《地理信息系统（双语)》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16129403 课程名称：地理信息系统 英文名称：Geographic information system 课程类别：专业基础课 时：48 学 分：3 适用对象：人文地理与城乡规划、自然地理与资源环境 考核方式：考试 先修课程：计算机基础 二、课程简介 地理信息系统概论是地理、测绘等地学与计算机、信息科学相结合的产物，G1S 应用是现代地学及相关科学研究中使用的一顶基本工具。同时GIS应用本身也是地学 的一个重要研究领域。GS在自然地理与环境专业中的应用十分广泛，因而它也是该 专业必修的一门重要应用型课程。GS是对地理信息进行收集、组织、存贮、加工、 处理、应用和传播信息的辅助决策系统。一般由硬件、软件、数据库和人组成。具有 数据采集、检验与编辑：数据操作：数据的存储与组织：查询、检索、统计、计算以 及空间分析等功能。本课程主要介绍GIS的基本原理、空间信息获取、空间数据库的 建立、地理信息处理与分析技术以及GS设计与应用等。 GIS is a subject that involves disciplines of Geography.Cartography,Computer and Information Science.Its application is the basic tool widely used in Modern Geology and related science.At the same time,GIS is an important area of Geography on its own right. GIS is widely used in resources and environment study.Therefore,it is a compulsory course of Resources Environment Program.GIS is an assistant system for decision-making.It can be used in collecting.organizing.saving.processing,utilizing and broadcasting the information of geographic.This systems is consisted by hardware, software,debase and personnel.The function of this system is as follows,collecting comparing and editing data,operating data,saving and organizing data,querying,searching, computing and analyzing data.This course is based on the information systems developed by ArcGIS.The basic principles,space information getting,the data base of geographic information building.the process of geographic information,and the designing and utilization of this systems are introduced in this course. 1
1 《地理信息系统（双语）》课程教学大纲 一、课程基本信息 课程代码：16129403 课程名称：地理信息系统 英文名称：Geographic information system 课程类别：专业基础课 学 时：48 学 分：3 适用对象: 人文地理与城乡规划、自然地理与资源环境 考核方式：考试 先修课程：计算机基础 二、课程简介 地理信息系统概论是地理、测绘等地学与计算机、信息科学相结合的产物，GIS 应用是现代地学及相关科学研究中使用的一项基本工具。同时 GIS 应用本身也是地学 的一个重要研究领域。GIS 在自然地理与环境专业中的应用十分广泛，因而它也是该 专业必修的一门重要应用型课程。GIS 是对地理信息进行收集、组织、存贮、加工、 处理、应用和传播信息的辅助决策系统。一般由硬件、软件、数据库和人组成。具有 数据采集、检验与编辑；数据操作；数据的存储与组织；查询、检索、统计、计算以 及空间分析等功能。本课程主要介绍 GIS 的基本原理、空间信息获取、空间数据库的 建立、地理信息处理与分析技术以及 GIS 设计与应用等。 GIS is a subject that involves disciplines of Geography, Cartography, Computer and Information Science. Its application is the basic tool widely used in Modern Geology and related science. At the same time, GIS is an important area of Geography on its own right. GIS is widely used in resources and environment study. Therefore, it is a compulsory course of Resources & Environment Program.GIS is an assistant system for decision-making. It can be used in collecting, organizing, saving, processing, utilizing and broadcasting the information of geographic. This systems is consisted by hardware, software, debase and personnel. The function of this system is as follows, collecting, comparing and editing data, operating data, saving and organizing data, querying, searching, computing and analyzing data. This course is based on the information systems developed by ArcGIS. The basic principles, space information getting, the data base of geographic information building, the process of geographic information, and the designing and utilization of this systems are introduced in this course
