《數(shù)字地面模型》教學(xué)大綱

1、數(shù)字地面模型教學(xué)大綱課程名稱：數(shù)字地面模型課程英文名稱：Digital Terrain Model課程編碼：1302ZY045課程類別/性質(zhì)：專業(yè)/選修學(xué) 分：3 總學(xué)時/理論/上機(jī)：32/20/12開課單位：地球科學(xué)學(xué)院 適用專業(yè)： 地理信息科學(xué)先修課程：測量學(xué)、地理信息系統(tǒng)原理一、課程簡介數(shù)字地面模型是地理信息科學(xué)專業(yè)的一門選修課程，學(xué)生在系統(tǒng)學(xué)習(xí)了地理信息系統(tǒng)原理、測量學(xué)等基礎(chǔ)課和專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行本課程的學(xué)習(xí)。要求學(xué)生學(xué)習(xí)該課程后，掌握地形表達(dá)的基本方法和基礎(chǔ)理論，具備地理信息系統(tǒng)三維地形建模理論與方法的能力，牢固樹立大學(xué)生的愛國敬業(yè)價值觀，讓學(xué)生成為德才兼?zhèn)?、全面發(fā)展的應(yīng)用型人才，能夠

2、基于相關(guān)科學(xué)原理和數(shù)學(xué)模型方法正確表述復(fù)雜地理信息工程問題，為將來從事三維地形分析打下一定的基礎(chǔ)。 保證學(xué)生達(dá)到相應(yīng)畢業(yè)要求。二、課程目標(biāo)通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握數(shù)字地面模的基本理論、原理與方法，進(jìn)行DEM數(shù)據(jù)采集，能夠進(jìn)行初步進(jìn)行DEM建立、TIN的生成、DEM的應(yīng)用等工作，具體如下。1、價值目標(biāo)（育人目標(biāo)）：在教學(xué)過程中向?qū)W生穿插我國專家學(xué)者在地形表達(dá)、數(shù)據(jù)獲取等方面發(fā)展中所做的成就，增強(qiáng)學(xué)生民族自豪感和文化自信，同時強(qiáng)化學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)，為數(shù)字地球在我國現(xiàn)代化科學(xué)中的應(yīng)用，發(fā)揮自己的能力，極大提高愛國情懷。2、知識和能力目標(biāo)：學(xué)生學(xué)完本課程后，應(yīng)達(dá)到如下要求：（1）掌握DTM的表達(dá)方式（

3、畢業(yè)要求3.2）；（2）掌握DEM建立的方法（畢業(yè)要求3.2）；（3）掌握TIN的生成算法（畢業(yè)要求3.2）；（4）初步掌握地理信息系統(tǒng)三維建模的理論和方法（畢業(yè)要求3.2）；（5）了解DEM的應(yīng)用（畢業(yè)要求3.2）。三、理論教學(xué)內(nèi)容與學(xué)時分配課程教學(xué)包括課堂教學(xué)、課堂研討、課堂及課后習(xí)題三部分，包括7章的理論教學(xué)。課內(nèi)理論教學(xué)20學(xué)時、上機(jī)12學(xué)時（詳見本大綱第四部分）。課堂理論教學(xué)內(nèi)容、要求及學(xué)時分配如下：課程教學(xué)內(nèi)容及學(xué)習(xí)要求章節(jié)內(nèi)容思政融入點(diǎn)要求學(xué)時支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)理解掌握分析與應(yīng)用第一章概述第一節(jié)數(shù)字地形表達(dá)；愛國：講述我國祖先在地形表達(dá)方面所做的貢獻(xiàn)，加強(qiáng)學(xué)生的文化自信和民族自豪

