《地理信息系统》课程教学大纲
课程编号：031301009 课程名称：地理信息系统 英文名称： Geographical Information System 课程性质：专业课程 总 学 时：54 学 分：3 适用对象：地理科学专业四年制本科生 先修课程：地图学；遥感；计算机语言；数据库管理；
一、编写说明
（一）本课程的性质、地位和作用 《地理信息系统》是高校地理专业的必修课，它是一门介于地球科学与信息科学之间的交叉学
科，GIS已成为现代地学研究的强有力的技术工具，代表着地理学发展的一个重要方向，GIS技术的不断发展和日趋成熟，在社会上将会得到广泛应用，它对地理学的振兴有重要意义。本课程的任务是让学生掌握地理信息系统的基本理论，空间数据的处理和分析方法，培养学生地理信息系统技术的初步应用能力。
（二）教学基本要求
1.了解地理信息系统的基本概念、构成、功能及其发展趋势。
2.理解地理空间（图形）数据的特征及其计算机表示方法，空间数据的处理方法。 3.掌握空间数据库的基本理论。 4.掌握空间分析的原理与方法。
5.掌握常用地学分析模型的建立以及地理信息系统开发与设计方法。 6.理解并掌握地理信息系统产品的输出与设计。
（三）课程教学方法和手段
1. 地理信息系统是一门应用性和实践性都很强的专业课，因此本课程以讲授与上机实践相结方式合
授课，尽可能有准备、有针对性的开展符合教学特点的多媒体教学。
2. 正确处理知识传授和训练的关系，尽量作到精讲多练，以便让学生能有更多的时间上机练习和操作。
3.有计划、有目的地开展教学讨论活动，同时，让有兴趣的同学参与教师的相关科研项目和活动。
（四）实践环节
1.实验（上机操作）
2.主要内容与要求：包括手扶数字化仪的使用、图形屏幕数字化与编辑、空间数据库组织、建立及数据分析、地理信息输出-辅助制图等。 3.学时分配：12学时
（五）教学时数分配表
教学内容 章 节 一 二 三 四 五 六 七 八 主要内容 绪论 GIS数据结构 空间数据库 空间数据的采集和质量控制 空间数据 的处理 空间查询 与分析 地理信息系统设计与评价 GIS发展热点 合计 讲 授 2 8 6 6 4 8 4 2 40 各教学环节学时分配 实 验 2 2 2 6 12 讨 论 1 2 习 题 1 0 课 外 0 其 他 0 小 计 2 11 6 8 7 14 4 2 54 采用何种多媒体教学手段 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 多媒体教学 （六）本课程与其它课程的联系
地理信息系统，是六十年代开始迅速发展起来的地理学研究的新技术，是多种学科交叉的产
物。作为传统科学与现代技术相结合的产物，地理信息系统为各种涉及空间数据分析的学科提供了新的方法，而这些学科的发展都不同程度地提供了一些构成地理信息系统的技术与方法。为了更好地掌握并深刻地理解地理信息系统，有必要认识和理解与地理信息系统相关的学科。
地理学是一门研究人类生活空间的学科，地理学研究空间分析的传统历史悠久，它为GIS提供了一些空间分析的方法与观点，成为GIS部分理论的依托。地理学的许多分支学科，如地图学、大地测量学等都与GIS有着密切的相依关系。另一方面，地理信息系统也以一种新的思想和新的技术手段解决地理学的问题，使地理学研究的数学传统得到充分发挥。
（七）教材与主要参考书 教 材：《地理信息系统》，汤国安，科学出版社，2006。
主要参考书：1.《地理信息系统概论》，黄杏元，高等教育出版社，2001
2.《地理信息系统》，张超等，高等教育出版社，1995； 3.《地理信息系统原理、方法和应用》，乌伦等，科学技术出版社，2001；4.《地理信息系统》，汤国安，科学技术出版社，1998； 5.《地理信息系统基础》，龚健雅，科学技术出版社，2001； 6.《地理信息系统建库技术及其应用》，毛锋等，科学技术出版社，2001；7.《数字地球导论》，承继成，科学技术出版社，2000；
（八）说明
1. 本教学大纲适用于本科层次的地理科学专业的教学，教学总时数—般安排54学时(每周3学时)，
可根据需要作适当调整。
2.本教学大纲应随着教学实践的深入，及时予以补充和完善。
3.在执行过程中可根据学生情况及学科发展对教学内容进行适当调整。
二、教学内容纲要
第一章 绪论
一、 教学基本要求
1. 了解地理信息系统的主要应用领域、地理信息系统与其它学科的联系及国内外GIS的发
展概况。
2. 理解GIS的构成和功用。
3. 熟练掌握GIS的相关概念、及其与其它IS之间的关系和区别。
二、 教学内容
第一节 GIS概念 要点：
1. 例子 2. △信息与数据 3. △地理信息与地学信息
4. GIS与其他IS之间的关系和区别 第二节 GIS发展
要点：
1. 国际GIS的发展状况 2. 国内GIS发展 第三节 GIS构成
要点：
1. ○GIS组成 2. 软件配置 3. 硬件配置
第四节 △GIS的功能 要点：
1. 数据采集与输入 2. 空间查询 3. 叠加分析 4. 缓冲区分析 5. 网络分析 6. 地形分析 7. 数据显示与输出
第五节 GIS主要应用领域 第六节 GIS相关学科 第二章 GIS数据结构
一、教学基本要求
1. 了解地理实体的概念、描述及空间特征。 2. 了解三维数据结构。
3. 理解栅格数据结构及矢量数据结构的图形表示、获取方式、编码方法。 4. 掌握矢栅一体化数据结构。
二、教学内容
第一节 空间实体及其描述
要点：
1. 地理实体 2. 地理实体的描述 3. 实体的空间特征
第二节 △○栅格数据结构 要点：
1. 图形表示 2. 栅格数据组织 3. 栅格结构的建立 4. 栅格数据编码方法
第三节 △○矢量数据结构 要点：
1. 图形表示
2. 矢量数据的获取方式 3．矢量数据组织 4．矢量数据编码方式
第四节 矢栅一体化数据结构 要点：
1. 图形表示
2. ○ 矢栅一体化概念 3．三个约定和细分格网法 4．一体化数据结构设计 第五节 三维数据结构
要点：
1. 图形表示 2. 八叉树数据结构 3. 三维边界表示法
第三章 空间数据库
一、教学基本要求
1. 了解三维数据结构地图投影的变形及相关投影公式 2. 理解空间数据库、空间数据库管理系统的概念。 3. 掌握空间数据模型及空间数据库的设计。 4. 能够进行空间数据库的建立与维护
二、教学内容
第一节 空间数据库的概念 要点：
1．△空间数据库 2．△空间数据库管理系统
第二节 空间数据模型 要点：
1. △ 传统数据模型
2. △ 传统数据模型存储空间数据的局限性 3 ○面向对象模型 4．GIS空间数据库类型
第三节 空间数据库的设计 要点：
1. △ 需求分析 2. ○结构设计 3. 数据层设计 4. 数据字典
第四节 空间数据库的建立与维护 要点：
1. △空间数据库的建立 2. △空间数据库的维护
第四章 空间数据的采集和质量控制
一、教学基本要求
1. 了解GIS的数据源、空间数据采集的任务及研究GIS数据质量的目的和意义。 2. 理解空间数据的地理参照系和控制基础 3. 掌握空间数据的分类和编码和空间数据的采集
4. 能够熟练地应用GIS软件进行数据采集，并进行分类和编码。
二、教学内容 第一节 概述 要点：
1. △GIS的数据源 2．△空间数据采集的任务