三、课程教学的基本要求 《地理信息系统》课程的基本要求是，通过本课程的教学使学生掌握地理信息系 统的基本理论、基本知识和基本技能，并具备一定的地理空间信息建库和应用开发的 能力，了解地理信息系统的理论前沿、应用前景和最新发展动态，并对地理信息产业 发展态势有明确的认识，具有一定的实验设计、创造实验条件以及归纳、整理、分析 实验结果，同时，培养学生开拓创新的精神和协调创作的能力。 四、教学内容及要求 Chapter 1:Systems,Science,and Study. (一)目的与要求 了解本课程的主要内容与任务：掌握房地理信息系统的主要基本概念：掌握地理 信息系统的基本构成与功能。 (二)教学内容 1.I Introduction:why does GIS matter? 1.2 Data,information,evidence,knowledge,wisdom 1.3 The science of problem solving 1.4The technology of problem solving 1.5 The business of GIS 1.6GISystems,GIScience,and GIStudies 1.7GIS and geography (三)思考与实践 地理信息系统的重要性 (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点：
2 三、课程教学的基本要求 《地理信息系统》课程的基本要求是，通过本课程的教学使学生掌握地理信息系 统的基本理论、基本知识和基本技能，并具备一定的地理空间信息建库和应用开发的 能力，了解地理信息系统的理论前沿、应用前景和最新发展动态，并对地理信息产业 发展态势有明确的认识，具有一定的实验设计、创造实验条件以及归纳、整理、分析 实验结果，同时，培养学生开拓创新的精神和协调创作的能力。 四、教学内容及要求 Chapter 1: Systems, Science, and Study. （一）目的与要求 了解本课程的主要内容与任务；掌握房地理信息系统的主要基本概念；掌握地理 信息系统的基本构成与功能。 （二）教学内容 1.1 Introduction: why does GIS matter? 1.2 Data, information, evidence, knowledge, wisdom 1.3 The science of problem solving 1.4 The technology of problem solving 1.5 The business of GIS 1.6 GISystems, GIScience, and GIStudies 1.7 GIS and geography （三）思考与实践 地理信息系统的重要性 （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。 本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点：
1.国内GS发展尤其是近些年取得的成绩 授课目标： 1.传达爱国主义精神，激发同学们的自豪感。 )月的与要hapter2:A Gallery ofApplications 掌握GIS的数据结构，掌握数据录入。 (二)教学内容 2.1 Introduction .geography,and application 2.3 Representative application areas and their foundations 2.4Concluding comments (三)思考与实践 生活中还有哪些GIS应用场景？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS在环境，工程及其日常生活等领域的应用案例 授课目标： 1.激发同学环境保护意识和传达“知行合一、学以致用”观念 Chapter3:Representing Geography. (一)目的与要求 掌握空间数据处理的各种方法 (二)教学内容 3.1Introduction 3
3 1. 国内 GIS 发展尤其是近些年取得的成绩 授课目标： 1. 传达爱国主义精神，激发同学们的自豪感。 Chapter 2: A Gallery of Applications. （一）目的与要求 掌握 GIS 的数据结构，掌握数据录入。 （二）教学内容 2.1 Introduction 2.2 Science, geography, and applications 2.3 Representative application areas and their foundations 2.4 Concluding comments （三）思考与实践 生活中还有哪些 GIS 应用场景？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 在环境，工程及其日常生活等领域的应用案例 授课目标： 1. 激发同学环境保护意识和传达“知行合一、学以致用”观念 Chapter 3: Representing Geography. （一）目的与要求 掌握空间数据处理的各种方法 （二）教学内容 3.1 Introduction
3.2 Digital representation 3.3 Representation for what and for whom? 3.4 The fundamental problem 3.5 Discrete obiects and continuous fields 3.6 Rasters and vectors 3.7The paper map 3.8 Generalization 3.9Conclusion (三)思考与实践 数据是如何服务于表达的，不同数据格式的区别在哪里？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS在广州CBD核心地区的三维展示 授课目标： 1.体会祖国强大，感受祖国在用心办国际大事、办国际实事的责任心与责任感。 Chapter4:The Nature of Geographic Data. (一)目的与要求 掌握如何设计数据库。 (二)教学内容要点： 4.1 Introduction 4.2The fundamental problem revisited
4 3.2 Digital representation 3.3 Representation for what and for whom? 3.4 The fundamental problem 3.5 Discrete objects and continuous fields 3.6 Rasters and vectors 3.7 The paper map 3.8 Generalization 3.9 Conclusion （三）思考与实践 数据是如何服务于表达的，不同数据格式的区别在哪里？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 在广州 CBD 核心地区的三维展示 授课目标： 1. 体会祖国强大，感受祖国在用心办国际大事、办国际实事的责任心与责任感。 Chapter 4: The Nature of Geographic Data. （一）目的与要求 掌握如何设计数据库。 （二）教学内容要点： 4.1 Introduction 4.2 The fundamental problem revisited 4.3 Spatial autocorrelation and scale
