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个人介绍

地理信息系统

主讲教师：张俊峰

教师团队：共1位

张俊峰

学校：	华北水利水电大学
开课院系：	建筑学院
专业大类：	建筑类
开课专业：	城乡规划、城市设计、风景园林
课程负责人：	张俊峰
课程英文名称：	Geographical Information System
学分：	2
课时：	32

课程介绍

课程简介：介绍地理信息系统的基本原理，传授空间数据采集与获取、空间数据处理、空间分析、空间数据可视化等GIS基本技能，让学生轻松驾驭地理信息世界！

课程定位：学科基础课程
课程教学对象：面向地理科学、建筑类所有专业及其他相关专业开设。
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。
课程教学目标：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。

教师团队

张俊峰

职称：副教授

单位：华北水利水电大学

部门：建筑学院

该课程学习人群

该课程面向建筑类专业（建筑学、城乡规划、城市设计、风景园林）、地理科学类专业（地理信息科学、测绘学、人文地理与城乡规划）开设。

参考教材

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

教学大纲

《地理信息系统应用》课程教学大纲

一、基本信息

课程名称 (中英文)	地理信息系统应用（Application of Geographic Information System）
课程类别	C	A通识必修课 B学科（专业）基础课 C专业核心课 D专业选修课 E通识选修课 F工程基础课 G拓展教育
课程性质	A	A必修 B选修			开课学期		春季
学分	2	学时	共 32 学时，其中理论教学 32 学时，实验教学 0 学时
适用专业	城乡规划城乡规划（城市设计方向）			考核方式		考查
先修课程	测量学C、城乡规划原理1、城市设计原理、城乡综合调查研究
撰写人	张俊峰			审核人		院长：教学院长：教研室主任：

二、课程简介

《地理信息系统应用》是城乡规划专业、城乡规划专业(城市设计方向)的专业核心课，主要内容包括地理信息系统的基本概念、空间数学基础、空间数据的采集、处理与组织、GIS空间分析原理与方法等。通过该课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS基本功能、数据结构、GIS数据的采集与处理方法、矢量和栅格空间分析模型、规划大数据应用等知识点；理解基于GIS的定量化规划和数字化设计；培养学生的空间思维能力、拓宽视野、提升对地理空间的认知水平和分析与解决问题的能力。课程教学以讲授为主，讨论为辅，采用多媒体和现代信息技术，通过结合相关科学研究成果，使学生直观了解并掌握GIS解决规划实际问题的思路和方法。

三、课程教学目标

课程目标1：

GIS基础知识、与相关学科关系：掌握地理信息系统的定义、组成与功能，理解GIS的发展历程和学科前沿，了解与规划、计算机、地理等学科的相互关系。

课程目标2：

空间数据生成与显示：掌握空间数据的数学基础和空间参考系统，能够将调查数据正确投影到同一坐标系统，理解地图比例尺和地图分幅相关知识。

课程目标3：

空间数据维护与管理：掌握矢量、栅格和TIN的数据结构，及其编码方式，可根据项目实际选择合适的数据模型，掌握空间数据库建立方法。

课程目标4：

空间数据输入、编辑、查询、输出：掌握空间数据的几何和属性输入编辑的方法与技巧，掌握基于属性描述和几何特征的互查操作，可结合多种可视化方法输出地图成果。

课程目标5：

空间数据分析：掌握矢量和栅格数据的空间分析方法，可综合运用缓冲区、统计、叠加、网络、大数据等多种方法分析解决实际问题。

课程教学目标与毕业要求的对应关系

毕业要求	毕业要求指标点	课程目标
工程知识	应用数学知识、计算机知识解决城市设计专业的复杂设计问题。	课程目标1 课程目标2 课程目标3
工程知识	应用自然科学知识解决城市设计专业的复杂设计问题。	课程目标1 课程目标2 课程目标3
研究与终身学习	采用科学方法对城市设计专业的复杂设计问题进行研究。	课程目标2 课程目标4
使用现代工具	了解专业常用的现代仪器、信息技术工具、工程工具和模拟软件的使用原理和方法，并理解其局限性。	课程目标5
使用现代工具	针对复杂工程问题，开发、选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具，模拟和预测专业问题，并能够分析其局限性。	课程目标5

