面向21世纪课程教材 地理信息科学导论电子教案
地理信息系统电子教案第一章 绪 论
第一章绪论第一节GIS的基本概念一、信息、地理信息1、信息和数据信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图像等介质来表示事件、事物、现象等的内容、数量或特征，从而向人们（或系统）提供关于现实世界新的事实和知识，作为生产、建设、经营、管理、分析和决策的依据。
信息具有客观性、适用性、可传输性和共享性等特征。
信息来源于数据（Data）。
数据是一种未经加工的原始资料。
数字、文字、符号、图像都是数据。
数据是客观对象的表示，而信息则是数据内涵的意义，是数据的内容和解释。
例如，从实地或社会调查数据中可获取到各种专门信息；从测量数据中可以抽取出地面目标或物体的形状、大小和位置等信息；从遥感图像数据中可以提取出各种地物的图形大小和专题信息。
2、地理信息地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一切有用的知识，它是对表达地理特征与地理现象之间关系的地理数据的解释。
而地理数据则是各种地理特征和现象间关系的符号化表示，包括空间位置、属性特征（简称属性）及时域特征三部分。
空间位置数据描述地物所在位置。
这种位置既可以根据大地参照系定义，如大地经纬度坐标，也可以定义为地物间的相对位置关系，如空间上的相邻、包含等；属性数据有时又称非空间数据，是属于一定地物、描述其特征的定性或定量指标。
时域特征是指地理数据采集或地理现象发生的时刻/时段。
时间数据对环境模拟分析非常重要，正受到地理信息系统学界越来越多的重视。
空间位置、属性及时间是地理空间分析的三大基本要素。
3、地理信息的特征地理信息除了具有信息的一般特性，还具有以下独特特性：（1）空间分布性。
地理信息具有空间定位的特点，先定位后定性，并在区域上表现出分布式特点，其属性表现为多层次，因此地理数据库的分布或更新也应是分布式。
（2）数据量大。
地理信息既有空间特征，又有属性特征，另外地理信息还随着时间的变化而变化，具有时间特征，因此其数据量很大。
尤其是随着全球对地观测计划不断发展，我们每天都可以获得上万亿兆的关于地球资源、环境特征的数据。
“地理信息技术”教案
“地理信息技术”教案课程名称：地理信息技术教学目标：1.让学生了解地理信息技术的定义和基本概念。
2.掌握地理信息技术的常见应用。
3.培养学生的地理信息素养和解决问题的能力。
教学内容：1.地理信息技术的定义和概念。
2.地理信息技术的常见应用：GIS、GPS、RS。
3.地理信息技术在生活中的应用案例。
教学难点与重点：难点：地理信息技术的各种技术原理和应用范围。
重点：地理信息技术在生活中的应用案例。
教具和多媒体资源：1.投影仪和PPT。
2.GIS、GPS、RS的演示软件。
3.生活中的应用案例展示。
教学方法：1.激活学生的前知：回顾地理学的基本概念和地理信息的重要性。
2.教学策略：讲解、示范、小组讨论、案例分析。
3.学生活动：让学生使用GIS软件进行实践操作，理解GIS的基本原理和应用。
教学过程：1.导入：通过提问导入，让学生思考什么是地理信息技术，以及在生活中的常见应用。
2.讲授新课：首先介绍地理信息技术的定义和基本概念，然后分别讲解GIS、GPS、RS的原理和应用，最后通过案例分析，让学生了解地理信息技术在实际生活中的应用。
3.巩固练习：让学生使用GIS软件进行实践操作，理解GIS的基本原理和应用。
4.归纳小结：回顾本节课的主要内容，总结地理信息技术的各种应用和技术原理。
评价与反馈：1.设计评价策略：通过小组报告和实际操作进行评价，观察学生在实践操作中的表现和问题解决能力。
2.提供反馈：在评价结束后，对学生的表现进行总结和反馈，帮助他们了解自己的学习情况和需要改进的地方。
作业布置：1.搜集生活中的地理信息技术应用案例，并进行简要描述。
2.思考地理信息技术在未来可能的发展趋势，并写下自己的看法。
3.与同学分享自己对于地理信息技术的理解和认识，并听取他们的意见和建议。
教师自我反思：本节课的教学内容较为专业和复杂，需要在后续的教学中加强学生的实践操作和案例分析，帮助他们更好地理解和掌握地理信息技术的各种应用和技术原理。
地球信息科学导论教学讲义
目
录
第 O 章 绪论........................................................................................................................................................... 1 0.1 课程简介....................................................................................................................................................1 0.2 本课程的学习要求....................................................................................................................................1 0.3 学习方法....................................................................................................................................................2 0.4 教材与参考书籍........................................................................................................................................2 0.5 课程知识体系........
