GIS竞赛下的地理信息系统教学设计
一、GIS大赛的主要内容
GIS大赛总共有四个赛场，这四个赛场在每届举行大赛前都会
设计一个主体或则创意，每年的参加比赛的大学生也不断增加，比
赛的形式越来越新颖，比赛的内容越来越丰富。比赛的分组依据是
根据大学生学习阶段的不同，掌握的知识类型和结构的不同来划分。这四个大赛组织方在设计比赛的内容上也各不相同。从整体上来说，GIS比赛的赛事划分是根据比赛的难易程度来区分，将其分为空间
分析比赛组、软件创新开发比赛组以及制图比赛组。例如，在空间
分析比赛组中，参赛选手在选择比赛题目时，可以选择赛会提供的
比赛题目，或者也可以自己选择参赛题目，不过在比赛中要求参赛
选手必须使用大赛给出的指定赛事框架，不能够进行任何的编程工作，来完成比赛中和空间分析有关的事情，这一项严格的考验着参
赛选手的综合实力。
二、通过GIS比赛看出的教学问题
(一)运用在教学中的内容已经落后在GIS学科上一个非常明显
的特征就是，知识内容新颖，更新速度飞快，运用的教学技术先进。这对于在现实生活中的实践教学来说就提出了一个严格的要求，那
就是在进行教学时所选择的教学内容要跟得上科技发展的潮流。但是，目前各大高校的教师有许多在进行授课时，特别是进行实验课
时依旧使用着之前的很多年的课本，进行着多年不变的实验研究，
教给学生们陈旧的实验内容和结果，这些都显然更不上GIS的发展，所以，一定要尽快创新教学实验的方式和内容，不断更新出更有价
值的教学内容。
(二)安排课程不合理在许多高校里，参加GIS比赛的大学生多
数都是大二、大三的学生，因为相关专业的课程在设置上比较靠后，大部分的学生都不具备充足的专业知识和专业技能，许多的参赛学
生都无法依照比赛的题目做出突出、高效的设计案例，在设计时不
够系统，表达主题不鲜明，论证的资料不充足。
(三)学生参与实践较为被动在高校中进行相关的实践教学时，
因为学校当下所现有的教学设备和资源的不完善，进行最基本的实
践活动都难以实现，学生们发现的一些创新之处就更难以付诸于实践。在许多状况下，学生们都只能选择被动的听从教师的教学安排，进行能够实现的简单实验研究，也只能够在教学实践基底已有的条
件下进行实践训练，其实通常都在不断的重复简单的劳动，这样的
学习方式，无法顺应学生的发展要求，学生们发挥不出主观能动性，教学效果远远达不到预期水平。
三、GIS竞赛的地理信息系统专业教学体系设计
通过以上的教学分析，找出教学存在的问题，这就要求在进行GIS教学活动的时候要创新教学思路，抓住当前人才培养的目标，
将学生与GIS的专业特点进行紧密联系，并从这个角度出发进行思考，这样才能够全面的将GIS的理论教学发挥出来，并与当下的实
践教学进行结合，利用实践的手段让学生们用直观的方法来理解
GIS中较为抽象的知识和理论，从基础上提升学生们的技能，提高
学生的学习热情。因此，下文将从地理信息系统专业的教学内容和
教学创新模式上出发，进行探索。在选择教学内容上，要着重注意
理论知识和实践能力的结合，更多的增设实验内容，让学生们所参
加设计性的实验课。要想符合参加GIS比赛的比赛要求，学校应该
将比赛所用到的知识内容相应的在课程上进行提前，不要总放在教
学的最后阶段，应该在大三学年还没结束的时候就让学生掌握所有
第一章：导论 1、地理信息系统 地理信息系统的定义 在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、计算、分析、显示和描述的技术系统。其目的是为土地利用、自然资源管理、环境、交通、城市市政设施以及其它管理内容的规划和管理等领域提供决策支持。 地理信息系统（Geographic Information System GIS）的定义 （1）工具角度(Tools)：GIS是在计算机硬件、软件及网络技术支持下，对有关空间数据进行输入、处理、存贮、查询、检索、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。 （2）学科角度(Science) ： GIS是集计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科。 （3）服务角度 (Service ) ： GIS是服务于GIS可用于土地管理、房地产经营、污染治理、环境保护、交通规划、上下管线管理、市政工程服务和城市规划、自然资源调查、环境研究、土地详查与利用、森林管理、农作物估产、各种灾害预测与防治、国民经济．调查和宏观决策分析等。 地理信息系统具有以下4个的特征： 1、地理信息系统的外壳是计算机化的技术系统，它又有若干相互关联的子系统构成，如数据采集子系统、数据管理子系统、数据处理和分析子系统、图象处理子系统、数据产品输出子系统等。这些子系统功能的强弱，直接影响在实际应用中对地理信息系统软件和开发方法的选型。 2、地理信息系统操作的对象是地理空间数据，即由点、线、面这三类基本要素组成的地理实体。地理空间数据的最根本特点是每一个数据都按统一的地理坐标进行编码（地理编码），实现对其定位、定性和定量描述。只有在地理信息系统中，才实现了空间数据的空间位置、空间属性和时态三种基本要素的统一。 3、地理信息系统的技术优势在于它的数据综合、模拟和空间分析评价能力，可以得到常规方法或普通信息系统难以得到的重要信息，实现地理空间过程的演化和预测。 4、地理信息系统的成功应用更强调组织体系和人的因素的作用。这是由地理信息系统的复杂性和多学科交叉性所要求的。 分类 1、地理信息系统按照范围大小可分为全球的、区域的和局部的三种，分别适用于所研究对象的特征、内容以及所要解决的问题的性质。 2、按照表达空间数据维数，可分为2维、2.5维和布满整个三维空间的真三维地理信息系统，以及考虑时间维的时态地理信息系统，或4维地理信息系统。 3、按照地理空间数据模型或数据结构，可分为地理相关模型、地理关系模型、面向对象的模型的地理信息系统。 4、按照内容来分，可以分为专题地理信息系统、综合地理信息系统和地理信息系统工具。 1.1信息和数据 信息（Information）是用文字、数字、符号、语言、图形、图象等介质或载体，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。 信息的特点：客观性适用性可传输性共享性 数据（Data）是指对某一事件、事务、现象进行定性、定量描述的原始资料，包括文字、数字、符号、语言、图形、图象以及它们能转换成的形式。 1.2地理信息和地理数据 1.地理信息
