课程教学内容：介绍GIS的基本原理与实践技能，包括空间数据基础、空间数据的输入与处理、空间分析、空间数据的可视化与输出、GIS的开发与应用等。
课程特征与应用：作为地图之后地理学的“第三语言”，GIS能够回答有关位置、条件、趋势、模式、模拟等空间问题，成为信息时代人类解决诸多空间问题的主要技术手段，其应用已渗透到资源管理、城乡规划、灾害监测、环境保护、百姓生活等众多领域。

理论与实践并重，在介绍GIS基本原理的同时，强化学生的实践技能培养。让学生能够更深入地理解地理空间，轻松采集空间数据，高效便捷地对空间数据进行处理、存储和管理，开展空间分析，动态多维度提取并呈现空间信息，服务空间决策。

面向地理科学所有专业及其他相关专业开设。

田永中、徐永进、黎明、吴文戬、陈杰、张佳会，地理信息系统基础与实验教程，科学出版社，2010

田永中、张佳会、佘晓君、黎明、李晓璐，地理信息系统实验教程，科学出版社，2018

《地理信息系统》

本科课程教学大纲

地理科学学院

2017年编制

一、课程基本信息

课程名称：地理信息系统基本原理

Principle of Geographical information system

课程编号：182131201

课程性质：学科基础课程

适用专业：地理科学（师范）、自然地理与资源环境、人文地理与城乡规划、地理信息科学

开课学期：3

课程学时：36学时（理论36学时）

课程学分：2

先修课程：地图学、遥感概论

并修课程：测量学、大学计算机基础I

课程简介：

地理信息系统是在高等院校地理专业课程改革与建设中应运而生的一门新兴专业基础课。它是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学科，是近年来迅速发展起来的一门新兴技术学科。它将地学空间数据与计算机技术相结合，通过系统建立、操作与模型分析，产生对资源、环境、区域规划、管理决策、灾害防治等方面的有用信息，已成为现代地学发展的强有力技术工具和定量化的重要途径之一。因此，地理信息系统在地理学中具有重要的作用，是地理学发展的一个重要方向。

在学习地理信息系统的过程中，要涉及到自然地理学、人文地理学、地图学、高等数学、计算机技术、系统工程等课程的基本知识与基本理论，使这些先行课的知识得到了复习巩固和运用。学好了地理信息系统，也为深入学习区域与城乡规划、地理教育及地理信息系统开发设计等应用地理学方面的课程奠定了基础。因此，地理信息系统课在地理专业所设置的课程体系中起着重要的作用。搞好地理信息系统的教学，对于实现地理专业的培养目标，让学生掌握一定的实践操作能力等均具有十分重要的意义。

通过本课程的教学，要使学生较为全面认识和掌握自然环境、生态环境、社会环境和经济环境等方面的数据采集、图形及图像的处理能力，初步掌握应用和处理空间数据的能力，针对地理问题开展空间分析，了解地理信息系统空间数据库的管理和成果的输出等方面的内容；让学生熟悉和掌握地理信息系统研究的内容、程序和方法，初步了解地理信息系统开发设计的基本方法，为将来从事地理教育、国土资源管理、国土整治与规划、地理信息系统的设计与开发、地理问题研究、空间决策支持等方面的工作打下坚实的基础。

选用教材：

1．《地理信息系统基础教程》，田永中等主编，科学出版社，2017年

参考书目：

1．《地理信息系统》（第二版），汤国安、赵牡丹、杨昕、周毅编著，科学出版社，2017年

2．《地理信息系统基础》，龚健雅编著，科学出版社，2017年

二、课程教育目标

地理信息系统是一门交叉学科，地图学和计算机技术是本学科的重要基础。在本课程的教学中，在向学生系统地讲授地理信息系统基本知识和基本理论的基础上，着重加强各类空间数据的采集方法及数据分析处理方法的讲授，着重培养学生的思维能力、自学能力、实际操作能力和科研能力等，尤其是培养学生独立的综合分析与地理信息的采集处理能力，从而促进学生智能的全面发展。

根据本课程的学科特点和教学内容体系，具体来说，在理论知识方面要达到以下目标：

1．记忆：准确再认和再现地理信息系统的重要概念、特征、类型、数据和方法。

2．理解与推理判断：在正确理解地理信息系统基本概念的基础上，能通过推理判断理解空间数据的采集与分析处理方法及相关应用分析模型的原理与用途。

3．自学能力：能通过查阅文献和利用internet等手段，独立地获取地理信息系统的相关知识。

在能力和技能方面要达到以下目标：

1．地理空间信息的采集能力：能运用相关的地理信息系统工具软件与设备将各类空间数据输入到计算机。

2．计算机地图制图能力：能运用相关的地理信息系统工具软件处理各类空间数据，并能编绘各类相关地学图件，了解相关成果的输出方法和设备等。

3．应用和创新：能将地理信息系统的基本概念与相关方法和理论运用到实际中，处理有关的资源、环境、人口、生态、经济问题，初步具备独立地分析与处理空间问题的能力，具有一定的科学研究能力，积极发展创造性思维能力。

