教
学
过
程 |
第一节 地理信息系统的基本概念
一、信息与数据
1. 数据（Data）与信息（Information）
信息是用数字、文字、符号、语言、图形、影像、声音等来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征。
数据（data）是指某一目标定性、定量描述的原始资料，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。
两者的差别：数据是信息的表达，信息则是数据的内容；
数据是客观对象的表示，只有当数据对实体行为产生影响时才成为信息；
信息是当代社会发展的一项重要任务。
2.信息系统（Information System）
二 、地理信息与地理信息系统
1.地理信息：是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。
地理信息属于空间信息，它具有空间定位特征、多维结构特征和动态变化特征。
2.地理信息系统
地理信息系统：地理信息系统是以地理空间数据为基础，在计算机软硬件的支持下，对空间相关数据进行采集、管理、操作、模拟、分析和显示，并采用地理模型分析方法，适时提供多种空间和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。
第二节 地理信息系统的组成
一个典型的地理信息系统应包括三个基本部分：
计算机系统：硬件软件
地理数据库系统：属性数据库、图形数据库
用户：系统的使用管理和维护人员
一、 系统硬件 ：
（1）GIS主机；（2）GIS外部设备；（3）GIS网络设备
二、 系统软件：
(1)GIS专业软件；(2)数据库软件；(3)系统管理软件
三、 空间数据：
(1)混合式；2)扩展式；(3)开放式
四、应用人员
系统开发人员和GIS技术的最终用户
五、应用模型
由数学模型、经验模型和混合模型组成。 |
第三节 GIS的功能简介
一、基本功能
（1）数据采集与编辑
（2）数据存储与管理
（3）数据处理和变换
（4）空间统计与分析
（5）产品制作和显示
（6）二次开发和编程
二、应用功能
（1）资源管理
（2）区域规划
（3）国土监测
（4）辅助决策
第四节 GIS的发展透视
一、国外发展状况
20世纪60年代为GIS思想和技术方法的探索时期。
70年代是GIS的发展时期。
80年代是GIS在理论、方法和技术上取得突破与趋向成熟的阶段。
90年代以来，随着地理信息产业的建立和地球数字化产品的普及应用，GIS的发展进入用户时代。
二、国内发展状况
准备阶段、起步、发展阶段。
三、当代GIS发展态势
1.GIS已成为一门综合性技术；
2.GIS产业化的发展势头强劲；
3.GIS网络化已构成当今社会的热点；
4.地理信息科学( geoinformatics )的产生和发展。
集成化、产业化、社会化
四、基础理论
1.空间数据结构与数据管理
2.数据自动输入技术
3.GIS的微机化
4.GIS与遥感（RS）的进一步结合
5.GIS的智能化
6.GIS应用模型开发
重点难点 |
1.GIS本质概念和特征。
2.空间数据和GIS应用模型。
|
思考题 |
1.什么是地理信息系统?与地图数据库有什么异同?与地理信息的关系是什么?
2.地理信息系统由哪些部分组成?与其他信息系统的主要区别有哪些?