地理信息系统原理 第一章绪论 1.数据：①狭义：为人们获得信息前后对事物认识的差别 ②广义：指主体（人、生物和机器）与外部客体（环境、其 他人、生物和机器）之间相互联系的一种形式。是 主体与客体之间一切有用的消息和知识，是表征事 物特征的一种普遍形式。 2.信息：是用数字、文字、符号、语言等介质来表示事件、事物、现 象等的内容、数量或特征。 3.信息的特征：客观性、适用性、可传输性和共享性。 4.信息和数据的关系：信息来源于数据，数据是未加工的原始资料， 数据对实体行为产生影响时才成为信息。数据是信息的内容和解释，信息是数据的载体和表达。 5.地理信息：是指与所研究对象的空间地理分布有关的信息，它表示 地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。 6.地理信息的特征：其属于空间信息、区域性、多维结构（多层次性）、 时序特征（动态变化特征）。 7.信息系统：能对数据和信息进行采集、储存、加工和再现，并能回 答用户一系列问题的系统称为信息系统。 8.信息系统的四大功能：数据的采集、管理、分析和表达。 9.地理信息系统：是一种特定而又十分重要的空间信息系统，它是以 采集、贮存、管理、分析和描述（五大功能）整个或部分地球表面
（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间系统。10.地理信息的分类：①按研究对象的分布范围分：全球和区域；②按 GIS功能分：工具型和应用型；③按研究对象的性质和内容分：综合和专题；④按GIS的数据结构分：矢量、栅格和混合；⑤按研究对象的空间分布特征分：2D、2.5D、3D、4D。 11.地理信息系统国内外发展对比： 12.地理信息系统和其他学科的区别： 地 区
“地理信息系统及其应用”教学设计(湘教版) 一、教材分析“地理信息系统及其应用”一节由理论、案例及应用等内容组成，并以一个传统地图实践应用的案例引入正文，这样编写的初衷是为了点出地图独特的功能，引出被喻为电子地图的地理信息系统在类似实践应用中将有更为灵活强大的功能。 本节以两个一级提纲作为纲要引领全文，在第一个标题“地理信息系统”中，包括“地理信息系统的概念”、“地理信息系统的发展”、“地理信息系统的组成”、“地理信息系统的工作过程”四个内容。第二个标题“地理信息系统与城市管理”包括地理信息系统在各行各业中的应用。教材编写的目的旨在通过学生对地理信息系统及其应用的学习，培养其对地理信息技术学习的一般方法和过程，达到课程标准的要求。 二、学情分析 地理信息技术是比较前沿的学科知识，学生对这部分知识了解并不多，学习的难度较大。在教学过程中可尽量运用具体实例讲解，并通过资料收集、整理的过程，让学生感受到地理信息系统在社会生产和生活中的具体意义，从而降低学习的难度，提高学生学习的积极性，达到课程标准要求。 三、教学目标 知识与技能：了解地理信息系统基本概念；了解地理信息系统的最基本工作过程；了解地理信息系统专业软件的基本发展与应用状况；了解地理信息系统的基本硬件和软件系统，并初步了解各基本构成的作用。 过程与方法：在实践活动中，通过考察、实习等了解地理信息系统的应用领域；通过地理信息系统在生产、生活实践中的应用实例，了解国内外地理信息系统的基本应用情况；在具体应用中，了解地理信息系统的组成、分工和基本工作原理。 情感、态度与价值观：认识地理信息技术的革命性意义；培养信息收集、处理与分析的地理素养；形成在网络中获取信息的意识。 四、教学重难点
《地理信息系统及其应用》教案 教学目的： 1、了解gis的基本构成。 2、了解gis的基本功能，理解gis在城市管理中的作用。 3、会使用常见的gis产品，能使用电子地图查询所需信息。 重点与难点： gis基本原理；了解gis在城市管理中的应用 教学过程： 导入：探索活动：问题：gis是如何做到预防犯罪的？（学生答）其操作过程是什么？（犯罪地点）数据采集——数据处理、分析（空间分析）——分析犯罪频率与犯罪模式（哪些地方易发生哪些案件）——据分析信息，分配警力
问题：gis具有哪些功能？空间分析（犯罪的空间分布），模式分析（犯罪案件与其它因素的相关性），趋势分析（分析哪些地方可能发生案件），决策应用（分配警力） 一、gis 1、概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。 2、功能： 制作电子地图数据采集 空间查询数据分析 空间分析决策应用 模拟空间规律和发展趋势 3、工作流程：如p96图 4、构成：硬件软件数据人员（其中软件是核心）
gis与其它系统的区别 gis有别于dbms(数据库管理系统)。gis具有以某种方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这gis是能对空间数据进行分析的dbms,gis必须包含dbms。gis有别于mis(管理信息系统)。gis要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用。mis则只有属性数据库的管理。 gis：突出空间数据，反映的信息为地理信息。 二、gis应用：（可以解决的四类基本问题） 1、与分布、位置有关的基本问题 显示了gis对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题： （1）对象（地物）在哪里？ （2）哪些地方符合特定的条件？