4、感。高高中 23.2第二節(jié)數(shù)字高程模型含義高高中第三節(jié)數(shù)字高程模型的分類高高中第四節(jié)數(shù)字高程模型的應(yīng)用范疇高高中第五節(jié)數(shù)字高程模型的生命周期高高中第二章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取第一節(jié)數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)來源；講述我國測繪工作者在獲取世界最高峰數(shù)據(jù)獲取中所做的貢獻(xiàn)，強(qiáng)化測繪科技在世界領(lǐng)先，提升文化自信、科技自信。高中中23.2第二節(jié)數(shù)據(jù)采集方法；高高高第三節(jié)采樣的理論基礎(chǔ)；高高高第四節(jié)數(shù)字高程模型的生產(chǎn)項(xiàng)目設(shè)計(jì)高高高第三章數(shù)字高程模型表面建模第一節(jié)建立DEM表面的各種方法介紹了我國專家和學(xué)者在地表建模中取得的成就，增強(qiáng)了學(xué)生的民族自豪感、文化自信和愛國情懷高高高83.2第二節(jié)三角網(wǎng)的生成高高中第三節(jié)

5、正方形格網(wǎng)的生成高高中第四節(jié)不規(guī)則三角網(wǎng)TIN與正方形格網(wǎng)Grid的比較高高中第四章數(shù)字高程模型精度的數(shù)學(xué)模型第一節(jié)根據(jù)格網(wǎng)數(shù)據(jù)建立的DEM表面精度的數(shù)學(xué)模型；高中中23.2第二節(jié) DEM精度與格網(wǎng)間隔及等高距的關(guān)系高中中第五章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)組織第一節(jié)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)高中中23.2第二節(jié)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)高中中第六章數(shù)字高程模型內(nèi)插第一節(jié)整體內(nèi)插愛校園：演示建立美麗校園DEM，增加學(xué)生愛校情懷高高高23.2第二節(jié)分塊內(nèi)插回高高高第三節(jié)逐點(diǎn)內(nèi)插高高高第四節(jié)關(guān)于內(nèi)播技術(shù)的探討高高中第七章數(shù)字地形分析第一節(jié)基本地形因子計(jì)算介紹我國三峽工程是世界最大的水利工程，當(dāng)水位178米高時其淹沒分析，增強(qiáng)了學(xué)生的民族自

6、豪感高中中23.2第二節(jié)特征提取高中中第三節(jié)水文分析高中中第四節(jié)可視性分析高中中注：在“要求”欄內(nèi)以高、中、低來表示對學(xué)生學(xué)習(xí)程度的要求，高為最高要求。理解指能對所學(xué)的內(nèi)容作歸納、分類、解釋、總結(jié)、推斷和一定程度的發(fā)揮。掌握指能理解學(xué)習(xí)材料的內(nèi)涵和意義，包括具體分類、區(qū)別、流程、誤區(qū)等的認(rèn)知和學(xué)習(xí)?？梢越柚N形式來表明對材料的領(lǐng)會，一是轉(zhuǎn)換，即用自己的話或用與原先表達(dá)方式不同的方式表達(dá)自己的思想；二是解釋，即對一項(xiàng)信息加以說明或概述；三是推斷，即估計(jì)將來的趨勢（預(yù)期的后果）。分析指能將所學(xué)的內(nèi)容分解并找出它們的相互關(guān)系和構(gòu)成，或能計(jì)劃、創(chuàng)造、建造或有改變的重構(gòu)。應(yīng)用指能將學(xué)習(xí)材料用于新的具體

7、情境，包括原則、方法、技巧、規(guī)律的拓展， HYPERLINK /doc/6670661-6884501.html t _blank 代表較高水平的學(xué)習(xí)成果。應(yīng)用需要建立對知識點(diǎn)掌握的基礎(chǔ)上。上機(jī)內(nèi)容與學(xué)時分配上機(jī)內(nèi)容為課內(nèi)設(shè)置的一個實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，由6個上機(jī)內(nèi)容組成。上機(jī)項(xiàng)目與類型序號上機(jī)項(xiàng)目上機(jī)類型學(xué)時支撐畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)演示驗(yàn)證綜合設(shè)計(jì)1生長算法實(shí)驗(yàn)?zāi)M地面模型23.22多邊形凸凹性判斷23.23離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法23.24基于內(nèi)插法模擬地面模型23.25GRID生成算法實(shí)現(xiàn)23.26基于ArcGIS的DEM的應(yīng)用23.2上機(jī)一 生長算法實(shí)驗(yàn)?zāi)M地面模型 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握生長算