4.4 Spatial sampling 4.5 Distance decav 4.6 Measuring distance effects as spatial autocorrelation 4.7 Establishing dependence in space 4.8 Taming geographic monsters 4.9 Induction and deduction and how itall comes together (三)思考与实践 数据在哪些不同环境下会呈现出哪些不一样的特性？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS数据进行基础数据采集重要性 授课目标： 1.讲述国家在构建基础地理信息的努力成果，弘扬勇攀高峰的精神 Chapter 5:Georeferencing. (一)目的与要求 掌握空间分析的主要模型及内容。 (二)教学内容要点： 5.1 Introduction 5.2 Placenames 5.3Postal addresses and postal codes 5.4 Linear referencing systems 5.5 Cadasters and the US Public Land Survey System
5 4.4 Spatial sampling 4.5 Distance decay 4.6 Measuring distance effects as spatial autocorrelation 4.7 Establishing dependence in space 4.8 Taming geographic monsters 4.9 Induction and deduction and how it all comes together （三）思考与实践 数据在哪些不同环境下会呈现出哪些不一样的特性？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 数据进行基础数据采集重要性 授课目标： 1. 讲述国家在构建基础地理信息的努力成果，弘扬勇攀高峰的精神 Chapter 5: Georeferencing. （一）目的与要求 掌握空间分析的主要模型及内容。 （二）教学内容要点： 5.1 Introduction 5.2 Placenames 5.3 Postal addresses and postal codes 5.4 Linear referencing systems 5.5 Cadasters and the US Public Land Survey System
5.6 Measuring the Earth:latitude and longitude 5.7Projections and coordinates 5.8 Measuring latitude,longitude,and elevation:GPS 5.9Converting georeferences 5.10 Summary (三)思考与实践 地理配准为什么重要？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS数据配准在环境监测、天气预报中的重要作用 授课目标： 1.传达科学求真、探索真理的精神 Chapter6:Uncertainty. (一)目的与要求 掌握常用的应用模型。 (二)教学内容要点： 6.1 Introduction 6.2 U1:Uncertainty in the conception of geographic phenomena 6.3 U2:Further uncertainty in the measurement and representation of geographic phenomena 6.4 U3:Further uncertainty in the analysis of geographic phenomena 6 5 Consolidation
6 5.6 Measuring the Earth: latitude and longitude 5.7 Projections and coordinates 5.8 Measuring latitude, longitude, and elevation:GPS 5.9 Converting georeferences 5.10 Summary （三）思考与实践 地理配准为什么重要？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 数据配准在环境监测、天气预报中的重要作用 授课目标： 1. 传达科学求真、探索真理的精神 Chapter 6: Uncertainty. （一）目的与要求 掌握常用的应用模型。 （二）教学内容要点： 6.1 Introduction 6.2 U1: Uncertainty in the conception of geographic phenomena 6.3 U2: Further uncertainty in the measurement and representation of geographic phenomena 6.4 U3: Further uncertainty in the analysis of geographic phenomena 6.5 Consolidation
(三)思考与实践 G1S不确定性为什么不可以避免？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS在数据源中提高精度减少数据不确定性作出的努力，如高分系列卫星 授课目标： 1.学习祖国科研人员不断开拓创新勇于挑战的精神。 Chapter 7:GIS Software. (一)目的与要求 了解地理信息系统设计的过程。 (二)教学内容要点： 7.1 Introduction 7.2 The evolution of GIS software 7.3 Architecture of GIS software 7.4 Building GIS software systems 7.5GIS software vendors 7.6 Types of GIS software systems 7.7GIS software usage 7.8 Conclusion (三)思考与实践 为什么要进行系统平台二次开发。 (四)教学方法与手段
7 （三）思考与实践 GIS 不确定性为什么不可以避免？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 在数据源中提高精度减少数据不确定性作出的努力，如高分系列卫星 授课目标： 1. 学习祖国科研人员不断开拓创新勇于挑战的精神。 Chapter 7: GIS Software. （一）目的与要求 了解地理信息系统设计的过程。 （二）教学内容要点： 7.1 Introduction 7.2 The evolution of GIS software 7.3 Architecture of GIS software 7.4 Building GIS software systems 7.5 GIS software vendors 7.6 Types of GIS software systems 7.7 GIS software usage 7.8 Conclusion （三）思考与实践 为什么要进行系统平台二次开发。 （四）教学方法与手段