地理信息系统原理复习资料 第一章地理信息系统概论 ●地理信息系统的定义 地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库（Geospatial Database）为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 ●地理信息系统的核心问题 ?位置：即在某个特定的位置有什么。 ?条件：即什么地方有满足某些条件的东西。 ?变化趋势：需要综合现有数据，以识别已经发生了或正在发生变化的地理现象。 ?模式：是分析与已经发生或正在发生事件有关的因素。 ?模型：该类问题的解决需要建立新的数据关系以产生解决方案。 ●地理信息系统的功能 ?数据采集、监测与编辑 ?数据处理 ?数据存储与组织 ?空间查询与分析 ?图形与交互显示 ●地理信息系统的构成 一个完整的GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 第二章空间数据模型 ●空间实体具有的基本特征 ?空间特征：包括空间位置特征、空间关系特征。 ?属性特征：属性特征也称为非空间特征或专题特征。 ?时间特征：时间特征是指空间实体随着时间变化而变化的特性。 ●要素模型的基本概念 基于要素的空间模型强调了个体现象，该现象以独立的方式或者以与其它现象之间的关系的方式来研究。基于要素的空间信息模型把信息空间分解为对象（Object）或实体（Entity）。一个实体必须符合三个条件： ?可被识别； ?重要（与问题相关）；
GIS原理与应用课程教学大纲 课程名称：GIS原理与应用课程编号：H01707 英文名称：Geographic Information System 课程属性：必修课 学时：56 学分：3.5 先修课程：数据结构、数据库原理 适用专业：地理信息系统 一、课程简介 地理信息系统课程内容主要包括：地理信息系统的基本概念、原理；地理空间数据概念；如何实施一项地理信息工程；如何获取空间地理数据；如何保障空间数据的可用性；如何获得属性数据；如何管理空间和相应的属性数据，建立空间数据库；如何进行与地学等学科专业有关的空间分析；如何评价空间分析结果等内容。通过本课程的学习，学生能够了解地理信息系统的基本概念，主要应用领域和发展方向，掌握地理信息系统的基本理论和技术方法，为从事地理信息系统的应用、开展和研究奠定理论与技术基础。教学运用多媒体课件，以课堂讲授为主，结合课堂演示，加强理论与实践相结合。 二、课程内容及学时分配 教学环节课时安排 讲课习题课讨论课实验课上机其它合计 40 16 56 第一单元：GIS绪论(建议学时数：4学时） 【学习目的和要求】 1.知识掌握:GIS概念、构成、功能与应用、GIS发展动态。 2.能力培养:通过学习，提高学生思维方法、创新意识、分析解决实际问题、动手能力等。 3.教学方法:运用多媒体课件，以课堂讲授为主，结合课堂演示，加强理论与实践相结合。 【重点】 GIS本质概念和特点、GIS基本功能和应用功能 【难点】 空间数据和GIS应用模型 第二单元：GIS空间数据结构和数据模型(建议学时数：6 学时） 【学习目的和要求】 1.知识掌握:GIS空间数据结构和数据模型。 2.能力培养:掌握空间数据结构建立的定义，通过学习，提高学生思维方法、创新意识、分析解决实际问题、动手能力等。 3.教学方法: 运用多媒体课件，以课堂讲授为主，结合课堂演示，加强理论与实践相结合。 【重点】 地理实体的特征和描述地理实体数据的类型、矢栅数据结构的不同，相互转换方法，用矢栅一体化的概念组织数据的思想。
南京信息工程大学地理信息系统原理试卷（一）一、单项选择 (每小题 2 分，共20 分) 1．世界上地理信息系统的普遍发展和推广应用的阶段是20世纪（C ）年代： A. 60年代 B. 70年代 C. 80年代 D. 90年代 2．以下不属于GIS输出设备的为（B ） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置 3、在地理信息系统中，空间线对象是（B）：. A． 0维特征 B. 1维特征 C. 2维特征 D. 3维特征. 4、空间图形的不同类元素之间的拓扑关系称为：（ B ） A．拓扑邻接B．拓扑关联C．拓扑包含 D．拓扑相交 5、获取栅格数据的方法有：（ C ） A．手扶跟踪数字化法B．屏幕鼠标跟踪数字化法 C．扫描数字化法D．人工读取坐标法 6、栅格结构的特点是：（ C ） A．定位明显、属性隐含B．定位明显、属性明显 C．定位隐含、属性明显D．定位隐含、属性隐含 7、在空间数据库概念模型中，下面不属于传统数据模型的是：（ D ） A．层次数据模型B．网络数据模型C．关系数据模型D．面向对象数据模型 8、描述图形在保持连续变化状态下，图形关系保持不变的性质．或空间实体之间的关 系的数据为：（B） A．属性数据B．拓扑数据C．几何数据D．统计数据 9、在栅格数据获取过程中，为减少信息损失提高精度可采取的方法是：（B ） A.增大栅格单元面积 B.缩小栅格单元面积 C.改变栅格形状 D.减少栅格总数 10、GIS区别于其它信息系统的一个显著标志是：（ A ） A.空间分析 B.计量分析 C.属性分析 D.统计分析 11、数据处理是GIS的基本功能之一，对数据从一种数据格式转换为另一种数据格式， 包括结构转换、格式转换、类型转换等，这种数据处理为（A ） A. 数据重构 B. 数据变换 C. 结构转换 D. 数据抽取 12、通过建立一种投影变换为另一种投影的严密或近似的解析关系式，直接由一种投影 的数字化坐标X,Y变换到另一种投影的直角坐标X,Y，这种投影转换方法称为（A） A.正解变换 B. 反解变换 C. 数值变换 D. 几何纠正 13、以下哪些不属于栅格数据结构的特点（A ）