3.论述地理信息系统与相关学科的关系 |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第二章 地理信息系统的数据结构 |
授课时数 |
7 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.熟练掌握地理空间概念及其表达
2.准确理解空间数据的基本特征
3.了解GIS中的数据类型，掌握空间数据的基本特征
4.掌握矢量数据与栅格数据的类型、特点
5.掌握栅格数据的编码方法
6.掌握拓扑数据结构的特点
7.掌握空间数据的输入方法 |
教
学
过
程 |
第一节 地理空间及其表达
一、地理空间的概念
地理空间（geo-spatial）一般包括地理空间定位框架及其所联结的特征实体。地理空间定位框架即大地测量控制，由平面控制网和高程控制网组成。
二、空间实体的表达
1.空间实体
指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体，包括点、线、面、体。
2.空间实体描述
对空间实体的描述有5种内容：
识别码：
位置: 可用坐标描述也可用其它形式
实体特征: 也是位置信息的一种，如维数、类型及实体的组合等
行为或功能: 是指在数据采集过程中不仅要重视实体的静态描述，还要收集那些动态的变化，如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建筑的变形等
实体的衍生信息: 如一个实体有许多个名称
第二节 地理空间数据及其特征
一、GIS的空间数据
空间数据是GIS的核心，GIS中的数据来源和数据类型繁多，主要有以下几种类型：地图数据；影像数据；地形数据；属性数据； 元数据
二、空间数据的基本特征
一般一幅地理信息系统中的交通图主要会传达以下几种基本信息：定位信息、属性信息、拓扑信息。
（1）拓扑邻接。指存在于空间图形的同类元素之间的关系。如结点邻接关系V5/V6；多边形邻接关系P2/P3等。
（2）拓扑关联。指存在与空间图形的不同元素之间的拓扑关系，如L3/V4等
（3）拓扑包含。指存在于空间图形的同类，但不同级的元素之间的拓扑关系。
三、空间数据的计算机表示
|
第三节 空间数据结构的类型
一、矢量数据结构
基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。矢量数据结构是利用殴几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。
1.简单数据结构
在简单数据结构中，空间数据按照以基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织，不含有拓扑关系数据，最典型的是面条结构。
特点：
（1）数据按点、线或多边形为单元进行组织，数据编排直观，数字化操作简单；
（2）每个多边形都以闭合线段存储，多边形的公共边界被数字化两次和存储两次，造成数据冗余和不一致；
（3）点、线和多边形有各自的坐标数据，但没有拓扑数据，互相之间不关联；
（4）岛只作为一个单个图形，没有与外界多边形的联系。
2.拓扑数据结构
拓扑关系
空间实体不仅具有空间位置、形状、大小等空间特征，而且不同实体间还存在邻接、关联和包含等空间相互关系特征，由于描述空间实体的这种关系不需要考虑空间坐标和距离因素，所以，这种点、线、面之间的空间关系又称为拓扑关系。
拓扑关系包含： 指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。
拓扑数据结构类型：拓扑关联、拓扑包含
拓扑数据结构类型特点：
（1）点是相互独立的，点连成，线构成面；
（2）每条线始于起始结点（FN），止于终止结点（TN），并与左右多边形（LP和RP）相邻接；
（3）构成多边形的线又称弧段或链段，两条以上的弧段相交的点称为结点，由一条弧段组成的多边形称为岛，多边形图中，不含岛的多边形称为简单多边形，表示单连通区域，含岛的多边形称为复合多边形，表示复连通区域 ；
（4）在复连通区域 中，包含有外边界和内边界，岛区多边形看作是复连通区域 的内边界。
3.曲面数据结构类型
二、栅格数据结构
基于栅格模型的数据结构简称为栅格数据结构，指将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。
1.栅格数据的组织方法
栅格矩阵结构（直接栅格编码）在计算机中，直接栅格编码文件是以行为记录单位，按行存储地理数据的。