四、课程教学内容

课程教学内容与学时分配表

序号	知识单元（学时）	知识点	教学要求	推荐学时	教学方式	课程目标	课程思政元素
1	地理信息系统概论（2学时）	1.1 地理信息系统的定义、组成与功能（重点）	掌握	1	讲授	课程目标1	吃苦耐劳的精神为国争光的奋斗意识
		1.2 GIS的基本功能和应用领域（难点）	掌握	0.5
		1.3 GIS的发展历程和学科前沿	了解	0.5
2	地理空间数学基础（4学时）	2.1 大地基准面与坐标系统（重点）	掌握	1.5	讲授+讨论	课程目标2
		2.2 地图投影的分类与变换方法（难点）	掌握	1.5
		2.3 比例尺与地图分幅	了解	1
3	空间数据结构（6学时）	3.1 矢量数据结构与编码方式（重点）	掌握	1	讲授+讨论	课程目标3
		3.2 栅格数据结构与编码方式（重点）	掌握	1
		3.3 TIN数据结构与编码方式（重点）	了解	1
		3.4 空间数据分类与编码	了解	0.5
		3.5 空间数据转换方法与技巧（难点）	应用	1.5
4	空间数据的输入与处理（6学时）	4.1 空间数据来源与采集	了解	1	讲授+讨论	课程目标4	精益求精工匠精神规划师的社会责任感和科学视角
		4.2 几何图形输入（重点）	掌握	1
		4.3 属性数据输入	掌握	0.5
		4.4 拓扑关系构建与数据纠错（难点）	掌握	1.5
		4.5 空间数据处理方法（重点）	应用	1.5
		4.6 空间数据压缩与数据库存储	了解	0.5
5	空间分析（14学时）	5.1 矢量数据空间分析（重点）	掌握	2	讲授+讨论	课程目标5
		5.2 栅格数据空间分析（重点）	掌握	2
		5.3 矢栅一体化空间分析（难点）	掌握	4
		5.4 规划分析模型（难点）	应用	6

注：1.知识点后选择性标注（重点）、（难点）；

2.教学要求：设计、规划、评价、鉴赏、分析、解构、掌握、应用、了解等；

3.教学方式：讲授、讨论、上机、实验等；

4.有关章节需体现课程思政有关内容。

五、课程考核

考核种类	考核形式	考核权重（区间）	备注
平时考核	课堂表现、研讨、作业、报告答辩	40%
课堂考核	开卷（基础理论）	20%
结课考核	开卷（规划定量分析与模型构建）	40%	不高于70%

