪论
内容 GIS数据源，空间数据采集的任务，研究数据质量的意义。
重点讲授GIS数据源
第二节（名称）GIS地理基础
内容空间数据的地理参照系和控制基础
重点讲授空间数据的地理参照系和地图投影
第三节（名称）地理实体分类与数据编码
内容地理实体的几种分类方法和编码方法
重点讲授属性数据的分类分级方法
第四节（名称）空间数据采集
内容几何数据和属性数据的采集方法，和几种常用空间数据检核方法。
重点讲授地图跟踪数字化和扫描数字化方法，常见的空间数据输入误差和检核方法。
第五节（名称）空间数据质量
内容 GIS数据质量内容和类型，研究数据质量的方法和数据质量的评价方法重点讲授 GIS数据质量内容和类型和常用数据质量的评价方法。
第六节（名称）空间数据标准
内容空间数据标准的内容和空间元数据
重点讲授空间数据交换标准，元数据作用和内容。
第四章（名称）空间数据处理
第一节（名称）矢量拓扑的自动建立
内容矢量拓扑的自动建立算法
重点讲授链的组织，结点匹配和建立多边形
第二节（名称）矢量数据的图形编辑
内容矢量数据的图形编辑算法
重点讲授点、线、面的捕捉和图形编辑的数据组织
第三节（名称）空间数据坐标转换
内容几何纠正和投影变换
重点讲授几何纠正和投影变换方法
第四节（名称）空间数据的压缩处理和数据结构转换
内容空间数据的压缩目的、方法和数据结构转换内容
重点讲授矢量和栅格数据压缩方法
第五节（名称）空间数据的插值方法
内容外推、内插的概念，GIS常用的内插方法，内插生成DEM
重点讲授 DEM内插
第六节（名称）图像数据处理
内容图像增强、二值图像处理、图像的特征提取和分析
重点讲授图像增强、二值图像处理、图像的特征提取和分析的基本方法
第七节（名称）空间数据的更新处理
内容利用遥感（RS），全球定位系统GPS更新GIS数据的方法
重点讲授 3S集成和应用
第五章（名称）空间查询与空间分析
第一节（名称）空间数据查询
内容空间数据查询的含义、GIS空间查询方法和结果显示
重点讲授 GIS空间查询方法
第二节（名称）空间数据的统计分析
内容基本统计量的计算和常用的统计数据的分类分级算法
重点讲授属性数据的集中特征数和离散特征数，系统聚类法和最优分割分级法
第三节（名称）DTM分析
内容基于DEM的信息提取和可视化分析
重点讲授坡度、坡向计算和剖面分析、通视分析
第四节（名称）叠置分析
内容基于矢量数据和栅格数据的叠置分析
重点讲授矢量数据叠置的内容和位置误差，单层和多层栅格数据的叠置分析第五节（名称）缓冲区分析和泰森多边形分析
内容基于矢量数据、栅格数据的缓冲区分析和泰森多边形分析含义及建立重点讲授矢量数据的缓冲区分析和泰森多边形分析建立方法
第六节（名称）网络分析
内容网络分析内容和基本算法
重点讲授路径分析和最小费用最大流分析算法
第七节（名称）空间距离量算
内容各种距离量算
重点讲授点/点，点/线和点/面距离量算
第八节（名称）空间分析模型
内容模型概念、模型分析和GIS空间分析模型
重点讲授 GIS空间分析模型特点和常用空间分析模型
第六章空间信息可视化
第一节（名称）概述
内容空间信息基本特征，可视化概念和空间信息可视化的形式
重点讲授空间信息与可视化的关系和空间信息可视化的形式
第二节（名称）地图语言与符号库
内容地图色彩和地图符号和符号库、汉字库，色彩库
重点讲授地图符号的分类和点、线、面符号的建立
第三节（名称）空间数据的可视化
内容空间数据可视化流程
重点讲授从地理数据库中检索图形数据，预处理和符号化
第四节（名称）电子地图、动态地图和VR技术
内容电子地图、动态地图和VR技术的概念和相关技术
重点讲授电子地图系统结构和开发技术，动态地图的实现，VR的主要类型和主要功能
第七章 GIS应用
第一节（名称）3S应用
内容 GIS应用领域和3S应用实例
重点讲授 3S应用实例
第二节（名称）Web GIS
内容 Web GIS原理和特点、意义
重点讲授 Web GIS基本原理
第八章GIS开发与评价
第一节（名称）GIS开发方法
内容各种常见的软件工程开发方法
重点讲授结构化周期法
第二节（名称）GIS开发过程
内容 GIS开发过程的主要四个阶段：系统调查分析，系统设计和系统实施、系统运行和维护
重点讲授 GIS开发的各阶段内容和任务
第三节（名称）GIS评价
内容 GIS评价的目的和系统评价指标
重点讲授系统评价指标
三、教材与参考书
教材：《地理信息系统教程》，武汉大学出版社，胡鹏等著
参考书：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，边馥苓著《地理信息系统原理、方法和应用》，科学出版社，邬伦等著
（教材名称、出版社、编著者）。