栅格数据结构的组织方法有：面积占优法、中心点法、长度占有法、重要性法。
2.变长编码
3.游程编码
是将原始栅格阵列中属性值相同的连续若干个栅格单元映射为一个游程，每个游程的数据结构为（A，P）整数对。其中，A代表属性值，P代表该游程最右端栅格的列号。
4.四叉树编码
基本原理：将空间区域以2k×2k（k>1）的像元阵列按照四个象限进行逐步分割（四分割过程，其中k为分辨率），直到子象限的属性值单调为止。
四叉树编码法有许多有趣的优点：
1）容易而有效地计算多边形的数量特征；
2）阵列各部分的分辨率是可变的，边界复杂部分四叉树较高即分级多，分辨率也高，而不需表示许多细节的部分则分级少，分辨率低，因而既可精确表示图形结构又可减少存贮量； |
3）栅格到四叉树及四叉树到简单栅格结构的转换比其它压缩方法容易；
4）多边形中嵌套异类小多边形的表示较方便。
三、矢量与栅格一体化数据结构
1.矢量与栅格一体化的基本概念
1.矢量与栅格一体化数据结构的设计
四、矢量与栅格数据结构的比较
|
优 点 |
缺 点 |
矢量数据结构 |
1.便于面向现象(土壤类、土地利用单元等)；
2.数据结构紧凑、冗余度低；
3.有利于网络分析；
4.图形显示质量好、精度高。 |
1.数据结构复杂；
2.软件与硬件的技术要求比较高；
3.多边形叠合等分析比较困难；
4.显示与绘图成本比较高。 |
栅格数据结构 |
1.数据结构简单；
2.空间分析和地理现象的模拟均比较容易；
3.有利于与遥感数据的匹配应用和分析；
4.输出方法快速，成本比较低廉。 |
1.图形数据量大；
2.投影转换比较困难；
3.栅格地图的图形质量相对较低；
4.现象识别的效果不如矢量方法。 |
第四节 空间数据结构的建立
一 系统功能与数据间的关系
二 空间数据的分类和编码
1 空间数据的分类
2 空间数据的编码
三 矢量数据的输入与编辑
1.原图准备
转绘到聚酯薄膜 检查完整性 图幅角点? 控制点
2.输入初始化参数。
图幅长度、宽度，阈值图名 图号 比例尺 地图投影等
3.输入数字化图幅四角点的坐标和控制点坐标。
4.输入数字化图幅的图形，形成layer。
5.检查和修改数字化错误；
6.建立拓扑关系和输入属性；
7.检查和修改拓扑错误；
8.检查和修改属性表错误。
四 栅格数据的输入与编辑 |
重点难点 |
1.栅格数据和矢量数据的区分
2.栅格数据编码
3.空间数据的基本特征 |
思考题 |
1.通过实例说明GIS空间数据的基本特征及在计算机中的表示方法。
2.简述空间数据的拓扑关系及其对GIS数据处理和空间分析有何重要意义？
3.矢量数据与栅格数据的区别是什么？它们有什么共同点？
4.与其它信息系统相比，GIS有哪些功能是比较独特的？
5.地理信息系统中的数据都包含哪些？ |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第三章 空间数据的处理 |
授课时数 |
7 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.掌握空间数据的处理方法。
2.了解空间数据的输入与编辑方法。
3.了解空间数据几何纠正的方法。
4.了解空间数据融合的方法。
5.了解空间数据压缩与内插的方法 |
教
学
过
程 |
第一节 空间数据的坐标变换
一、几何纠正
二 、投影变换
1.正解变换
2.反解变换
3.数值变换
第二节 空间数据结构的转换
一 矢量数据向栅格数据转换
1 点的转换
2 线的转换
3 面的转换
二 栅格数据向矢量数据的转换
1 二值化
2 细化
3 跟踪
第三节 多源空间数据融合
一 遥感与GIS数据融合
1.遥感图像与图形的融合
2.遥感数据与DEM的融合
3.遥感图像与地图扫描图像的融合
二、不同格式数据的融合
1.基于转换器的数据融合
2.基于数据标准的数据融合
3.基于公共接口的数据融合
4.基于直接访问的数据融合
第四节 空间数据的压缩与融合
一、空间数据的压缩
1.数据压缩的意义
2.曲线上点的压缩
3.面域栅格数据的压缩
二 空间数据的综合
|
第五节 空间数据的内插方法
一、点的内插
1.数据取样 2.数据内插 3.数据记录
二、区域的内插
1.叠置法
2.比值法
第六节 图幅数据边沿匹配处理
一、识别和检索相邻图幅的数据
二、相邻图幅边界点坐标数据的匹配
三、相同属性多边形公共界线的删除 |
重点难点 |
1空间数据几何纠正的方法。
2.空间数据内插。 |
