02103 计量地理与地理信息系统

江苏教育学院编(高纲0885)

    一、课程性质及其设置目的与要求

    (一) 课程性质和特点
    《计量地理与地理信息系统》课程是我省高等教育自学考试地理教育专业(独立本科段)的一门重要的专业课程。其任务培养应考者学习地理信息系统的基本知识、基本理论，了解地理信息系统的组成、空间数据的结构、处理、分析以及应用。认识地理信息系统的功能和应用领域与前景，为GIS技术在我国的发展与应用培养专门的人才。
     (二)本课程的基本要求
    本课程共分为八章。主要内容包括：地理信息系统的基本概念和涉及的基础理论、空间数据特征和数据结构、地理信息系统的数据模型和空间数据库、空间数据处理和地理信息系统空间分析、应用模型和产品输出、地理信息系统应用系统的开发和规范化研究等。
    具体要求如下：
    1、熟练掌握地理信息系统的基本概念和涉及的基本理论，空间数据、空间数据库、空间数据分析及应用的基本概念。
    2、掌握空间数据、空间数据库、空间数据分析及应用涉及的基础理论。
    3、了解地理信息系统的设计与评价及其产品的输出设计。
    (三)本课程与相关课程的联系
    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、空间科学、信息科学、管理科学等学科为一体的新兴边缘学科。进入21世纪，GIS正向着集成化、产业化和社会化方向迈进。它不但与全球定位系统（GPS）和遥感（RS）相结合，构成三S集成系统，而且与CAD、多媒体、通信、因特网、办公自动化、虚拟现实等多种技术相结合，构成了综合的信息技术。随着因特网的应用，网络GIS已构成当今社会的热点，GIS在大踏步地登上地理信息科学高峰的同时，也大踏步地走向全社会，融入全社会，为人类造福。

    二、课程内容与考核目标
    第一章    导论
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统的基本概念，地理信息系统的基本构成，以及地理信息系统的功能及其发展。
    (二)学习要求
    通过本章学习，理解数据与信息的概念及其关系，理解地理信息的概念与特征，理解地理信息的概念与分类，深刻认识GIS的各组成部分及其作用，了解GIS的基本功能及其应用功能，了解GIS的发展。 
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：应用人员，应用模型，GIS的发展与基础理论。
    2、掌握：系统硬件，系统软件，空间数据，GIS的基本功能与应用功能。
    3、熟练掌握：数据与信息，地理信息与地理信息系统，。

    第二章    地理信息系统的数据结构
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统中的地理空间基本概念及空间实体的表达；介绍了地理空间数据及其基本特征，空间数据结构的类型，以及空间数据结构的建立过程。
    (二)学习要求
    通过本章学习，深刻理解地理空间的基本概念，空间实体的表达，理解GIS中的数据来源与空间数据的分类及其基本特征，了解空间数据的计算机表示；深刻理解空间数据结构的类型，矢量数据结构的概念及其主要类型，栅格数据结构的概念及其主要类型，矢量与栅格数据结构的比较，了解矢量与栅格一体化数据结构；理解空间数据结构的建立、空间数据的分类和编码的基本概念，了解矢量数据和栅格数据的输入与编辑。 
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：空间数据的计算机表示，矢量与栅格一体化数据结构，矢量数据和栅格数据的输入与编辑。
    2、掌握：空间数据的基本特征，矢量与栅格数据结构的比较，空间数据的分类和编码。
    3、熟练掌握：地理空间，空间实体的表达，GIS的空间数据，矢量数据结构，栅格数据结构。

    第三章    空间数据的处理
    (一)课程内容
    本章介绍了空间数据处理涉及的内容，空间数据的坐标变换，空间数据结构的转换，多源空间数据的融合，空间数据的压缩与综合，空间数据的内插方法以及图幅数据边沿的匹配处理。。
    (二)学习要求
    通过本章学习，掌握数据变换、数据重构、数据提取的基本概念，理解几何纠正和投影转换的目的与方法，了解由矢量向栅格的转换和由栅格向矢量的转换的目的与方法，理解多源空间数据的融合的方法，了解空间数据的压缩与综合，空间数据的内插方法，理解图幅数据边沿匹配处理的原因与任务。
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：几何校正，投影转换，空间数据结构的转换、空间数据的内插方法。
    2、掌握：空间数据的压缩与综合，图幅数据边沿匹配处理。
    3、熟练掌握：遥感与GIS数据的融合，不同格式数据的融合。

