《地理信息系统原理》课程教学大纲.

课程名称（中文/英文）：地理信息系统/ Geographical information system 课程编码：12014009 课程类型：专业必修课 课程性质：专业主干课 适用范围：04地理科学

学分数：2.5 先修课程：自然地理基础课、遥感概论 学时数：54 其中：实验/实践学时：27 考核方式：考试 制订日期：2004年 制订单位：广州大学地理科学学院 审核者：林媚珍 执笔者: 王芳

一、教学大纲说明

（一） 课程的地位、作用和任务

本课程是地理信息系统专业，地理科学（师范）专业，资源环境与城乡规划管理等专业的必修课程。

地理信息系统是一门介于信息科学、空间科学、管理科学之间的一门新兴交叉学科，是传统科学与现代技术相结合的产物。

它是一种兼容、存储、管理、分析、显示与应用地理信息的计算机系统，是分析和处理海量数据的通用技术。

它是以地理数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间动态的地理信息，用于管理和决策过程的计算机技术系统，是计算机科学迅速发展的产物。

它在近30多年内取得了惊人的发展，并广泛应用于资源调查、环境评估、区域发展规划、公共设施管理、交通安全等领域，成为一个跨学科、多方向的研究领域。

作为一种通用技术，GIS按一种新的方式去组织和使用地理信息，以便更有效地分析和生产新的地理信息；同时GIS的应用改变了地理信息的分发和交换的方式，因此，GIS提供了一种认识和理解地理信息的新的方式，从而使GIS进一步发展成为一门处理空间数据的学科

我国迫切需要培养掌握GIS的基本原理、技术方法和应用经验的人才，使更多的人了解GIS，使用GIS，发展GIS。

（二） 课程教学的目的和要求

通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的基本概念、研究内容与应用；使学生理解空间数据的结构及其相互关系，元数据的概念与作用等，使学生掌握空间数据的采集、编辑及空间信息处理方法，空间数据的分析功能，使学生掌握地理信息系统的基本软件的应用与操作。

（三） 课程教学方法与手段

本课程的教学方法注重理论和实践相结合，运用多媒体等教学手段，注重学生实际动手能力，理论课和计算机软件操作相结合。

（四） 课程与其它课程的联系

本课程的先修课程主要有：自然地理基础、遥感概论 后续课程主要有：地理科学研究方法 （五） 教材与教学参考书 教材：

黄杏元，马劲松，汤勤 《地理信息系统概论》 高等教育出版社， 2002

教学参考书：

邬伦等《地理信息系统-原理、方法和应用》 科学出版社, 2001 陈述彭、鲁学军、周成虎《地理信息系统导论》 科学出版社, 2000 龚健雅《地理信息系统基础》 科学出版社, 2001 汤国安 赵牡丹《地理信息系统》 科学出版社， 2000 二、课程的教学内容、重点和难点