思考题 |
1.空间数据投影变换的方法有哪些？
2.空间数据内插的方法有哪些
3.讨论在空间数据坐标变换中选择控制点数量及分布的判断标准 |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第四章 地理信息系统空间数据库 |
授课时数 |
7 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.掌握空间数据库的概念。
2.掌握GIS空间数据库的设计过程、原则与方法。
3.了解传统数据模型的类型、特点。
4.了解语义模型的概念 |
教
学
过
程 |
第一节 空间数据库概述
一、空间数据库的概念
一般数据库是数据库系统的简称。一个完整的数据库系统应该包括数据库、数据库管理系统（Database Management System,DBMS）和数据库应用系统三个组成部分。
二 、空间数据库的设计
1.空间数据的设计过程
2.空间数据库的数据模型设计
3.空间数据库设计的原则、步骤和方法
三、空间数据库的实现与维护
1.空间数据库的实现
2.相关的其他设计
空间数据库的再组织设计
故障恢复方案设计
安全性考虑
事务控制
3.空间数据库的运行与维护
第二节 空间数据库概念模型设计——传统的数据模型
一、 层次数据模型
1.层次数据结构
2.层次数据结构的数据存储
3.层次数据结构的特点
二、 网状数据模型
1.网状数据结构
2.网状数据模型的实现
3.网状数据模型数据的记录存取
4.网状数据模型的特点
三、 关系数据模型
1.关系数据模型的基本概念
2.空间数据库关系数据模型的概念设计和逻辑设计
3.关系数据模型的特点
|
四、三种传统数据模型的比较
第三节 空间数据库概念模型设计——语义数据模型和面向对象数据模型
一、传统数据模型的不足
二、语义模型
1.实体
2.联系
3.属性
三、面向对象的数据模型
1.面向对象数据模型的基本概念
2.继承及类之间的层次关系
3.功能重载和多态性
4.概括和聚集
5.空间数据库对象模型
第四节 空间数据库逻辑模型设计和物理设计
一、空间数据库逻辑设计的步骤和内容
1.初始模型形成
2.子模式设计
3.模式评价
4.优化模式
二、E-R模型向关系数据模型的转换
三、关系数据库的逻辑设计
四、空间数据库的物理设计
第五节 GIS空间时态数据库
一、空间时态数据库概述
二、时空一体化数据模型
1.时间片快照模型
2.底图叠加模型
3.时空合成模型
4.全信息对象模型 |
重点难点 |
1.GIS空间数据库的概念。
2.传统数据模型的特点。
3.空间数据的设计过程 |
思考题 |
1.空间数据库的概念及其组成部分有哪些?
2.空间数据库的设计有哪些主要的步骤和内容?
3.传统的数据库模型有哪三种，它们各自有何优缺点？ |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第五章 空间分析的原理与方法 |
授课时数 |
10 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.掌握GIS空间分析的概念及原理。
2.掌握GIS叠加分析和缓冲区分析的原理及应用。
3.掌握数字地面模型分析和网络分析的原理及应用。
4.掌握GIS空间统计分析和空间数据的集合分析 |
教
学
过
程 |
第一节 数字地面模型分析
一、地形因子的自动提取?
1.坡度计算
2.坡向分析
3.曲面面积计算
4.地表粗糙度计算
5.高呈及变异分析
6.谷脊特征分析
7.日照强度分析
二 、地表形态的自动分类
三、地学剖面的绘制和分类
第二节 空间叠合分析
一、空间叠合分析的概念
是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。
二、基于矢量数据的空间叠合分析
1.点与多边形的叠合
2.线与多边形的叠合
3.多边形与多边形的叠合
三、基于栅格数据的空间叠合分析
1.点对点的叠加运算
2.掩模叠加运算
3.相交叠加运算
第三节 空间缓冲区分析
一 空间缓冲区分析的模型 缓冲区是指分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或主体对邻近对象的辐射范围或影响度，以便为某项分析或决策提供依据。
缓冲区分析对象
主体：表示分析的主要目标，一般分为点源、线源和面源三种类型。
邻近对象：表示受主体影响的客体，例如行政界线变更时所涉及的居民区、森林遭砍伐时所影响的水土流失范围等等。
