spContent=古往今来，我们所有活动几乎都是发生在地球上，都与我们生活的地球表面位置息息相关，早期我们用模拟地图来描绘地球表面的各种地物和现象。地图经历几千年的发展而长盛不衰，是因为地图本身具有强大的功能，这些功能是我们认识客观规律，能动地利用客观规律并改造社会的必然结果。
我们手机中的地图是一种电子地图，它基于地理信息系统技术来显示、储存和传送地图数据。最常用的电子地图功能是各种地物的查找和进行路径导航，导航的核心是位置和地理信息，位置和地理信息也是基于位置的服务（Location Based Services，简称LBS）的基础。
随着计算机技术和通信技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”“数字城市”“智慧城市”在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。
“GIS原理与应用”课程由五大模块组成，介绍地理空间对象的数字表达与处理、空间分析的基本原理，以及GIS的应用。
古往今来，我们所有活动几乎都是发生在地球上，都与我们生活的地球表面位置息息相关，早期我们用模拟地图来描绘地球表面的各种地物和现象。地图经历几千年的发展而长盛不衰，是因为地图本身具有强大的功能，这些功能是我们认识客观规律，能动地利用客观规律并改造社会的必然结果。
我们手机中的地图是一种电子地图，它基于地理信息系统技术来显示、储存和传送地图数据。最常用的电子地图功能是各种地物的查找和进行路径导航，导航的核心是位置和地理信息，位置和地理信息也是基于位置的服务（Location Based Services，简称LBS）的基础。
随着计算机技术和通信技术的日益发展和普及，地理信息系统以及在此基础上发展起来的“数字地球”“数字城市”“智慧城市”在人们的生产和生活中起着越来越重要的作用。
“GIS原理与应用”课程由五大模块组成，介绍地理空间对象的数字表达与处理、空间分析的基本原理，以及GIS的应用。
—— 课程团队
课程概述
“地理信息系统原理与应用”课程是地理信息科学专业中培养学生理解和掌握地理信息系统基本原理和软件应用技术方法的一门主干课程，是学习其他专业课程和从事地理信息系统研究、设计与开发的必备基础。
地理信息系统的主体是空间数据，课程以系统中的数据流为主线，在讲解了GIS基本概念的基础上，讲解地理空间对象的概念抽象、计算机数据表达、空间查询及分析基本原理、相关技术方法和基本算法。
本课程在培养GIS高级工程技术人才的全局过程中，具有增强学生对地理信息系统研究工作的适应能力和地理信息应用系统产品开发创新能力的作用。
授课目标
通过本课程的学习，可掌握GIS的基本原理、概念，地理空间数学基础理论，空间数据模型、结构、组织与管理技术；基本掌握空间数据采集与处理技术方法，具有进行空间数据采集与处理的基本能力；掌握空间数据查询与分析的理论方法，空间数据分析的基本算法。初步掌握一种地理信息系统软件的基本应用。
课程大纲
课程性质、作用和教学目标
课时目标：“地理信息系统原理与应用”课程是地理信息科学本科专业中培养学生理解和掌握地理信息系统基本原理和软件应用技术方法的一门必修主干课程，是学习其他专业课程和从事地理信息系统研究、设计与开发的必备基础。本课程在培养GIS高级工程技术人才的全局过程中，具有增强学生对地理信息系统研究工作的适应能力和地理信息应用系统产品开发创新能力的作用。
本课程实现如下教学目标：
1． 掌握GIS的基本原理、概念。
2． 掌握地理空间数学基础理论。
3． 掌握空间数据模型、结构、组织与管理技术。
4． 基本掌握空间数据采集与处理技术方法，具有进行空间数据采集与处理的基本能力。
5． 掌握空间数据查询与分析的理论方法，空间数据分析的基本算法。
6． 初步掌握一种地理信息系统软件的基本应用。
课程知识体系
课时目标：地理信息系统原理与应用课程是一门研究地理信息系统基本理论和技术的课程。本课程研究的对象是地理空间对象的数字表达与处理分析的基本原理，课程的知识体系由以下“五大模块”组成：
模块一、GIS基本概念
模块二、空间数据组织与管理
模块三、空间数据采集与处理
模块四、空间分析与空间查询
模块五、GIS应用项目开发
第1章 绪论
