《GIS三维建模与可视化》本科课程教学大纲

《GIS三维建模与可视化》本科课程教学大纲
一、《GIS三维建模与可视化》课程说明
（一）课程代码：Q1320280
（二）课程英文名称：GIS 3D modeling and visualization
（三）开课对象：地理信息科学专业
（四）课程性质和地位：
《GIS三维建模与可视化》是地理信息科学专业的专业选修课。

空间信息的存储与管理一直是地理信息系统（GIS）的核心问题，而地理数据模型则是这个核心中的核心，本课程的教学就是以空间数据的模型与空间分析方法为基础，重点讲述基于空间数据结构的三维建模方法与实际应用。

（五）课程教学基本要求：本课程阐述了三维地理数据建模的理论、技术与实现方法，涉及三维数据结构、数据获取、空间建模、空间分析和可视化表达等多个方面，并以geodatabase为例介绍地理数据库的设计与实现。

要课程主要集中表达以下几个问题：如何进行三维数据管理、三维空间数据的制作、三维空间表面表面的显示、对三维表面的坡度、坡向、可视域分析、三维可视化表达。

（六）教学内容、学时数、学分数及学时数具体分配
学时数：32学时
学分数：2学分
（七）教学方式
课堂讲授式、上机软件操作、案例演示与讨论。

（八）教学方法
以多媒体理论讲授式、软件操作并部分案例讨论结合为主要形式的课堂教学。

（九）考核方式和成绩记载说明
1.考核要求：考试课
2.考核方式：卷面考试+软件操作相结合
3.考试成绩：严格考核学生出勤情况，达到学籍管理规定的旷课量取消考试资格。

综合成绩根据平时成绩和期末成绩评定，平时成绩占15%，期中成绩占15%，期末成绩占70%。

二、讲授大纲与各章的基本要求
第1章绪论
教学要点：通过图片、文字等多媒体的展示，让学生对GIS三维建模与可视化有一个初步的认识和了解，降低学生对本门课程的陌生感，并增加其学习的兴趣和热情。

重点要求掌握地理信息科学的历史和发展现状，对前沿问题进行探讨和领会。

教学时数：4学时
教学内容：
第1章绪论
1.1 概述
1.2 三维GIS平台技术现状
1.2.1 平台体系架构
1.2.2 功能层次结构
1.3 三维GIS平台应用及发展趋势
1.3.1 应用现状
1.3.2 发展趋势
1.4 小结
教学重点和难点：
1.三维GIS平台技术现状
2.三维GIS平台应用及发展趋势
第2章三维GIS数据管理
教学要点：对三维空间及三维空间模型进行了解，并重点掌握三维空间数据的管理，进行相关案例、图片、视频等教学方式的展示，加深学生对抽象知识的了解。

教学时数：4学时
教学内容：
第2章三维GIS数据管理
2.1 三维空间数据模型
2.1.1 典型三维空间数据模型
2.1.2 基于规则库的三维空间数据模型
2.2 三维空间数据组织
2.2.1 三维空间索引结构及分类
2.2.2 三维金字塔式数据组织
2.3 三维空间数据管理
2.3.1 多源数据融合
2.3.2 三维空间数据管理方式
2.3.3 一体化无缝集成管理
2.4 小结
教学重点和难点：
1.三维空间数据组织知
2.三维空间数据管理
第3章三维GIS模型构建
教学要点：三维GIS建模的基本方式、手段、实现途径和具体操作流程和方法，重点突出使用三维软件进行建模的能力培养和实际软件操作应用能力。

教学时数：18学时
教学内容：
第3章三维GIS模型构建
3.1 三维建模技术现状
3.2 空中物质建模
3.3 地上景观建模
3.3.1 基于二维GIS数据的三维建模
3.3.2 基于遥感影像的三维建模
3.3.3 基于激光扫描系统的三维建模
3.3.4 基于CAD模型的三维建模
3.4 数字地形建模
3.4.1 基于真实数据的地形生成技术
3.4.2 基于分形算法的地形建模技术
3.4.3 基于数据拟合的地形仿真技术
3.5 三维地质建模
3.5.1 三维地质建模方法与技术
3.5.2 层状地质体建模
3.5.3 复杂地质体建模
3.5.4 三维地质属性建模
3.6 小结
教学重点和难点：
1.地上景观建模；
2.数字地形建模
第4章三维GIS可视化
教学要点：学习三维GIS可视化的一般过程及流程，重点掌握几种常用可视化方法和模式，并能数量掌握制作实际案例作品。

教学时数：4学时
教学内容：
第4章三维GIS可视化
4.1 三维可视化的发展
4.2 空中物质可视化
4.3 地上景观可视化
4.4 数字地形可视化
4.4.1 三维空间数据可视化的基本流程
4.4.2 基于体素地理数据的可视化
4.5 三维地质模型可视化
4.5.1 三维地质数据体视化概念
4.5.2 三维地质数据体视化技术
4.6 一体化集成显示
4.6.1 三维场景管理与可视化策略
4.6.2 大规模体数据可视化
4.6.3 虚拟现实展示技术
4.7 小结
教学重点和难点：
数字地形可视化
考核要求：
1.绪论（识记）
2.三维GIS数据管理（识记）
3.三维GIS模型构建（应用）
4. 三维GIS可视化（领会）
三、推荐教材和参考文献
实验指导书：
《大型三维GIS平台技术及实践》，吴信才，电子工业出版社，2013年出版。

参考文献：
《GIS工程师训练营：SuperMap GIS二三维一体化开发实战》，SuperMap图书编委会，2013年出版。

《道路交通网络三维GIS数据组织与可视化》，测绘出版社，左小清著，2011年出版。

《地理信息系统原理、方法和应用》，科学出版社，邬伦等著，2010年出版。

《计算机地图制图》，艾自兴，龙毅，武汉大学出版社，2006年出版。

编写负责人：冯安峰教研室主任：分管副院长：。