绪论第一章 0、地理信息系统基本概念 0.1、地理（空间）数据： 地理空间数据是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等，由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他通讯系统输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。 0.2、地理（空间）信息： 是指表征地理圈或地理环境固有要素或物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形等的总称。 0.3地理信息系统： 是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 说明： 1.是计算机系统 2.操作对象：空间数据 3.基本功能：采集、管理、处理、分析、建模、显示 4.其技术优势在于其数据综合、模拟和分析评价能力，实现地理空间过程演化的模拟和预测 5.与地理学和测绘学关系密切 GIS的定义框架GIS在信息系统中的地位和分类 0.4GIS的基本构成 ?GIS主机：大型、中型、小型机，工作站/服务器、微型计算机 ?GIS外部设备： 1．输入设备：数字化仪、扫描仪、解析和数字摄影测量设备、全站仪等 2．输出设备：绘图仪、打印机、图形显示终端等 3．数据存贮与传送设备：磁带机、光盘机、活动硬盘、U盘、MP3等 ?GIS网络设备：布线系统、网桥、路由器、交换机等 0.5GIS组成—软件—空间数据—人员 0.6GIS的功能 1．数据采集: 数据是GIS的血液，贯穿于GIS的各个过程 2．数据编辑与处理:原始数据不可避免的存在误差，需要对其编辑和格式转换等处理，因此GIS应提供强大的、交互式的编辑功能，包括图形编辑、数据变换、数据重构、拓扑建立、数据压缩、图形数据和属性数据的关联。 3．数据存储、组织和管理: GIS的数据结构：矢量数据结构、栅格数据结构 GIS数据的组织和管理：文件-关系数据库混合管理、全关系型数据管理、面向对象数据管理4．空间查询和空间分析
地理信息系统概论 第一章 1、数据是通过数字化并记录下来可以被识别的符号，用以定性或定量地描述事情的特征和状况。 2、信息是指主体与外部客体之间相互联系的一种形式，是主体和客体之间的一切有用的消息或知识，是表征事物特征的一种普遍形式。 2(1) 信息与数据的关系：数据是信息的表达式，是信息的载体。 2（2）信息的特点：a.信息的客观性;b.信息的适用性 ;c.信息的传输性; d.信息的共享性. 3、数据处理是指对数据进行收集、筛选、排序、归并、转换、存储、检索、计算，以及分析和预测等操作。 4、地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理含义。 5、地理信息的特征：空间特征、属性特征、时序特征。 6、地理信息系统是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 7、地理信息系统的基本构成：系统硬件、系统软件、空间数据、应用人员和应用模型。 8、地理信息系统的基本功能：数据采集与编辑、数据存储与管理、数据处理与变换、空间分析和统计、产品制作与演示、二次开发和编程。（最基本功能：数据采集、管理处理、分析和输出） 9、地理信息系统的应用功能：资源管理、区域规划、国土监测、辅助决策。 10、GIS发展状况： 1、地理信息系统已成为一门综合性技术 2、地理信息系统产业化的发展势头强劲 3、地理信息系统网格化已构成当今社会的热点 4、信息系统科学的产生和发展 第二章 1、空间数据的分类：（1）按数据来源：地图数据，影像数据，文本数据。 （2）按数据结构：矢量数据，栅格数据。 （3）按数据特征：空间数据，非空间属性数据。 （4）按几何特征:点，线，面、曲面，体 2、按数据发布形式：数字线画图（DLG），数字栅格图（DRG），数字高程模型（DEM），数字正射影像图（DOM）。 3、空间数据的基本特征: ①空间特征：指地理现象和过程所在的位置、形状和大小等几何特征，以及与相地理现象和过程的空间关系。 ②属性特征：指地理现象和过程所具有的专属性质。 ③时间特征：指一定区域内的地理现象和过程随着时间的变化情况。 4、空间数据的基本信息：（P44） （1）三条呈不同分布状态的交通线：一条近乎直线(C1和C2组成)，一条呈S形（C3），另一条为环状(C4)。表示它们在地球表面上呈不同分布状态，称为定位信息。 （2）三条分别具有不同等级的交通线：近乎直线的C1和C2为主干道，呈S形的C3为
地理信息系统原理考 试重点
名词解释: 地理信息系统：是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并回答用户问题等为主要任务的技术系统。 空间拓扑关系:拓扑关系是指网结构元素结点、弧段、面域之间的空间关系，主要表现为下列三种关系：拓扑邻接关系、拓扑关联关系、拓扑包含关系。 空间插值：空间插值——空间插值常用于将离散点的测量数据转换为连续的数据曲面，以便与其它空间现象的分布模式进行比较。 元数据：对空间数据进行推理、分析和总结得到的关于数据的数据。 空间索引:根据空间对象位置和形状或空间对象的某种空间关系，按一定顺序排列的数据结构，包含空间对象的概要信息，以提高空间操作的效率. 空间自相关:空间自相关是空间场中的数值聚集程度的一种量度。距离近的事物之间的联系性强于距离远的事物之间的联系性。 空间数据引擎：是一种空间数据库管理系统的实现方法，即在常规数据库管理系统之上添加一层空间数据库引擎，以获得常规数据库管理系统功能之外的空间数据存储和管理的能力. 