三、课程学时分配

章          内  容                       学   时

第一章          绪论                           4

第二章       空间数据基础                      10

第三章     空间数据的输入与处理                10

第四章         空间分析                        6

第五章     空间数据的可视化与输出              2

第六章     地理信息系统开发与应用              2

第七章       地理信息系统的发展                2

合计                                           36

四、课程教学内容、要求、重难点及学时安排

第一章  绪论

【教学内容】

1.     GIS的基本概念

2.     GIS的组成与功能

3.     GIS的研究内容

4.     GIS与相关学科的关系

5.     GIS的应用领域

6.     常用GIS软件简介

【教学要求】

1．理解GIS的相关概念，能说明GIS和相关学科的关系。

2．掌握GIS的特点、类型与组成。

3．了解GIS的基本功能和用途。

4．了解GIS的发展概况。

【重点、难点】

1．重点：GIS的基本概念、组成及功用。

2．难点：无

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】4学时

第二章  空间数据基础

【教学内容】

1.     地理空间

2.     空间数据模型

3.     空间数据组织与编码

4.     空间数据质量

5.     空间数据的元数据

【教学要求】

1．理解地理空间的概念。

2．掌握地理空间数据的类型及其特征。

3．理解和掌握地理空间数据的拓扑关系。

4．掌握栅格和矢量数据结构模型。

5．了解空间数据质量的控制方法。

【重点、难点】

1．重点：地理空间数据的拓扑关系；两种空间数据结构模型的特点。

2．难点：拓扑结构；空间数据模型。

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】10学时

第三章  空间数据的输入与处理

【教学内容】

1.     空间数据的输入

2.     空间数据的处理

3.     空间数据的转换

4.     空间数据的压缩与编码

5.     地理空间数据库

6.     空间查询

【教学要求】

1．掌握空间数据的输入方法。

2．了解空间数据转换的基本原理

3．了解栅、矢数据的压缩原理与编码方法

4．掌握空间数据库的概念和主要特征。

5．了解空间数据库待设计步骤。

6．掌握空间查询的基本方法。

【重点、难点】

1．重点：空间数据的输入方法。

2．难点：栅格数据的编码方法。

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】10学时

第四章  空间分析

【教学内容】

1.     空间分析概述

2.     矢量数据分析方法

3.     栅格数据分析

4.     DTM与三维分析

5.     空间建模

【教学要求】

1．了解空间分析的基本内容和过程。

2．掌握空间分析的作用。

3．了解矢量数据分析的常用方法。

4．了解栅格数据分析的常用方法。

5．了解DTM分析的基本方法。

6．了解空间建模的一般过程。

【重点、难点】

1．重点：空间分析的主要方法。

2．难点：无

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】6学时

第五章  空间数据的可视化与输出

【教学内容】

1.     空间数据的可视化

2.     GIS与地图制图

3.     电子地图

4.     GIS产品输出

【教学要求】

1．了解空间数据可视化的常用形式。

2．掌握专题地图制作的基本方法。

3．了解电子地图的基本特征。

4．了解GIS产品的基本输出形式。

【重点、难点】

1．重点：空间数据可视化的常用形式；专题地图制作的基本方法。

2．难点：无

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】2学时

第六章  地理信息系统开发与应用

【教学内容】

1.     地理信息系统开发

2.     地理信息系统应用

【教学要求】

1．了解地理信息系统开发的主要方式。

2．理解地理信息系统的应用模型

【重点、难点】

1．重点：地理信息系统应用模型。

2．难点：无

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】2学时

第七章  地理信息系统的发展

【教学内容】

1.     GIS的发展历程

2.     GIS的未来

【教学要求】

1．了解GIS发展的历史与趋势。

【重点、难点】

1．重点：地理信息系统的发展历程。

2．难点：无

【教学方法】以教师讲授为主，辅以学生自学和教师答疑，利用多媒体课件教学。

【学时安排】2学时

五、考核方式及成绩评定

1.考核方式：平时成绩 + 期末考试（闭卷）。

2.总成绩评定：平时成绩占30％，期末考试成绩占70％。

3.平时成绩评定：

（1）课堂考勤（20分）：考查学生上课的出勤情况。

（2）课堂表现（20 分）：考查学生主动参与课堂练习、讨论，创造性地提出问题的能力。

（3）作业完成情况（60分）：考查学生平时作业的完成质量。

4.期末考试：主要考察学生对地理信息系统基本理论和具体方法的理解与运用能力，涵盖各章内容。

六、其它说明

本课程为地理信息系统的理论课程，在理论教学的基础上，要同时安排上机实习的课程。由于本课程具有实践性极强的特点，因此必须安排充足的课内课外上机练习。但由于各专业学生相关课程开设情况以及学生的计算机基础差异较大，因此，任课教师可适当增减实践课的内容与学时数。

本课程选用教材附有大量教学资源，学生可根据需要进行相关自主学习。