8、法的原理。（2）學(xué)會生長算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）掌握生長算法的程序?qū)崿F(xiàn)2)方法原理不規(guī)則三角網(wǎng)生長算法。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)生長算法的流程。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）生長算法設(shè)計(jì)；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）VC或C#下算法的實(shí)現(xiàn)。上機(jī)二 多邊形凸凹性判斷 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握多邊形凸凹性判斷算法的原理。（2）學(xué)會多邊形凸凹性判斷算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）掌握多邊形凸凹性判斷算法的程序?qū)崿F(xiàn)2)方法原理多邊形凸凹性判斷算法。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)多邊形凸凹性判斷算法的流程。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）多邊形凸

9、凹性判斷算法設(shè)計(jì)；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）VC或C#下多邊形凸凹性判斷算法的實(shí)現(xiàn)。上機(jī)三 離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握凸包生成算法的原理。（2）學(xué)會凸包生成算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）掌握凸包生成算法的程序?qū)崿F(xiàn)2)方法原理凸包生成算法。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)凸包生成算法的流程。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）凸包生成算法設(shè)計(jì)；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）VC或C#下凸包生成算法的實(shí)現(xiàn)。上機(jī)四 基于內(nèi)插法模擬地面模型 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握TIN的內(nèi)插算法的原理。（2）學(xué)會TIN的內(nèi)插算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）掌握TIN的內(nèi)插算法的程

10、序?qū)崿F(xiàn)2)方法原理TIN的內(nèi)插算法。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)TIN的內(nèi)插算法的流程。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）TIN的內(nèi)插算法算法設(shè)計(jì)；（2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）VC或C#下TIN的內(nèi)插算法的實(shí)現(xiàn)。上機(jī)五GRID生成算法實(shí)現(xiàn) 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法的原理。（2）學(xué)會GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。（3）掌握GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法的程序?qū)崿F(xiàn)2)方法原理GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料C#軟件或VC+6.0軟件,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法的流程。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）GRID生成算法設(shè)計(jì)；（

11、2）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；（3）VC或C#下GRID生成算法實(shí)現(xiàn)算法的實(shí)現(xiàn)。上機(jī)六 基于ArcGIS的DEM的應(yīng)用 2學(xué)時1)目的要求（1）掌握基于ArcGIS的DEM生成。（2）學(xué)會DEM分水線和合水線提取。（3）掌握DEM淹沒分析2)方法原理 ArcGIS 地形分析原理。3)主要實(shí)驗(yàn)儀器及材料ArcGIS,計(jì)算機(jī)。4)掌握要點(diǎn)ArcGIS地形分析。5)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容（1）ArcGIS TIN生成；（2）等高線生成；（3）DEM分水線和合水線提取。（4）DEM淹沒分析。五、教學(xué)方法 課程的主要教學(xué)方法：課堂講授、視頻學(xué)習(xí)、小組討論、課堂練習(xí)等。課堂講授：主要適用第1章至第7章的基本概念、基本方法及基本理論的講解。視頻學(xué)習(xí)：主要適用第7章數(shù)字地形分析。案例分析與討論：主要適用第3章數(shù)字高程模型表面建模。小組討論：主要適用于第2章數(shù)字高程模型的數(shù)據(jù)獲取方法比較。課堂練習(xí)：鞏固課堂教授知識。六、考核及成績評定方式 課程考核包括平時成績和期末課程論文兩個部分。平時成績：50%，包括課堂習(xí)題、案例討論、小組討論及考勤（畢業(yè)要求3.2）。上機(jī)成績：50%，生長算法實(shí)驗(yàn)、多邊形凸凹性判斷、 離散數(shù)據(jù)的凸包生成算法、基于內(nèi)插法模擬地面模型、GRID生