碎屑多边形：碎屑多边形又称条带多边形，因为前后两次录入同一条的位置不可能完全一致，就会产生碎屑多边形。 地图投影：就是将椭球面各元素（包括坐标、方向和长度）按一定的数学法则投影到平面上。研究这个问题的专门学科叫地图投影学。 虚拟现实：计算机产生的集视觉、听觉、触觉等为一体的三维虚拟环境，用户借助特定装备（如数据手套、头盔等）以自然方式与虚拟环境交互作用、相互影响，从而获得与真实世界等同的感受以及在现实世界中难以经历的体验。 叠置分析:将代表不同主题的各个数据层面进行叠置产生一个新的数据层面，叠置结果综合了原来两个或多个层面要素所具有的属性。同时叠置分析不仅生成了新得空间关系，而且还将输入的多个数据层的属性联系起来产生新的属性关系。 场模型:也称作域模型，是把地理空间中的现象作为连续的变量或体看待。 不确定性:是指对真值的认知或肯定程度，是广泛意义上的误差。 雷普利K函数 对称差异 知识点: 1.常见GIS软件有哪些?哪些国产哪些国外品牌常用GIS文件格式的扩展名RrcGIS（国外）、MapGIS（国内）、MapInfo（国外）、SuperMap（国内）bmp、dat、dbf、dem、hdr、shp、tab。 2.GIS输入、输出设备组成 GIS数据来源第一手数据第二手数据分别有哪些 3S指什么？ GIS输入设备:解析和数字摄影测量仪器、全站仪、GPS、遥感与图像处理系统、数字化仪、扫描仪、键盘鼠标； 输出设备：绘图仪、打印机、终端等。
《地理信息系统》教学大纲 一、基本信息 二、教学目标及任务 地理信息系统是面向农业资源与环境、环境科学、生物科学、生物技术等专业本科生的科类方向选修课。通过本课程的学习，使学生系统学习与掌握地理信息系统的概念、组成、类型、功能和数据采集、存储、处理、更新、查询检索、综合分析和应用、成果输出等基本知识、基本理论和基本方法，培养学生具备利用地理信息系统技术对资源、环境、生态等信息进行综合处理与分析的基本技能。 三、学时分配 四、教学内容及教学要求 第1章绪论 第一节GIS基本概念 1．信息与数据 2.地理信息与地学信息 3.信息系统与地理信息系统 习题要点：掌握GIS的定义及其涉及到的基本概念。 第二节GIS相关学科 1．GIS与地理学 2．GIS与地图学 3．GIS与计算机科学 4．GIS与遥感 5．GIS学科“树” 习题要点：理解GIS与相关学科的关系。
第三节GIS功能与应用领域 1．GIS基本功能 2．GIS主要应用领域 3．无处不在的GIS 习题要点：掌握GIS的基本功能，了解其应用功能及在本专业的应用情况。 第四节GIS构成 1．硬件 2．GIS软件配置 3．数据 4．GIS人员 习题要点：掌握GIS的基本构成及其相互间的关系。 第五节GIS发展历史与趋势 1．国际GIS的发展状况 2．我国GIS发展 3．GIS发展趋势 习题要点：了解GIS发展趋势 本章重点、难点： 重点：信息、数据、地理数据、地理信息、信息系统的概念，地理信息系统的主要功能，地理信息系统研究的主要内容。 难点：地理信息系统的概念，地理信息系统功能的理解。 本章教学要求：掌握地理信息系统的基本概念、GIS的组成与GIS的功能，理解GIS与相关学科的关系，了解GIS 的发展与趋势。 第2章地理信息系统的数据及其表示 第一节地理空间及其表达 1．地理空间的概念 2．地理信息系统中的地理空间 3．地理空间实体 习题要点：理解地理空间的定义、在计算机中地理空间实体的表达。 第二节数据结构 1．数据结构 2．矢量数据结构 3．栅格数据结构 4．矢量、栅格数据结构比较与选择 5．属性数据存储 习题要点：掌握矢量数据结构的定义及其类型、栅格数据结构的定义及其类型，掌握矢量与栅格数据结构的比较。 第三节地理数据的编码方法 1．编码的概念和意义 2．栅格结构编码方法 3．矢量结构编码方法 4．属性数据编码方法 习题要点：理解栅格数据结构的编码方法（栅格矩阵结构、游程编码结构、四叉树结构）、矢量数据结构编码方法（简单数据结构、拓扑数据结构）。 本章重点、难点： 重点：地理空间及其表达，空间数据结构，栅格数据结构及编码方法，矢量数据结构及编码方法。 难点：栅格数据结构及编码方法，矢量数据结构及编码方法。 本章教学要求：理解地理空间及其表达，掌握地理空间数据及其特征、空间数据结构的类型。理解空间数据结构编码的方法。 第3章地理信息系统的数据输入 第一节数据预处理和分类编码 1．数据预处理
《地理信息系统》课程大纲 一、课程概述 课程名称（中文）：地理信息系统 （英文）：geographical information system 课程编号：19371087 课程学分：2 课程总学时：32 课程性质：专业选修课 二、课程内容简介（300字以内） 地理信息系统是集计算机科学、地理科学、测绘学、遥感学环境科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新型边缘学科。它从20世纪60年代问世，至今已跨越了50多个春秋，现已广泛用于资源、环境、交通、城市、农业、林业、海洋、军事等领域。本课程的主要内容是介绍地理信息系统的基本概念、原理、基本组成，地理信息系统的结构与功能，空间数据结构的类型、数据的处理方法与空间分析以及在林业和相关专业中的基本应用等。 三、教学目标与要求 《地理信息系统》课程是林学专业的专业选修课。通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统的产生背景、功能、应用领域及发展方向；掌握GIS的基本概念、GIS的基本功能、GIS的数据结构、GIS 数据的采集与处理方法、GIS空间分析的原理与方法、GIS产品等知识点；掌握如何利用GIS去解决实际的相关专业问题。 在学完本课程后，学生应对GIS有一个较全面的了解，提高利用GIS解决相关专业实际问题的能力。