a041300020 地理信息科学导论(测绘工程版)教学大纲-2012版
《地理信息科学导论》教学大纲英文课程名称：Introduction to Geographic Information Science课程代码：a041300020课程类别：专业必修课学时：18学分：1开课学期：第一学期适用专业：地理信息系统专业本科、测绘工程专业本科考核方式：考查先修课程：无开课单位：地理信息与旅游学院一、课程简介地理信息科学是研究地理信息采集、分析、存储、显示、管理、传播与应用，及研究地理信息流的产生、传输和转化规律的一门科学。
具有明显的综合性特征，涵盖了地理、测绘以及计算机等相关学科的内容。
根据应用型人才培养要求，本课程教学主要以引导学生的空间思维为主，分别从自然地理学性质及发展历史、地理信息系统、测绘、地图、遥感、地理信息系统技术应用与发展等几个方面系统介绍地理信息的相关知识，以及相关学科的发展。
二、教学基本要求与内容安排（一）教学目的与要求教学目的：通过本课程的学习，让学生认识地理信息科学的学科构成，掌握相关学科的一些基本知识与学科特点，重点掌握地理信息系统、测绘、地图、遥感等相关技术的功能与应用，了解各自专业的培养目标与培养要求。
教学要求：学习本课程时须了解基础的地理知识，课程结束时，学生须理解完整的地理信息科学学科框架，以及各个相关学科的基本知识，为后续的GIS与测绘课程学习和应用打下基础。
（二）教学内容安排教学内容主要由四部分构成。
一是空间信息与地理学介绍，主要讲解空间信息科学入门、地理学性质与发展简史等；二是地理信息科学相关技术应用，主要讲解地理信息系统概论、测绘工程概论、地图学概论和遥感概论等；三是地理信息发展与应用，主要讲解地理信息系统应用发展和地理信息系统软件技术发展等；四是人才培养方案解读，主要讲解人才培养目标、人才培养规格要求、课程设置和教学过程与要求等。
（教学要求：A—熟练掌握；B—掌握；C—了解）三、习题课和课堂讨论内容教学过程中安排2个课时与学生进行交流，主要提供地理信息系统、地图、测绘、遥感等学科的几篇综合性文献，指导学生进行文献的阅读，并相互讨论感想，探讨学科的内容与发展。
[电子教案(PPT版本)]地理信息系统导论 (6)[18页]
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图6.3 几何变换通常包括三步：第一 步，把控制点更新到真实世界坐标； 第二步，利用控制点进行仿射变换； 第三步，将变换方程应用于输入要 素，生成输出图层
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均方根 (RMS) 误差
控制点的好坏通常用均方根（RMS）误差来衡量，即对控 制点实际位置（真实的）与估算位置（数字化的）之间偏差的估 量。
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控制点
控制点在确定仿射变换准确度中起关键作用（Bolstad 等 1990）。 控制点的选择因地图到地图的变换和影像到地图的变换而异。 地图到地图变换的控制点选择相对比较直接。我们只需要有已知真 实世界坐标的点。 影像到地图变换时的控制点通常也叫做地面控制点。地面控制点 (GCPs) 是影像坐标（用行和列显示）和真实世界坐标都能识别的点。 GCPs直接从卫星影像选取。因此，其地面控制点的选取并不像在数 字化地图上选取4个地理控制点那么直接。
第6章 几何变换
6.1 几何变换 6.1.1 地图到地图和图像到地图的变换 6.1.2 变换方法 6.1.3 仿射变换 6.1.4 控制点
注释栏6.1 变换参数的估算 注释栏6.2 仿射变换的输出
6.2 均方根（RMS）误差
注释栏6.3 仿射变换均方根误差
6.3 数字化地图上的均方根误差 6.4 像元值重采样
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数字化地图上的均方根误差
如果RMS误差在可接受的范围之内，通常我们会假设整幅 地图的变换也是可以接受的。 如果在数字化控制点或输入控制点的经纬度值时，出现大 的差错，该假设就是错误的。
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图6.4 由于输入或估算的tic点位置错误导致土壤界线位置的不准确。 图中细线代表正确的土壤界线，粗线代表错误的土壤界线。本例中， 在三分之一标准图幅（15.4″x 7.6″）上，上部两个控制点的x值增加了 0.2″，而下部两个控制点的x值减少了0.2″