    第四章    地理信息系统空间数据库
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统空间数据库的概念、设计、实现和维护；介绍了空间数据库传统的数据模型层次数据结构、网状数据结构和关系数据结构的建立及其优缺点；讨论了语义数据模型和面向对象数据模型的设计，空间数据库逻辑模型设计和物理设计的步骤和内容，和GIS空间时态数据库。
    (二)学习要求
    通过本章学习，深刻理解空间数据库的概念、空间数据库的设计、实现和维护，深刻理解层次数据结构、网状数据结构和关系数据结构这三种传统的数据模型的实现、基本概念及其优缺点，理解语义数据模型和面向对象数据模型中的基本概念、理解空间数据库逻辑模型设计和物理设计的步骤和内容，了解GIS空间时态数据库的内容和模型种类。 
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：GIS空间时态数据库。
    2、掌握：语义数据模型和面向对象数据模型，空间数据库逻辑模型设计和物理设计。
    3、熟练掌握：空间数据库的概念、空间数据库的设计、实现和维护，层次数据结构、网状数据结构和关系数据结构及其比较。

    第五章    空间分析的原理与方法
     (一)课程内容
    本章介绍了数字地面模型分析、空间叠合分析、空间缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析、空间数据的集合分析和查询的原理与方法。
    (二)学习要求
    通过本章学习，深刻理解空间分析的概念与目的；理解数字地面模型分析的相关概念，了解地形因子的自动提取、地表形态的自动分类、地学剖面的绘制和分析；理解空间叠合分析的相关概念，了解空间叠合分析的方法；理解空间缓冲区分析的相关概念，了解空间缓冲区分析的方法；理解空间网络分析的相关概念，了解空间网络分析的方法；理解空间统计分析的相关概念，了解空间统计分析的过程；理解空间数据的集合分析和查询的相关概念，了解其分析和查询的过程。
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：数字地面模型分析、空间叠合分析、空间缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析、空间数据的集合分析和查询的方法与过程。
    2、掌握：数字地面模型分析、空间叠合分析、空间缓冲区分析、空间网络分析、空间统计分析、空间数据的集合分析和查询的相关概念。
    3、熟练掌握：空间分析的概念与目的及其分类。

    第六章    地理信息系统的应用模型
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统应用模型的分类及相关概念，介绍了适宜性分析模型、发展预测模型、位址选择模型、交通规划模型、地学模拟模型和专家系统的建立与功能。
    (二)学习要求
    通过本章学习， 深刻理解GIS应用模型的分类及相关概念，GIS应用模型的构建；理解适宜性分析模型的相关概念与应用实例；理解发展预测模型的基本概念，了解其应用实例；理解位址选择模型的相关概念及建立阶段，了解其建立过程；了解交通规划模型和地学模拟模型的定量分析；理解专家系统的概念与基本结构，了解专家系统的结构与机理。
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：。适宜性分析模型、发展预测模型、位址选择模型、交通规划模型、地学模拟模型和专家系统的机理与定量分析
    2、掌握：适宜性分析模型、发展预测模型、位址选择模型、交通规划模型、地学模拟模型和专家系统的基本概念。
    3、熟练掌握：GIS应用模型的基本概念、分类及其构建。

    第七章    地理信息系统的设计与评价
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统设计的目的、设计的模式和流程；介绍了地理信息系统设计的系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护的阶段性内容；介绍了地理信息标准化的内容与制定，以及地理信息系统的评价。
    (二)学习要求
    通过本章学习，深刻理解系统设计的基本概念、目的与流程，理解地理信息系统设计中系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护所包含的内容；深刻理解地理信息标准化的内容；理解地理信息系统的评价。 
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：系统设计的模式、地理信息标准化的制定。
    2、掌握：地理信息系统设计中系统分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护，地理信息系统的评价。
    3、熟练掌握：系统设计的基本概念、目的与流程，地理信息标准化。