四、教学内容与学时安排 第一章导论（4学时） 1. 教学目的与要求：了解什么是地理信息系统？地理信息系统有哪些内容构成？地理信息系统能做什么？ 2. 教学重点与难点：重点掌握地理信息系统的概念、地理信息系统的基本构成基本功能和应用功能；难点是区别数据与信息的概念及关系、地理信息系统与其他管理系统的区别。 第一节、地理信息系统基本概念（1学时） 一、数据与信息 二、地理信息与地理信息系统 第二节、地理信息系统的基本构成（1学时） 一、系统硬件 二、系统软件 三、空间数据 四、应用人员 五、应用模型 第三节、地理信息系统的功能简介（1学时） 一、基本功能 二、应用功能 第四节、地理信息系统的发展概况（1学时） 一、发展概况 二、基础理论 第二章地理信息系统的数据结构（6学时） 1. 教学目的与要求：通过本章内容的学习，让学生了解地理信息系统的核心是空间数据，掌握空间数据的来源、空间数据的分类、空间数据结构的类型。
地理信息系统导论考试重点 1、地理信息系统 地理信息系统是由计算机硬件、原件和不同的方法组成的系统，该系统设计用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。 2、拓扑关系 描述两个对象之间在拓扑变化（及发生缩放、旋转、拉伸等变形）下保持不变的几何属性（即图形关系保持不变），用来表示要素间的连通性或邻接性的关系。 3、空间索引 依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系按一定的顺序排列的一种数据结构，其中包含空间实体的概略信息，如标识码、最小外接矩形以及存储地址。 4、元数据与空间元数据 元数据就是“关于数据的数据”，它反映了某项数据自身的一些特征。 空间元数据是指在空间数据库中用于描述空间数据的内容、质量、表示方法、空间参考和管理方式等特征的数据，是实现地理空间信息共享的核心标准之一。 5、叠合分析 在统一的空间参照系统下，将同一地区的两个不同地理特征的空间和属性数据重叠相加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 6、泰森多边形（V oronoi） 将已知的离散分布的数据点连接成三角形，做三角形各边的垂直平分线，每个数据点周围的若干垂直平分线便围成一个多边形，该多边形即为泰森多边形。 7、矢量数据结构 基于矢量模型的数据结构称为矢量数据结构。矢量数据结构通过记录空间对象的坐标及空间关系来表达空间对象的位置。 8、栅格数据结构 栅格数据结构实际上就是像元阵列，像元的行列号确定位置，用像元值表示
空间对象的类型、等级等特征，每个栅格单元只能存在一个值（行、列、像元值）9、矢量数据的输入与编辑 跟踪数字化 扫描矢量化 数字测图仪 数据结构转换 10、栅格数据的输入与编辑 图像扫描 遥感解译 数据结构转换 11、矢量数据的优缺点 优点： 便于面向实体的数据表达； 数据结构紧凑，冗余度底； 拓扑关系有利于网络分析、空间查询等。 缺点： 数据结构复杂； 软件实现的技术要求比较高； 多边形等叠合分析相对困难。 12、栅格数据的优缺点 优点： 数据结构相对简单； 空间分析较容易实现； 有利于遥感数据的匹配应用和分析。 缺点： 数据量大，冗余度高，需要压缩处理； 定位精度比矢量低； 拓扑关系难以表达。 13、图像数据矢量化方法
南京信息工程大学地理信息系统原理试卷（二） 一、填空题(每空1分，共30分) 1、一个实用地GIS 要支持对空间数据地________________、_________________、_________________、___________________、___________________等功能；其基本构成一般包括以下 5 个部分_________________、___________________、 ________________________、_________________________、______________________.2、空间数据结构建立地基本过程包括：、_________________________________、 _________________________、____________ ___、________________________. 3、空间数据地拓扑关系包括：__________________________________________________，其对地理信息系统地数据处理和空间分析，具有重要地意义：1 ） _______________________________________________________________________;2 ） _______________________________________________________________________;3 ） _______________________________________________________________________.4、空间数据地坐标变换地实质是建立两个平面点之间地一一对应关系，包括___________和_____________.前者，可利用仿射变换进行，根据图形变换原理，得出含有6个参数地坐标变换公式，需要知道不在同一直线上地3对控制点地___________________及其____________，才能求得上述参数.但在实际应用中.通常利用4个以上地点来进行.5、基于多边形数据地栅格化方法，又称为______________________________. 6、基于图像地矢量化方法中，可利用剥皮法进行“细化”，剥皮过程地前提条件是_______________________________________. 7、从DEM 中可以提取出各地表单元地坡向，其计算公式如下： 式中，A 表示__________方向地倾斜，B 表示___________方向地倾斜. 8、地形剖面图地绘制，常常可以以线代面，通过求算出剖面线和________________地交点地____________和__________________________________来自动绘出所需要地地形剖面图.二、 单选题(每小题 2 分，共20分) 1、．以下不属于GIS 输出设备地为（） A. 绘图仪 B. 数字化仪 C. 打印机 D. 高分辨率显示装置B y A x z z z z y z z z z x x y j i j i j i j i j i j i j i j i n n j i j i **arctan )() (arctan arctan ,1,,11,1,,11,11,,,??=--+?--+?==++++++++ θ