六、教材与参考资料

1.建议教材

《地理信息系统基础与实验教程》，田永中，科学出版社，2010

2.教学参考书

（1）《地理信息系统教程》，许捍卫，马文波，赵相伟等，国防工业出版社，2010

（2）《地理信息系统导论》，(美) Kang-tsung Chang著, 陈健飞译，科学出版社，2003

（3）《地理信息系统概论》（修订版），黄杏元，马劲松，汤勤，高等教育出版社，2001

（4）《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》（第2版），汤国安，科学出版社，2010

教学资源

课程章节资源

课程章节	\| 文件类型		\| 修改时间	\| 大小	\| 备注
1.1 GIS的基本概念		视频 .mp4	2024-06-25	322.58MB
		附件 .	2024-06-25	--
1.2 GIS的组成与功能		视频 .mp4	2023-03-06	336.10MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
1.3 GIS的研究内容		视频 .mp4	2023-03-06	58.82MB
1.4 GIS与相关学科的关系		视频 .mp4	2023-03-06	431.48MB
1.5 GIS的应用领域		视频 .mp4	2023-03-06	180.60MB
1.6 常用的GIS软件		视频 .mp4	2023-03-06	128.22MB
1.7 实验01		视频 .mp4	2023-03-02	324.37MB
2.1 地理空间		视频 .mp4	2023-03-06	84.39MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
2.2 空间数据模型		视频 .mp4	2023-03-06	923.02MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
2.3 空间数据组织与编码		视频 .mp4	2023-03-06	208.16MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
2.4 空间数据质量		视频 .mp4	2023-03-06	532.11MB
2.5 空间数据的元数据		视频 .mp4	2023-03-06	224.25MB
2.6 实验02-07		视频 .mp4	2023-03-02	436.88MB
		视频 .mp4	2023-03-02	466.46MB
		视频 .mp4	2023-03-02	783.02MB
		视频 .mp4	2023-03-02	410.27MB
		视频 .mp4	2023-03-02	419.10MB
		视频 .mp4	2023-03-02	41.69MB
3.1 空间数据的输入		视频 .mp4	2023-03-06	655.96MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
3.2 空间数据的编辑		视频 .mp4	2023-03-06	359.57MB
3.3 空间数据的处理		视频 .mp4	2023-03-06	545.92MB
3.4 空间数据的压缩与编码		视频 .mp4	2023-03-06	173.60MB
		视频 .mp4	2023-03-06	170.07MB
3.5 空间数据库		视频 .mp4	2023-03-06	126.89MB
3.6 空间查询		视频 .mp4	2023-03-06	117.23MB
		附件 .${file.extension}	2023-03-06	--
3.7 实验08-15		视频 .mp4	2023-03-02	1.15GB
		视频 .mp4	2023-03-02	880.67MB
		视频 .mp4	2023-03-02	416.56MB
		视频 .mp4	2023-03-02	596.43MB
		视频 .mp4	2023-03-02	671.19MB
		视频 .mp4	2023-03-02	596.06MB
		视频 .mp4	2023-03-02	363.13MB
		视频 .mp4	2023-03-02	320.96MB
4.1 空间分析概述		视频 .mp4	2023-03-02	286.55MB
4.2.1 统计分析		视频 .mp4	2023-03-02	294.61MB
4.2.2 量算分析		视频 .mp4	2023-03-02	245.24MB
4.2.3 邻近性分析		视频 .mp4	2023-03-02	305.62MB
4.2.4 叠加分析		视频 .mp4	2023-03-02	335.28MB
4.2.5 空间网络分析		视频 .mp4	2023-03-02	296.85MB
4.3.1 数据的分析环境		视频 .mp4	2023-03-02	166.98MB
4.3.2 栅格数据的重采样		视频 .mp4	2023-03-02	217.92MB
4.3.3 聚合与聚类分析		视频 .mp4	2023-03-02	282.77MB
4.3.4 叠加分析		视频 .mp4	2023-03-02	283.75MB
4.3.5 简单表面分析		视频 .mp4	2023-03-02	275.73MB
4.3.6 统计分析		视频 .mp4	2023-03-02	283.81MB
4.3.7 距离量测		视频 .mp4	2023-03-02	283.81MB
4.4.1 创建表面		视频 .mp4	2023-03-02	639.56MB
4.4.2 表面分析		视频 .mp4	2023-03-02	321.51MB
4.4.3 三维分析		视频 .mp4	2023-03-02	293.49MB
4.5 空间分析建模		视频 .mp4	2023-03-02	277.28MB
4.6 实验16-25		视频 .mp4	2023-03-02	246.14MB
		视频 .mp4	2023-03-02	328.75MB
		视频 .mp4	2023-03-02	356.06MB
		视频 .mp4	2023-03-02	382.20MB
		视频 .mp4	2023-03-02	341.33MB
		附件 .	2023-03-02	587.02MB
		附件 .	2023-03-02	432.83MB
		视频 .mp4	2023-03-02	534.48MB
		视频 .mp4	2023-03-02	397.75MB
		视频 .mp4	2023-03-02	458.02MB
5.1 空间数据的可视化		视频 .mp4	2023-03-02	147.44MB
5.2 地理信息系统与地图制图		视频 .mp4	2023-03-02	580.60MB
5.3 电子地图		视频 .mp4	2023-03-02	236.34MB
5.4 地理信息系统产品的输出		视频 .mp4	2023-03-02	214.69MB
5.5 实验26-27		视频 .mp4	2023-03-02	540.55MB
		视频 .mp4	2023-03-02	566.89MB
6.1 地理信息系统的开发		视频 .mp4	2023-03-02	143.51MB
6.2 地理信息系统的应用		视频 .mp4	2023-03-02	112.12MB
6.3 实验28-30		视频 .mp4	2023-03-02	391.90MB
		附件 .	2023-03-02	361.76MB
		附件 .	2023-03-02	252.51MB
7.1 GIS的发展历程		视频 .mp4	2023-03-02	160.65MB
7.2 GIS的发展动力		视频 .mp4	2023-03-02	74.71MB
7.3 GIS的未来		视频 .mp4	2023-03-02	243.50MB