作用条件：表示主体对邻近对象施加作用的影响条件或强度
|
二、空间缓冲区分析的方法（以道路缓冲区为例）
- 计算道路的综合规模指数
- 计算道路的最大影响距离
- 实施缓冲区操作
- 注意事项
1.当缓冲区发生重叠时的处理
2.当对特征规定不同缓冲区宽度时的 处理
3.复杂图形情况下缓冲区和非缓冲区的 标示处理
4.需要对缓冲区图形和原输入图形作比较分析的处理
第四节 空间网络分析
一、网络图论的基本概念
二、空间网络的类型和构成
三、空间网络分析方法
1.最短路径分析
2.定位—配置分析
第五节 空间统计分析
一、变量筛选分析
1.主成分分析法
2.主因子分析法
3.关键变量分析法
二、变量聚类分析
将一组数据点或变量，按照其在性质上亲疏远近的程度进行分类。
1.各种距离的计算
2.聚类图
第六节 空间数据的集合分析和查询
一、空间集合分析
1.基于矢量数据
2.基于栅格数据
二、空间数据的查询
1.基于关系查询语言
2.可视化空间查询
3.基于自然语言
4.超文本查询
|
重点难点 |
1.GIS空间分析的概念。
2.叠加分析和缓冲区分析的原理和应用。
3.最短路径分析的原理。 |
思考题 |
1.试解释缓冲区分析和叠加分析的概念，并举例说明这两种空间分析方法的用途。
2.设某一实体的影响度Fi随距离ri而呈指数率变化，已知该实体的影响半径为d0，分级指标值为f0，试述对该实体进行缓冲区分析的步骤和方法（i=1，2，…，5）。
3.试说明栅格数据叠加分析的应用。 |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第六章 地理信息系统的应用模型 |
授课时数 |
5 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.掌握GIS模型的概念。
2.了解GIS模型的构建过程。
3.了解几个解决实际问题的GIS模型。 |
教
学
过
程 |
第一节 地理信息系统的应用模型
一、地理信息系统应用模型的分类
1.理论模型
2.经验模型
3.混合模型
二、地理信息系统应用模型的构建
1.GIS环境内的模型构建
2.GIS外部的模型构建
3.混合型的模型构建
第二节 适宜性分析模型
一、一般形式
二、应用实例
土地适宜性评价
1.评价对象
2.评价方法
3.评价过程
第三节 发展预测模型
一、一般形式
人口预测、资源预测、粮食产量预测、经济发展预测等
二、应用实例
人口预测
Pt=P0e(λ-u)
第四节 位址选择模型
一、数据准备阶段
二、综合影响评价阶段
三、位址选择阶段
第五节 交通规划模型
一、交通发生量预测模型
二、出行分布预测模型
三、交通量最优分配流程
第六节 地学模拟模型
应用计算机、数字模拟技术及综合分析的方法来模拟地理过程或现象。
一、确定土壤侵蚀的数值分析模型
A=0.224﹡R﹡K﹡L﹡S﹡C﹡P
二、设计土壤侵蚀数据处理流程
三、土壤侵蚀图的输出 |
重点难点 |
1.GIS应用模型的概念。
2.GIS应用模型的设计过程。 |
思考题 |
1.什么是地理信息系统的应用模型？
2.以选址模型为例说明地理信息系统应用模型的设计过程 |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课???? 题 |
第七章 地理信息系统的设计与评价 |
授课时数 |
4 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.了解GIS系统设计的模式与流程
2.了解GIS的设计过程
3.掌握GIS的标准化内容
4.掌握GIS评价的内容 |
教
学
过
程 |
第一节GIS设计概述。
一、系统设计的目的
结构化的系统设计模式
二、系统设计的模式
三、系统设计的流程
1.生命周期设计法
2.原型化设计法
第二节GIS的设计。
一、系统分析
who——谁使用该系统；
what——新系统需要具有哪些功能和条件；
why——为什么需要这些功能和条件；
where——新系统需要的资源和条件从哪里获得；
quality——系统需要具有的技术指标、性能和可靠性要求等。
二、系统设计
1.总体设计
主要内容：用户需求、系统目标、总体结构、系统配置、数据库设计、系统功能、
经费和管理
2.详细设计
主要内容：（1）子系统设计
（2）数据库设计
（3）功能模块设计
（4）用户界面设计
三、系统实施
1.系统硬件和软件的引进和调试；