高中地理必修三第一章第二节地理信息技术在区域地理环境研究中的应用 xxxx 课时安排：2课时 教学目的： 1．了解遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义。 2．举例说明遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教学重难点： 1．遥感、全球定位系统、地理信息系统的原理，以及数字地球的含义 2．遥感、全球定位系统、地理信息系统在区域地理环境研究中的应用 教具准备：有关挂图等、自制图表等 教学方法：比较法、图示分析法、图示法等 教学过程：第二课时 三、全球定位系统(GPS) 1．概念：利用卫星，在全球范围内适时进行导航、定位的系统，称为全球定位系统，简称GPS。 2．组成： 空间部分——GPS卫星星座(图)．7)； 地面控制部分—一地面监控系统； 用户设备部分——GPS信号接收机。 3．特点 全能性(陆地、海洋、航空和航天)、全球性、全天候、连续性和实时性 4．应用
⑴为各类用户提供精密的三维坐标、速度和时间。 ⑵在区域地理环境研究中的应用。 如：野外调查是区域地理环境研究常用的方法之一，全球定位系统可以帮助野外考察人员确定考察点的地理位置(经度和纬度)、高程(海拔)，从而可在野外调查中获得更为精准的数据。 ⑶ 在日常生活中应用——GPS导航 无论是在何时何地，只要拥有GPS信号接收机，就能知道自己前进的方向和所处的地理坐标。利用GPS为导航服务也成为—种新兴的行业(图1．8)。 GPS汽车导航（图1．8）汽车导航装置可显示城市道路图和该车的位置。驾驶员辅入出发点和目的地的地名然后从系统显示的可行路线中选择其中的一条。系统除动态显示该车的位置》L还通过语音提示引导驾驶员把车开到目的地。 5．GPS卫星星座 GPS卫星星座由21颗工作卫星和3颗在轨备用卫星组成。它们均匀分布在六个轨道平面内。全球任何地点在任何时刻地平面上空至少有四颗GPS卫星。 思考 在GPS汽车导航中，信息在汽车、卫星和服务中心之间是怎样传递的? 点拨：汽车中的GPS用户设备接收了GPS卫星信息，解算出本车的位置、速度等信息，并通过无线电信号传送至服务中心。服务中心再根据汽车所在的位置、及时通过语言提示为汽车导航。 阅读通过该材料大致了解我国的卫星导航定位系统 四、地理信息系统(GIS) 1．概念专门处理地理空间数据的汁算机系统，称为“地理信息系统”，简称“GIS”。 阅读通过这个材料，使学生了解如下问题：略 2．地理信息系统的简要程序 教师指图讲解，使学生对地理信息系统的过程有一般性了解。 3．应用
第八章地理信息系统的开发与评价 学习要求：掌握理信息系统的开发方法、开发过程，了解GIS系统的评价方法和指标。 §8.1 地理信息系统的开发方法 地理信息系统开发概述：地理信息系统具有很强的功能，具有很多方面的应用，它的开发是一个大型的系统工程，它的实践也是不断地应用实践——提高——再实践——再提高的螺旋式迂迥上升过程。一般讲来，它的开发过程分4个大的阶段，各阶段中间又有各种小的过程。 1、结构化生命周期法： 2、由底而上法： 3、快速原型方法： 4、面向对象的软件开发方法： 5、“演示和讨论”方法: 小结： 目前建议采用方法是： 1．树立以系统结构化开发的总观念 2．尽量采用最接近用户要求的现有自主产权GIS系统作为原型系统，可视性好、功能强的各种类型的电子地图集系统也可作为一个普通的可选的原型;或者采用选择其它的原型，采用组件技术进行扩充; 3．当没有原型系统时，采用结构化生命周期结构制原型; 4．采用快速原型方法进行实际工作，运用“演示和讨论”的可视化工作方式，尽量采用组件技术进行扩充。
以上方法总括而言就是：树立结构化分析思想，充分运用“演示和讨论”方式，尽量采用组件技术进行扩充，按照快速原型方法工作。 §8.2 地理信息系统的开发过程 一、系统的调查分析 1、需求调查与分析： 2、可行性分析： 3、系统分析： 二、系统的设计 系统的总体设计和系统的详细设计。 三、系统的实施 系统实施框图
四、系统的运行和维护 §8.3 地理信息系统的评价 一、GIS评价的目的 （一）、开发的GIS系统是否达到了预期目标 （二）、系统中各项资源的利用效率如何 （三）、根据分析和评价结果，找出系统存在的问题，并提出改进的方法 二、系统评价指标 三个指标：(一)、一般系统的性能指标；(二)、专业性能指标；(三)、经济效益指标 三、系统评价报告 内容： 1、新系统的设计目标、结构、功能和主要性能指标； 2、系统研制的文档资料； 3、系统性能评价和证明材料、鉴定资料； 4、系统经济效益评价和测算依据； 5、系统综合评价和用户意见； 6、结论。