地理信息系统导论第3版课程设计
地理信息系统导论第3版课程设计1. 引言地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集成了地理、信息、计算机等学科知识的综合性工具体系，广泛应用于地理领域和社会经济发展的各个方面。
本文将设计一门《地理信息系统导论》的课程，主要涉及GIS的基本理论、技术和应用，以帮助学生了解GIS的功能、特点、应用范围和发展趋势，从而培养学生的GIS思维和应用能力，提升其地理信息处理和分析能力。
2. 课程目标•了解GIS的历史背景、基本概念、技术发展和应用现状；•掌握GIS的基本原理、组成模块和操作方法；•熟练掌握常用的GIS软件、数据库和地图制图方法；•培养GIS思维和应用能力，解决实际问题和开展相关研究。
3. 课程内容3.1 地理信息系统基础•地理信息系统的历史、概念和功能；•地理信息科学的发展和应用领域；•地图投影、坐标系统和数据类型；•数据源、采集和处理方法。
3.2 地理信息系统技术•地理空间数据的组织、存储和管理；•空间数据查询、分析和可视化方法；•GIS软件的操作和应用方法；•数据库管理系统的原理和应用。
3.3 地理信息系统应用•土地利用、城市规划和环境保护；•医疗卫生、食品安全和应急管理；•旅游、文化遗产和资源管理；•生物多样性保护、气候变化和灾害风险评估。
4. 课程组织4.1 授课方式本课程采用面授和实践相结合的教学方式，一般采取1：1的授课模式，包括课堂讲授、案例分析、软件操作和作业演练等。
4.2 作业安排本课程的作业主要包括： - GIS数据的采集、处理和管理； - 地图制图和可视化分析； - 研究论文的撰写和报告。
4.3 课程评估本课程的评估主要根据以下几项指标： - 出勤率和参与度（20%）； - 作业质量和提交情况（40%）； - 期末考试（40%）。
5. 参考资料•薛严飞. 地理信息系统导论（第3版）[M]. 高等教育出版社，2018年；•周生路. 地理信息系统基础（第2版）[M]. 清华大学出版社，2019年；•赵立平. 地球空间信息科学（第3版）[M]. 科学出版社，2020年。
《地理信息系统概论》电子教案
《地理信息系统概论》电子教案第一章：地理信息系统概述1.1 课程介绍1.2 地理信息系统的定义1.3 地理信息系统的组成1.4 地理信息系统的发展历程1.5 地理信息系统在各领域的应用第二章：地理信息系统的技术基础2.1 遥感技术2.2 地图学基础2.3 计算机科学2.4 数据库管理系统2.5 网络技术第三章：地理信息系统的数据3.1 数据类型与分类3.2 数据获取方法3.3 数据处理与存储3.4 数据质量评价3.5 数据安全管理第四章：地理信息系统的软件与应用4.1 常见GIS软件介绍4.2 GIS软件的操作与应用4.3 地理信息系统在实际项目中的应用案例4.4 地理信息系统与相关软件的集成4.5 地理信息系统的未来发展趋势第五章：地理信息系统的编程与开发5.1 编程语言的选择5.2 常见GIS开发框架5.3 地理信息系统的二次开发5.4 基于Web的地理信息系统开发5.5 移动端地理信息系统开发第六章：空间数据的采集与处理6.1 空间数据采集的方法与工具6.2 空间数据的处理流程6.3 坐标系统与地图投影6.4 空间数据的标准化与质量控制6.5 空间数据的更新与维护第七章：地理数据库与管理7.1 地理数据库的类型与结构7.2 地理数据库的设计与管理7.3 空间数据库引擎（如ArcGIS Server, PostGIS）7.4 地理数据库的访问与共享7.5 地理数据库的安全性与隐私保护第八章：空间分析方法与应用8.1 空间分析的基本概念8.2 空间查询与空间统计8.3 空间分析算法与模型8.4 空间分析在实际项目中的应用案例8.5 空间分析的未来发展趋势第九章：地理信息系统可视化9.1 可视化的基本原则与技术9.2 地理信息系统中的可视化方法9.3 地图设计与制作9.4 三维可视化与虚拟现实9.5 可视化分析与决策支持第十章：地理信息系统的应用领域10.1 城市规划与管理10.2 环境监测与灾害管理10.3 土地管理与资源评估10.4 交通规划与导航系统10.5 农业与地理信息系统应用第十一章：地理信息系统的集成与interoperability 11.1 系统集成的重要性11.2 数据互操作性标准与协议11.3 