2.系统数据库的建立和数据质量控制；
3.应用模块开发和建立用户应用界面；
4.应用系统联调、测试和编写系统测试报告；
5.按照计划任务书进行系统的验收及技术鉴定
四、系统运行和维护
1. 系统运行
2. 系统维护
第三节GIS的标准化。
一、地理信息系统标准化的内容
1.统一的名词术语内涵
2.统一的数据采集原则
3.统一的空间定位框架
4.统一的数据分类标准
5.统一的数据编码系统
6.统一的数据组织结构
7.统一的数据记录格式
|
|
8.统一的数据质量含义
二、地理信息系统标准化的指定
第四节GIS的评价。
一、系统效率
二、系统可靠性
三、系统可扩展性
四、系统可移植性
五、系统的效益 |
重点难点 |
1.GIS系统设计的模式与流程。
2.GIS的标准化内容。
|
思考题 |
1.试述应用型地理信息系统开发的过程和方法？
2.举例说明地理信息系统用户界面的基本类型及设计方法？
3.为什么制定地理信息系统标准化的工作日益关注？ |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
第八章 地理信息系统产品的输出与设计 |
授课时数 |
3 |
教学方法 |
课堂讲授+多媒体课件 |
教学目的 |
1.了解电子地图的概念及特点
2.了解GIS图形输出组织形式
3.了解GIS可视化与虚拟现实 |
教
学
过
程 |
第一节 地理信息系统产品的输出形式
一、常规地图
主要以线划、颜色、符号和注记等表示地形地物。
1.全要素地图
2.各类专题地图
3.遥感影像地图
4.统计图表与数据报表
二、数字地图
易数字形式记录和保存的地图
优点：
（1）存储量大、体积小、易携带
（2）可在计算机系统中实现地图的显示
（3）便于与遥感结合，可快速更新，便于复合分析。
三、数字地球
1.定义
2.核心思想
第二节 地理信息系统图形输出系统设计
一、基本理论
1.图形坐标系统
2.颜色模式与空间
3.图形数据结构与数据库
二、地形图与专题图的输出组织形式
1.透明图层与影像图层
2.专题图的符号系统
第三节 可视化与虚拟现实
一、可视化
1.三维空间图形模型
2.数字地形模型的构造
（1）网状表面构造
（2）隐藏线与隐藏面的消除 |
|
二、虚拟现实
虚拟现实技术的特征：
立体感的视觉效果；存在感；多感知性；闭环交互方式；动态显示。
1.真实感图形与纹理贴图
2.光照模型与光线跟踪
3.虚拟现实的实现方法 |
重点难点 |
1.地理信息系统图形输出系统设计
2.可视化与虚拟现实
|
思考题 |
1.地理信息系统产品有哪些表现形式？各适合在什么情况下使用？
2.比较网格法和三角网法绘制等值线图的异同点。
3.在计算机绘制透视立体图的过程中，入户进行隐藏线的处理？
4.什么是虚拟现实？它在GIS可视化中的意义及发展前景如何？ |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
课程名称 |
地理信息系统原理（黄杏元等编著） |
课 题 |
地理信息系统实习 |
授课时数 |
20 |
教学方法 |
课堂讲授 |
教学目的 |
1.培养学生的上机操作能力
2.通过实习让学生理解地理信息系统的空间分析功能
3.让学生掌握空间数据的输入流程，数据编辑方法
4.使学生掌握利用GIS软件制作地理专题图的能力 |
教
学
过
程 |
一、地图数字化
二、空间数据的编辑
三、属性数据的输入与连接
四、地图投影变换与空间数据格式转换
五、数字高程模型(DEM)的建立
六、叠加分析
七、缓冲区分析
八、土地质量评价
九、查询与统计
十、GIS产品输出 |
重点难点 |
教学难点、重点：1.空间数据的输入与编辑
2.专题图制作
3.空间分析功能的应用
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思考题 |
1.上机操作熟悉ArcView GIS文档与编辑的功能和操作步骤
2.ArcView 3.3软件的功能和应用方式有哪些? |
参考文献 |
[1]张超：《地理信息系统实习教程》，高等教育出版社，1997年
[2]陈述彭等：《地理信息系统导论》,科学出版社，1999年
[3]边馥苓：《地理信息系统原理与方法》，测绘出版社，1996年
[4]吴信才：《地理信息系统原理与方法》，电子工业出版社，2002年 |
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地理信息系统 精品课程