地理信息系统名词解释 数据数据是通过数字化或直接记录下来的可以被鉴别的符号，包括数字、文字、符号、图形、图像以及它们能够转换成的数据等形式。 数据结构即指数据组织的形式，是适合于计算机存储、管理和处理的数据逻辑结构。对空间数据则是地理实体的空间排列方式和相互关系的抽象描述。 数据模型：是表达现实世界的规格化说明，在数据库中用形式化的方法描述数据的逻辑结构和操作。 空间数据模型：就是对空间实体及其联系进行描述和表达的数学手段，使之能反映实体的某些结构特性和行为功能。一般而言，GIS空间数据模型由概念数据模型、逻辑数据模型和物理数据模型三个有机联系的层次所组成。 关系数据模型用表格数据表示实体和实体之间关系的数据模型，表为二维表，满足一定的条件。 数据处理即对数据进行运算、排序、转换、分类、增强等，其目的就是为了得到数据中包含的信息。地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据，主要包括数字、文字、图形、图像和表格等形式。 地理信息(2005) 地理信息是地理数据所蕴含和表达的地理意义，是指表征与地理环境要素有关的物质的数量、质量、分布特征、联系和规律等的数字、文字、图像和图形的总称。地理信息具有空间、属性、时态三种特征。 地理信息流即地理信息从现实世界到概念世界，再到数字世界（GIS），最后到应用领域。 地球信息科学(2004) 与地理信息系统相比，它更加侧重于将地理信息视作为一门科学，而不仅仅是一个技术实现，主要研究在应用计算机技术对地理信息进行处理、存储、提取以及管理和分析过程中提出的一系列基本问题。地理信息科学在对于地理信息技术研究的同时，还指出了支撑地理信息技术发展的基础理论研究的重要性。（邬伦，《地理信息系统原理、方法和应用》） 地理信息系统(2004,2018，2018) GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。——美国联邦数字地图协调委员会（FICCDC） 专题地理信息系统（Subject GIS）是具有有限目标和专业特点的地理信息系统。为特定的专门的目的服务，如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、农作物估产信息系统、草场资源管理信息系统、水土流失信息系统、环境管理信息系统等。 区域地理信息系统（Regional GIS）主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。如国家级、地区级、市级或县级等。 信息系统：是具有数据采集、管理、分析和表达能力的系统，它能够为单一的或有组织的决策过程提供有用信息。
《地理信息系统基础》课程标准 1、课程概述 1.1课程标识 课程代码：63116015 课程名称：地理信息系统基础 课程性质：必修 课程类别：职业技术基础课程 开课学期：第一学期。 授课学时：总学时：32。其中理论学时：22；实践学时：10。 1.2课程定位 《地理信息系统基础》使学生了解和掌握地图为基础管理和分析空间数据的技术，以方便处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息，作为生产、管理和决策的依据。课程主要内容包括：空间数据模型与数据结构、空间数据获取、空间数据处理、空间数据组织与管理、空间分析的基本方法、数字地形模型及其应用、空间建模与空间决策支持、地理信息系统产品输出及可视化等。 本课程是一门综合性很强的专业基础课，在学习本课程之前应先修：《计 算机应用基础》、《测量学》课程；通过本课程的学习，为其后继课程《电子地 图原理与应用》、《空间数据库》、《GIS二次开发》的学习奠定基础。为学生定 岗实习、毕业后能胜任岗位工作起到必要的支撑作用。 1.3课程设计思路 本课程在内容组织与安排上遵循学生职业能力培养的基本规律，以真实的工作任务及工作过程为载体，按工作过程组织教学，将工作任务设计成“学习项目”，采用项目化教学，按项目分别采用任务驱动、项目导向等教学模式。课程教学方法以有利于课程内容的学习和取得良好的教学效果为原则，主要采用多媒体课件演示、自学和讨论、上机实习等形式。其中多媒体课件主要用于课程要点、难点的讲解，图形图像资料和模拟演示等，预制的课件条理清晰、利于更新，信息量大，效果远远超过传统授课方式，作为课堂授课辅助工具效果明显；自学和
讨论要求学生通过网络课件、资料阅读和习题完成非重点难点和描述性内容的学习，自学效果通过讨论、提问、批改作业等方式予以检查；上机实习广泛地采用了网络和计算机辅助教学等现代教育技术，在网上公布所有教学资源，包括教学大纲、中英文教案、多媒体电子教材、网络课程教材、实习教材、实习指导书、习题集等，同时设计了“网上答疑”与“网上讨论”等栏目，为学生提供了多种可供选择的学习方式，充分体现“互动教学”的特点。教学资源上网很好地解决了学生课前预习、课后复习、自学、以及由于课堂信息量大给学生做笔记带来一定困难（可以下载打印后作为笔记底稿）等问题，并有助于形成教学过程和课程建设自我约束、自我管理、健康发展的机制。 为了培养学生的动手能力和创新精神，全面提高其综合素质，教学过程中要始终注重培养学生的动手能力，动脑能力，动口能力（提出和讨论问题以及辩论的能力），在学习过程中让学生自己不断发现问题，积累问题，最终达到提高分析问题和解决问题能力的目的。除了专题讨论课之外，原则上每次课堂授课都要布置思考题和讨论题，每次上课正式授课前或在课间要组织10－20分钟的课堂讨论，并注意让每个学生都发言。 2、课程目标 总体目标：通过本课程的学习和相应的实践性教学环节，使学生掌握地理信息系统的基本概念、空间数据的采集、处理与组织、GIS空间分析的原理方法、GIS设计的技术方法等内容，并掌握常用GIS软件的操作，为后续其它GIS课程的学习打下基础。 2.1 能力目标 ①懂得如何利用GIS去解决实际问题的思路； ②能处理国土整治、区域规划、可持续发展等宏观的辅助决策信息； ③能够从事工程测量岗位中现场的相关工作。 2.2 知识目标 学生应对GIS有一个较全面的了解，要求学生着重掌握GIS的基本概念、基本理论及其发展趋势，理解GIS学科分析问题、解决问题的方法；同时，理清各专业课程之间的关系。 2.3素质目标