教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： L.我国超图与MapGIS等GlS平台软件的成就及最新进展 授课目标： 1.感悟祖国的强大，薇发同学爱国热情 Chapter 8:Geographic Data Modeling. (一)目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 (二)教学内容要点： 8.1Introduction 8.2GIS data models 8.3 Example of a water-facility object data mode 8.4Geographic data modeling in practice (三)思考与实践 数据模型为什么重要与为什么需要数字地球 (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS网络数据模型在高速铁路与机场网络中的应用研究 授课目标： 1.体会祖国的经济繁荣，激发同学爱国报国情怀
8 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. 我国超图与 MapGIS 等 GIS 平台软件的成就及最新进展 授课目标： 1. 感悟祖国的强大，激发同学爱国热情 Chapter 8: Geographic Data Modeling. （一）目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 （二）教学内容要点： 8.1 Introduction 8.2 GIS data models 8.3 Example of a water-facility object data model 8.4 Geographic data modeling in practice （三）思考与实践 数据模型为什么重要与为什么需要数字地球 （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 网络数据模型在高速铁路与机场网络中的应用研究 授课目标： 1. 体会祖国的经济繁荣，激发同学爱国报国情怀
Chapter9:GIS Data Collection. (一)目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 (二)教学内容要点： 9.I Introduction 9.2 Primary geographic data capture 9.3 Secondary geographicdata capture 9.4 Obtaining data sources(data transfer) 9.5 Capturing attribute data 9.6 Managing a data collection project (三)思考与实践 数据收集手段中常用的手段及其实现方式是怎样的？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GIS数据收集的高效性及其疫情防控的应用研究 授课目标： 1.体会祖国现代化成果，感受先进单位求真务实的作风，激发报国情怀。 Chapter 10:Creating and Maintaining Geographic Databases. (一)目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 (二)教学内容要点： 10.1 Introduction
9 Chapter 9: GIS Data Collection. （一）目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 （二）教学内容要点： 9.1 Introduction 9.2 Primary geographic data capture 9.3 Secondary geographic data capture 9.4 Obtaining data from external sources (data transfer) 9.5 Capturing attribute data 9.6 Managing a data collection project （三）思考与实践 数据收集手段中常用的手段及其实现方式是怎样的？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 数据收集的高效性及其疫情防控的应用研究 授课目标： 1. 体会祖国现代化成果，感受先进单位求真务实的作风，激发报国情怀。 Chapter 10: Creating and Maintaining Geographic Databases. （一）目的与要求 掌握如何进行专题地图输出 （二）教学内容要点： 10.1 Introduction
10.2 Database management systems 10.3 Storing data in DBMS tables 10.4 SQL 10.5 Geographic database types and functions 10.6 Geographic database desigr 10.7Structuring geographic information 10.8 Editing and data maintenance 10.9Multi-user editing of continuous databases 10.10 Conclusion (三)思考与实践 如何从数据库中挖掘数据？ (四)教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1.GS数据管理与国家安全 授课目标： 1.感受科研人员在自己行业与岗位的爱国主义精神 10
10 10.2 Database management systems 10.3 Storing data in DBMS tables 10.4 SQL 10.5 Geographic database types and functions 10.6 Geographic database design 10.7 Structuring geographic information 10.8 Editing and data maintenance 10.9 Multi-user editing of continuous databases 10.10 Conclusion （三）思考与实践 如何从数据库中挖掘数据？ （四）教学方法与手段 教学方法：讲授法、典型案例分析法和讨论法及自学指导法相结合，教学媒体应 用。本课程教学手段包括：基本教材、学习指导书、多媒体课件和电视录像，其中， 基本教材作为教学的主要媒体和课程考核的基本依据，系统全面地反映了本课程的全 部内容，学习指导书对课程的重点、难点进行方法性的指导。 课程思政点： 1. GIS 数据管理与国家安全 授课目标： 1. 感受科研人员在自己行业与岗位的爱国主义精神