系统集成技术及其挑战11.4 集成不同来源和格式的数据11.5 未来集成趋势与技术发展第十二章：Web GIS 与云计算12.1 Web GIS 的基本概念12.2 基于Web 的GIS 应用开发12.3 云计算在GIS 中的应用12.4 GIS 服务的部署与分发12.5 移动GIS 与跨平台应用第十三章：地理信息系统的项目管理13.1 项目管理的基本原则13.2 GIS 项目的生命周期13.3 项目规划与管理工具13.4 团队协作与沟通技巧13.5 GIS 项目风险管理与质量保证第十四章：地理信息系统的法律、伦理与社会问题14.1 地理信息的法律框架14.2 数据版权、隐私与合规性14.3 地理信息伦理问题14.4 社会影响与公众参与14.5 地理信息公平获取与社会正义第十五章：地理信息系统的未来发展15.1 技术进步与创新15.2 大数据与在GIS 中的应用15.3 实时GIS 与物联网15.4 地理信息系统的教育与培训15.5 地球观测与空间数据的未来重点和难点解析本文档为《地理信息系统概论》电子教案，涵盖了地理信息系统的基本概念、技术基础、数据处理、软件与应用、编程开发、空间数据采集与处理、数据库与管理、空间分析方法与应用、可视化、集成与互操作性、Web GIS 与云计算、项目管理、法律伦理与社会问题，以及未来发展趋势等知识点。
《地理信息系统概论》电子教案
▪ 地球空间信息学的基准； ▪ 地球空间信息标准； ▪ 地球空间信息的时空变化理论； ▪ 地球空间信息的认知； ▪ 地球空间信息的不确定性； ▪ 地球空间信息的解译与反馈； ▪ 地球空间信息的表达与可视化。
▪ 第1章 导论
§1.1 地理信息系统的基本概念 §1.2 地理信息系统的基本构成 §1.3 地理信息系统的功能简介
§1.4 地理信息系统的发展透视
▪ 第2章 地理信息系统的数据结构
§2.1 地理空间及其表达 §2.2 地理空间数据及其特征 §2.3 空间数据结构的类型 §2.4 空间数据结构的建立
第二节 地理空间数据及其特征
空间数据的计算机表示
指通过利用确定的数据结构和数据模型来 表达空间对象的空间位置、拓扑关系和属性
第二节 GIS的基本构成
系统硬件
由主机、外设和网络组成，用于存储、处理、传输 和显示空间数据。
系统软件
由系统管理软件、数据库软件和基础GIS软件组成， 用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、 建模和输出等操作。
空间数据库
由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数 据的存储、管理、查询、检索和更新等。
电子教案仅提供了一个基本的思路和框 架。教师在授课时可以根据实际情况进行调 整与修改。
电子教案由黄杏元、马劲松等设计制作。 在编制过程中，还得到高等教育出版社徐丽 萍副编审的鼓励与支持。在电子教案出版之 际，谨对所有关心和支持这项工作的单位和 个人表示衷心的感谢！
不当之处敬请广大师生批评指正。 联络信箱:
2学时 2学时
2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
两大教学环节组成 ，总学时为 80学时， 具体安排如下：
课堂教学(52学时) 上机实习(28学时)
课堂教学（52学时）
第1章 导论
§1.1 地理信息系统的基本概念 §1.2 地理信息系统的基本构成
(2学时)
§1.3 地理信息系统的功能简介
§1.4 地理信息系统的发展透视
电子教案仅提供了一个基本的思路和框 架。教师在授课时可以根据实际情况进行调 整与修改。
电子教案由黄杏元、马劲松等设计制作。 在编制过程中，还得到高等教育出版社徐丽 萍副编审的鼓励与支持。在电子教案出版之 际，谨对所有关心和支持这项工作的单位和 个人表示衷心的感谢！ 不当之处敬请广大师生批评指正。 联络信箱: huangxy@实习6 初识MapInfo 屏幕数字化 数字化图形的编辑 MapInfo与数据库:空间库与属性库的建立 无缝图层的建立 地理编码 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时 2学时
实习7
实习8 实习9 实习11
地理分析功能
数据库应用:空间数据与属性数据的双向查询 数据信息统计 用户界面设计
majs@
教学大纲简介
课程特点和基本要求 教学内容和学时分配
考核方式与参考书目
课程特点与基本要求
课程特点
GIS是一门典型的交叉性学科