课时目标：了解地理信息系统的起因与发展、地理信息系统的基本内容，掌握地理信息系统的定义、信息和地理信息、信息系统和地理信息系统的基本概念、地理信息系统的特性。掌握地理信息系统的构成，地理信息系统的硬件配置，地理信息系统的软件构成，地理信息系统的功能。
1.1 GIS的起因与发展
1.2 GIS的定义
1.3 GIS的概念及内容
1.4 GIS的特性
1.5 GIS的硬件配置
1.6 GIS的软件系统及功能
第2章 地理空间数学基础
课时目标：掌握地球空间参考基本概念；掌握空间数据投影的分类，投影选择方法；掌握空间坐标转换方法；理解空间尺度、地理格网基本概念。
2.1 地球空间参考
2.2 空间数据投影
2.3 空间坐标转换
2.4 空间尺度及地理格网
第3章 空间数据模型
课时目标：掌握地理空间与空间抽象的基本概念，理解并能较灵活地运用数据概念模型和空间逻辑数据模型，理解空间数据的类型、空间关系等内容。
3.1 地理空间与空间抽象
3.2 地理空间概念模型
3.3 空间数据与空间关系
3.4 空间数据逻辑模型
第4章 空间数据结构
课时目标：掌握地理空间与空间抽象的基本概念，理解并能较灵活地运用数据概念模型和空间逻辑数据模型，理解空间数据的类型、空间关系等内容。
4.1 矢量数据结构
4.2 栅格数据结构
4.3 镶嵌数据结构
第5章 空间数据组织与管理
课时目标：了解数据组织的分级、数据间的逻辑联系、常用数据文件、数据库的概念、数据库的主要特征、数据库的系统结构、数据库管理系统、传统数据模型、面向目标的数据模型。掌握空间数据特征、文件与关系数据库混合管理系统、全关系型空间数据库管理系统、对象-关系数据库管理系统、面向对象空间数据库管理系统的基本概念，熟悉对象范围索引、格网索引、四叉树空间索引、R树和R+树空间索引原理与方法。
5.1 数据库与数据库管理系统
5.2 空间数据库管理系统
5.3 空间数据的组织
5.4 空间索引
第6章 空间数据采集与处理
课时目标：了解空间数据的内容，空间数据的基本特征，空间数据测量的尺度与精度，数据来源。掌握地图数字化、属性数据获取的一般方法、空间数据转换内容。掌握空间数据转换方法，了解数据质量的基本特点、数据误差或不确定性的来源、数据的误差类型、几何误差的检测和表达、属性误差、属性数据的不确定性。
6.1 空间数据采集方法
6.2 空间数据转换
6.3 空间数据质量
6.4 空间数据处理概述
6.5 基本算法
6.6 拓扑关系的自动建立
6.7 坐标变换
6.8 地图投影与投影变换
6.9 矢量栅格数据的相互转换
第7章 空间数据查询与空间度量
课时目标：掌握空间属性查询、图形查询、空间关系查询、距离量算与方位量算、线状物体的量算、面状物体的量算原理与方法。
7.1 属性查询
7.2 图形查询
7.3 空间关系查询
7.4 几何参数查询
7.5 距离量算与方位量算
7.6 线状物体与面状物体的量算
第8章 GIS基本空间分析
课时目标：掌握叠置分析、缓冲区分析、网络分析、三维空间分析的基本原理与方法，了解空间统计分析的基本方法。
8.1叠置分析
8.2 缓冲区分析
8.3 网络分析
8.4 三维空间分析
第9章 DEM与数字地形分析
课时目标：掌握DEM的基本概念，DEM建立的一般步骤，规则格网DEM的建立，DEM的内插方法，理解数字地形分析原理及方法。
9.1 DEM基本概念
9.2 DEM的主要表示模型
9.3 DEM建立
9.4 数字地形分析
第10章 GIS应用项目开发
课时目标：通过一种GIS软件，掌握GIS项目设计，数据库组织，分析数据准备，数据分析，展示分析成果的基本方法。
10.1 设计GIS项目
10.2 项目数据库的组织
10.3 数据准备
10.4 数据分析
10.5 展示分析成果
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预备知识
参考资料
1.汤国安 主编. 地理信息系统教程. 高等教育出版社，2019第二版
2.ESRI. Getting Started With ArcGIS. ESRI Press
3.龚建雅. 地理信息系统基础. 科学出版社，2001
4.吴信才. 地理信息系统原理与方法. 电子工业出版社，2002
