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spContent=汽车导航、滴滴打车、手机定位…地理信息已融入了寻常百姓的日常生活。然而,在地理信息的海洋里遨游,您可曾感到惊奇和迷惑?想知道美轮美奂的各种地图是怎样制作出来的吗?想知道车载导航是如何选择最优路径的吗?《地理信息系统概论》这门课程将带领我们走进这神奇般的地理信息世界的科学殿堂。
—— 课程团队
课程概述

据不完全统计,人类活动获得的信息几乎全部与地理空间位置有关。比如,人们出门前用手机查询出行路径、旅游前查看景点分布与特色、发微博时附上所在地理位置,等等,这些“智能化”生活的出现,无不渗透着地理信息的影子。地下管线埋的地方合适与否?河流水道的治理从哪里入手?新小区开发是否与周边环境协调统一?等等,这些看似复杂、笼统的城市管理问题,在电脑上通过几张“地图”便可以像做“B超”、“肠镜”检查那样一目了然,并提供给我们解决思路。当我们习惯了导航地图给生活工作带来的便利,你可曾想到,这一切都是由地理信息技术的快速发展而致。

由中山大学地理科学与规划学院教授、博士生导师、湖南科技大学“湘江学者计划”特聘教授张新长博士领衔主讲的《地理信息系统概论》课程,从科普通识视角出发,用专业的水准,为我们掀开隐藏于日常生活与工作背后的地理信息世界神秘面纱。本课程突出趣味性、科学性、特色性与时代感,旨在培养学生的地理空间思维、拓宽大学生视野、并提升分析与解决问题的能力。

在课程结构上分基础理论与实习操作课程两大部分。基础理论课程共有十讲,以地理信息的采集、整理、存储、分析、可视化以及应用等为主线,其中包括:地理信息系统概述、地理信息空间参考系统、地理空间数据的组成与特征、地理空间数据质量与不确定性、空间数据库技术、地理空间数据数字化与可视化表达、移动互联网地理信息技术、空间分析(上、下)、地理信息工程。从应用的角度介绍如何运用获取的地理信息,分析解决各种与地理空间相关的科学技术与社会问题,并将结果用各种美轮美奂的地图展现于我们面前;在实习操作课程学习中,只需您轻轻点击鼠标、敲敲键盘便可瞬间将上述理论知识和实际应用融会贯通,服务于我们的生活、工作和学习,引领我们走进地理信息世界的知识海洋。

相信每一位同学都会从《地理信息系统概论》课程中获得意外的收获和厚重的知识与技能。


授课目标

提升地理信息系统学科知识传播的广度与深度。利用信息化教学的新模式,在资源共享、教学互动、过程监督等方面取得突破,重点培养大学生的空间思维能力、拓宽视野、提升对地理学的认知水平和分析与解决问题的能力,力求把地理信息系统的教学推向新的高度,充分发挥高校服务社会和传承文化功能。

课程大纲

第一讲  基础理论课程 地理信息系统概述

第一节  地理信息系统(GIS)的概念

第二节 GIS的组成和类型

第三节 GIS与其他信息系统的区别和联系

第四节 GIS的基本功能

第五节 GIS的应用与发展前景

第一讲测验

第一讲作业

第二讲  地理信息空间参考系统

第一节 地球空间参考

第二节 空间数据投影

第三节 空间坐标转换

第二讲测验

第二讲作业

第三讲  地理空间数据的组成与特征

第一节 空间数据结构概述

第二节 矢量数据结构特征

第三节 栅格数据结构特征

第四节 矢量和栅格数据格式的转换

第三讲测验

第三讲作业

第四讲  地理空间数据质量与不确定性

第一节地理空间数据质量问题及特点

第二节 数据的误差来源和分类

第三节 数据的质量评价

第四节 数据的检查与规整

第五节 数据不确定性原理

第四讲测验

第四讲作业

第五讲  地理空间数据数字化与可视化表达

第一节 数字化技术与方法

第二节 符号化技术与方法

第三节 GIS可视化技术

第四节 GIS可视化表示方法与应用发展

第五讲测验

第五讲作业

第六讲  空间分析(上)

第一节 空间分析概述

第二节 空间信息查询与量算

第三节 叠置分析

第四节 缓冲区分析

第五节 网络分析

第六讲测验

第六讲作业

第七讲  空间分析(下)

第一节 数字高程模型

第二节 地形分析

第三节 空间相关分析

第四节 门槛分析

第七讲测验

第七讲作业

第八讲  空间数据库技术

第一节 数据库基本知识

第二节 关系数据库模型

第三节 空间数据库管理系统

第四节 空间数据库设计原理与方法

第五节 空间数据库的发展趋势

第八讲测验

第八讲作业

第九讲  移动互联网地理信息技术

第一节 互联网GIS概述

第二节 WebGIS体系结构与关键技术

第三节 移动GIS的构建

第四节 云环境下的GIS

第九讲测验

第九讲作业

第十讲  地理信息工程

第一节 地理信息工程概述

第二节 地理信息工程的基本方法与步骤

第三节 地理信息工程的支撑技术

第四节 地理信息工程应用案例

第十讲测验

第十讲作业

第二部分 实习操作课程  第一讲 ArcGIS Online概述

第一节 ArcGIS Online的基本功

第二节 ArcGIS Online入门案例

第二部分 实习操作课程 第二讲  地理空间数据可视化

第一节 地理空间数据可视化的基本功能

第二节 地理空间数据的可视化应用案例

第二部分 实习操作课程 第三讲 地理空间数据的编辑

第一节 地理空间数据编辑的基本功能

第二节 地理空间数据编辑的应用案例

第二部分 实习操作课程 第四讲 空间查询

第一节 空间查询的基本功能

第二节 空间查询的应用案例

第二部分 实习操作课程 第五讲 空间分析工具(上)

第一节 叠加分析、缓冲分析、路径分析的工具

第二节 空间分析的应用案例(上)

第二部分 实习操作课程 第六讲 空间分析工具(下)(完结)

第一节 空间数据统计、空间模式分析、地形分析的工具

第二节 空间分析的应用案例(下)

预备知识

初步具备基本的地图知识、地理知识、计算机基本操作技能。


证书要求

1. 本课程学习任务包括观看视频、完成每讲单元测验与作业;

2. 单元测验占总成绩60%,单元作业占总成绩40%,总成绩60-84分可获得合格证书,总成绩85分及以上可获得优秀证书。

参考资料
  1. 张新长,辛秦川,郭泰圣,何广静.地理信息系统概论[M].北京:高等教育出版社,2017.

  2. 张新长,辛秦川,郭泰圣,何广静.地理信息系统实习[M].北京:高等教育出版社,2017.

  3. 张新长,何显锦.数字城市[M].北京:高等教育出版社,2017.

  4. 张新长,任伏虎,郭庆胜,等.地理信息工程[M].北京;测绘出版社,2015.

  5. 张新长,康停军,张青年.城市地理信息系统[M].2版.北京;科学出版社,2014.

  6. 马林兵,张新长,林丽健,等.Web GIS技术原理与应用开发[M].2版.北京;科学出版社,2012.

  7. 张新长,马林兵,张青年.地理信息系统数据库[M].2版.北京;科学出版社,2010.