    第八章    地理信息系统产品的输出设计
    (一)课程内容
    本章介绍了地理信息系统的输出形式包括常规地图和数字地图，介绍了地理信息系统图形输出系统设计的基本理论、输出的几何变换、地形图与专题图的输出组织形式，以及地理信息系统的可视化与虚拟现实。
    (二)学习要求
    通过本章学习，深刻理解地理信息系统产品的输出形式的相关概念，理解常规地图及其相关类型、数字地图的优点，了解地理信息系统图形输出系统设计的基本理论、输出的几何变换、地形图与专题图的输出组织形式，了解地理信息系统的可视化与虚拟现实。
    (三)考核知识点和考核要求
    1、领会：地理信息系统图形输出系统设计，地理信息系统的可视化与虚拟现实。
    2、掌握：常规地图，数字地图。
    3、熟练掌握：地理信息系统产品的输出形式的相关概念。

    三、有关说明和实施要求
    （一）关于“考核知识点和考核要求”中的有关说明
    在大纲的考核要求中，提出了“领会”、“掌握”、“熟练掌握”等三个能力层次，它们之间是递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，它们的含义是：
    了解：要求应考者能够记忆本课程中规定的有关知识点的概念，并能够领会和理解本课程中规定的有关知识点的内涵与外延，熟悉其内容要点和它们之间的区别联系，并能根据考核的不同要求，做出正确的解释、说明和阐述。
    掌握：要求应考者应该掌握的课程中的知识点，正确理解和记忆相关内容的原理、方法步骤等。
    熟练掌握：要求应考者必须掌握的课程中的重要知识点。
    （二）自学教材
    本课程使用教材为：《地理信息系统概论》，黄杏元等编著，高等教育出版社，2001年。
    （三）自学方法的指导
    本课程作为一门课程，内容多、难度大，应考者在自学过程中应注意以下几点:
    1、在学习前,应仔细阅读课程大纲的第一部分，了解课程的性质、地位和任务，熟知课程的基本要求以及本课程与有关课程的联系，使以后的学习能紧紧围绕课程的基本要求。
    2、在阅读某一章教材内容前，应先认真阅读大纲中关于该章的考核知识点、自学要求和考核，注意对各知识点的能力层次要求，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。
    3、阅读教材时，应根据大纲要求，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每个知识点，对基本概念必须深刻理解，基本原理必须牢固掌握，在阅读中遇到个别细节问题不清楚，在不影响继续学习的前提下，可暂时搁置。
    4、学完教材的每一章内容后，应认真完成教材中的习题和思考题，这一过程可帮助应考者理解、消化和巩固所学知识，增强分析问题、解决问题的能力。
    （四） 关于命题和考试的若干规定
    1、本大纲各章所提到的考核要求中，各条细目都是考试的内容，试题覆盖到章，适当突出重点章节，加大重点内容的覆盖密度。
    2、试卷对不同能力层次要求的试题所占的比例大致是：“领会”20%；“掌握”40%；“熟练掌握”为40%。
    3、试题难易程度分为四档：易、较易、较难、难，这四档在各份试卷中所占的比例为2:3:3:2。
    4、本课程考试试卷可能采用的题型有：单项选择题、填空题、名词解释、简答题及问答题（包括分析论述题、绘制框架图）等类型（见附录）。
    5、考试方式为闭卷、笔试，考试时间为150分钟。评分采用百分制。60分为及格。

    附录 题型举例
    一、 单项选择题
    按照时间的尺度进行地理信息的划分，属于中期的地理信息的是：
    A、台风      B、江河洪水     C、土地利用      D、城市化
    二、 填空题
    数据是未经加工的原始材料，地理信息系统的设计和建立，首先是            
和                    。
    三、 名词解释
    地理信息
    四、 简答题
    简述地理信息系统的基本功能。
    五、 分析论述题
    你对GIS社会化的发展趋势是怎么理解的？