第一章 绪论

第一节 地理信息系统基础

1 地理信息系统的萌芽 2 地理信息的特征 3 信息系统的主要类型 4 地理信息系统的主要类型

第二节 地理信息系统组成及其功能

1 地理信息系统的组成 2 地理信息系统的功能

第三节 地理信息系统与相关学科的关系

1 地理信息系统与地理学及地学数据处理系统 2 地理信息系统与地图学及电子地图 3 地理信息系统与计算机科学 4 地理信息系统与遥感

5 地理信息系统与管理信息系统

第四节 地理信息系统的发展

1 地理信息系统发展的科学背景 2 地理信息系统发展简史

3 地理信息系统理解的发展趋势

第五节 地理信息系统的应用

1 测绘与地图制图 2 资源管理 3 城乡规划 4 灾害监测 5 环境保护 6 国防

7 宏观决策支持

重点：GIS概念的理解、GIS的组成、GIS与相关学科的关系

第二章 地理空间与空间数据基础

第一节 地理空间

1 地理空间的定义 2 地理空间的数学构建 3 地理空间坐标系的建立 4 地理空间的距离度量

第二节 地理空间信息描述法

1 地图对地理空间的描述

2 遥感影象对地理空间的描述 3 地理信息数字化描述方法

第三节 空间数据模型与结构

1 概述

2 空间数据模型 3 空间数据类型

4 空间数据的拓扑关系 5 空间数据组织与编码

第四节 空间数据质量

1 空间数据质量概念 2 空间数据质量评价

3 空间数据质量问题的来源 4 常见空间数据源的误差分析 5 空间数据质量控制

第五节 空间数据的元数据

1 元数据概念与分类

2空间数据与元数据的概念和标准 3空间数据元数据的获取与管理 4空间数据元数据的应用

重点：地理信息的数字化表达、空间数据的拓扑关系、空间数据的元数据

难点：空间数据的拓扑关系的建立、空间数据质量的控制、元数据的标准化问题 第三章 空间数据结构

第一节 空间数据输入

1 数据资源 2 地图投影 3 数字化

4 空间坐标的转换 5 空间数据类型转换

第二节 空间数据压缩结构

1 栅格数据结构

2 减少栅格数据存储量的编码方法 3 矢量数据结构 4 矢量数据的编码

5 栅格和矢量数据结构的比较与选择 6 栅格和矢量数据结构相互转换算法

第三节 地理空间数据库

1 传统的数据库模型

2 传统数据库管理地理空间数据的局限性 3 面向对象的数据库系统

4 地理空间数据库系统的发展趋势

第四节 可视化与空间查询

1 影像地图的显示 2 影像地图的构成

3 影像地图的输出

4 空间信息查询

重点：空间数据的数字化、栅格数据和矢量数据的压缩编码方法、地理空间数据库

难点：空间数据数字化的空间坐标转换、栅格数据和矢量数据的压缩编码方法、空间信息查询

第四章 GIS 空间分析原理与方法

第一节 GIS空间分析模型

1 地学模型概述

2 地理信息系统模型化的一般方法

第二节 栅格数据分析的基本模式

1 栅格数据的聚类、聚合分析 2 栅格数据的信息复合分析 3 栅格数据的追踪分析 4 栅格数据的窗口分析

第三节 矢量数据分析的基本方法

1 包含分析

2 矢量数据的缓冲区分析 3 多边形叠置分析 4 矢量数据的网络分析

第四节 空间数据的其他分析方法

1 空间数据的量算 2 空间数据的内插 3 空间信息的分类 4 空间统计分析

第五节 数字地面模型及其应用

1 DTM与DEM的定义 2 DTM的数据采集与表示 3 DTM的空间内插方法

4 DTM在地图制图与地学分析中的应用

重点：栅格数据分析的基本模式、矢量数据分析的基本方法、空间数据的分析方

法、数字地面模型及其应用

难点：栅格数据分析的基本模式、矢量数据分析的基本方法、空间数据的分析方

法、数字地面模型及其应用

第五章 地理信息系统设计与标准化

第一节 地理信息系统设计

1 概述

2 信息系统的设计路线

第二节 地理信息系统设计的模式

第三节 地理信息系统设计与开发的步骤

1 可行性研究 2 系统设计

3 建立系统的实施计划 4 系统实验 5 系统运行

第四节 用户需求分析

1 用户类型和用户需求 2 应用范围

第五节 地理信息系统软硬件配置设计

1 地理信息系统的硬件配置设计 2 地理信息系统的软件配置设计 3 地理信息系统软硬件配置举例

第六节 用户界面设计

1 菜单式界面 2 命令式界面 3 表格式界面

第七节 地理信息系统评价

1 系统效率 2 系统可靠性 3 可扩展性 4 可移植性 5 系统的效率

第八节 地理信息系统人员配置 第九节 地理信息系统的标准化

1 地理信息系统标准化的意义和作用 2 地理信息系统标准化的内容

重点：地理信息系统设计的模式、地理信息系统设计与开发的步骤 难点：地理信息系统的标准化

第六章 GIS 新技术与“数字地球”简介

第一节 网络GIS

1 网络GIS（WEBGIS）概述 2 WEBGIS设计思想 3 几种WEBGIS的比较 4 WEBGIS应用前景

第二节 组件式GIS

1 组件式GIS（ComGIS）的概念 2 ComGIS的特点

3 ComGIS的设计与开发

第三节 “数字地球”简介

1 “数字地球”的基本概念 2 “数字地球”的基本框架 3 “数字地球”的技术基础 4 “数字地球”的应用

重点：网络GIS、组件式GIS、“数字地球”简介

难点：网络GIS、组件式GIS、“数字地球”简介

第七章 地理信息系统主要商品化软件

第一节 Arc/Info GIS软件

1 Arc/Info GIS

2 Arcview GIS

第二节 MapInfo桌面地理信息系统软件 第三节 吉奥之星（GeoStar）GIS软件 第四节 中科超图（SuperMap）GIS软件

三、学时分配 教学内容 章节 1 2 3 4 5 6 7 8

主要内容 地理信息系统概述 地理空间与空间数据基础 空间数据结构 GIS 空间分析原理与方法 地理信息系统设计与标准化 GIS 新技术与“数字地球”简介 地理信息系统主要商品化软件 课程设计与复习 合计 采用何种讲实讨习课其小多媒体教授 验 论 题 外 他 计 学手段 2 4 4 6 4 4 2 1 2 4 4 6 4 4 2 1 4 8 8 12 8 8 4 2 54 多媒体、上机 多媒体、上机 多媒体、上机 多媒体、上机 多媒体、上机 多媒体、上机 多媒体、上机 各教学环节学时分配 27 27