因此，学生要学好GIS，首先必须要做好“GIS” (Gentlemanlike, Intelligence, Smile。即博大(共建共 享)、智能(开发创新)、微笑(微笑服务) )。
煤炭工业出版社，1997
张超等.地理信息系统实习教程 .北京：高等
第2章 地理信息系统的数据结构
§2.1 地理空间及其表达 §2.2 地理空间数据及其特征
(6学时)
§2.3 空间数据结构的类型
§2.4 空间数据结构的建立
第3章 空间数据的处理
§3.1 空间数据的坐标变换 §3.2 空间数据结构的转换 §3.3 多源空间数据的融合
(6学时)
§3.4 空间数据的压缩与综合
2学时
2学时 2学时
实习10 专题地图的绘制
实习12 模块设计 实习13 MapBasic文件操作 实习14 MapInfo与其他程序的集成方法(OLE)
2学时
2学时 2学时 2学时 2学时
考核方式与参考书目
考核方式
本课程的教学应坚持理论与实践相统一的 原则，考核方式包括平时提问、期中检查、 期末考试和上机实习成果考评等；
§3.5 空间数据的内插方法 §3.6 图幅数据边沿匹配处理
第4章 地理信息系统空间数据库
§4.1 空间数据库概述
(8学时)
§4.2 空间数据库概念模型设计：传统的数据模型 §4.3 空间数据库概念模型设计：语义数据模型和 面向对象数据模型 §4.4 空间数据库逻辑模型设计和物理设计 §4.5 GIS空间时态数据库
掌握地理信息系统的基本技术和方法，具有应用 MapInfo或ArcInfo软件从事空间数据的采集、存 储与管理、处理、分析和图形创造的基本技能；
初步具有应用 GIS 技术开展地学研究的能力，包 括地学应用模型的构建，应用型 GIS 的设计，主 要GIS软件系统的使用和评价等。
教学内容与学时分配
面向21世纪课程教材
使用说明
本电子教案，是为了方便教师与学生使 用面向二十一世纪课程教材《地理信息系统 概论（修订版）》(黄杏元、马劲松、汤勤 编著，高等教育出版社，2001)而制作的。 电子教案按照教材的章节体系设计，并 辅以图表的形式，力图以形象生动简洁的方 式传达各章的教学重点、教学难点以及可供 选择的教学活动。
第六章是在前面各章教学基础上的总 结，要求教师通过 1~2 个应用模型融入前
述各章所介绍的内容、方法和相关的操
作，使学生了解应用GIS技术解决实际应用 问题的原理、方法和过程。
第六章的第一节和第二节包含基本概念 和应用范例，为必修内容。其余各节可根 据实际情况，由教师选择作为课堂讨论、
上机实习或课程论文的内容。
GIS是一门实践性很强的学科
因此，要重视技能训练，重点掌握ArcInfo等基 础GIS软件的操作和使用。
GIS是一门迅速发展中的学科
因此，要经常阅读有关的文献资料，掌握GIS学 科的发展趋势，努力更新自己的知识，不断提高自 己的能力。
基本要求
本课程旨在使学生掌握地理信息系统的基本原 理、技术方法和实际应用，了解其主要应用领域和 发展方向，并为从事GIS的地理学应用和应用型地理 信息系统的开发奠定基础。具体要求如下： 了解地理信息系统的基本原理，包括空间数据的 语义学基础、 GIS 的科学定义、空间关系和空间 对象的表达、空间数据结构和类型、空间分析原 理和地学模型方法等；
本课程采用的结构化考核和评分方法为： 学生的总成绩（100分）= 平时提问和课堂 讨论成绩（ 20分） + 上机实习和课程设计 成绩（40分）+ 期末考试成绩（40分）。
考核方式与参考书目
参考书目
龚健雅 . 地理信息系统基础 . 北京：科学出版
社，2001
郭达志等.地理信息系统基础与应用.北京：
第5章 空间分析的原理与方法
§5.1 数字地面模型分析 §5.2 空间叠合分析
(10学时)
§5.3 空间缓冲区分析
§5.4 空间网络分析 §5.5 空间统计分析
§5.6 空间数据的集合分析和查询
第6章 地理信息系统的应用模型
§6.1 GIS应用模型概述 §6.2 适宜性分析模型 §6.3 发展预测模型 §6.4 位址选择模型
(8学时)
§6.5 交通规划模型
§6.6 地学模拟模型 §6.7 专家系统概述
第7章 地理信息系统的设计与评价
§7.1 GIS设计概述 §7.2 地理信息系统的设计
(6学时)
§7.3 地理信息的标准化
§7.4 地理信息系统的评价
第8章 地理信息系统产品的输出设计(6学时)
§8.1 地理信息系统产品的输出形式 §8.2 地理信息系统图形输出系统设计 §8.3 地理信息系统的可视化与虚拟现实