《GIS空間分析2》課程教學(xué)大綱

《GIS空間分析2》教學(xué)大綱一、課程基本信息課程名稱(chēng)GIS空間分析GISSpatialAnalysis課程編碼OSI120121020開(kāi)課院部海洋與空間信息學(xué)院課程團(tuán)隊(duì)地信教學(xué)組學(xué)分2.0課內(nèi)學(xué)時(shí)48講授0實(shí)驗(yàn)0上機(jī)48實(shí)踐0課外學(xué)時(shí)0適用專(zhuān)業(yè)測(cè)繪工程授課語(yǔ)言中文先修課程大學(xué)計(jì)算機(jī)、地理信息系統(tǒng)原理課程簡(jiǎn)介（限選）《GIS空間分析》是地理信息科學(xué)專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課，本課程著重于應(yīng)用，旨在通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握GIS環(huán)境下空間分析的基本原理、主要技術(shù)方法，能熟練地運(yùn)用GIS軟件進(jìn)行各種空間分析，培養(yǎng)學(xué)生解決復(fù)雜地學(xué)問(wèn)題的能力，。本課程為實(shí)驗(yàn)課，以學(xué)生上機(jī)實(shí)習(xí)為主，講述為輔。GIS空間分析課程總學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)，上機(jī)學(xué)時(shí)為48學(xué)時(shí)。主要教學(xué)內(nèi)容包括：空間表達(dá)變換分析、空間數(shù)據(jù)的可視化分析、空間幾何關(guān)系分析、基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析、空間幾何關(guān)系分析、三維分析、空間統(tǒng)計(jì)分析、空間關(guān)聯(lián)模式分析、空間分析建模等。"GISspatialanalysis"isaspecializedcourseforgeographicinformationsciencemajor.ThiscoursefocusesonapplicationandaimstoenablestudentstomasterthebasicprinciplesofspatialanalysisinGISenvironmentthroughthestudyofthiscourse,themaintechnicalmethodscanskillfullyuseGISsoftwaretocarryoutvariousspatialanalysisandcultivatestudents'abilitytosolvecomplexgeoscienceproblems,.Thiscourseisanexperimentalcourse,withstudents'internshiponthecomputerasthemaincourseandnarrationastheauxiliarycourse.ThetotalclasshoursofGISspatialanalysiscourseis48hours,andtheschoolhoursare48hours.Themainteachingcontentsinclude:spatialexpressiontransformationanalysis,visualanalysisofspatialdata,spatialgeometricrelationshipanalysis,spatialanalysisbasedonrasterdata,spatialgeometricrelationshipanalysis,three-dimensionalanalysis,spatialstatisticalanalysis,spatialcorrelationpatternanalysis,spatialanalysismodeling,etc.負(fù)責(zé)人大綱執(zhí)筆人審核人二、課程目標(biāo)序號(hào)代號(hào)課程目標(biāo)OBE畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)任務(wù)自選1M1目標(biāo)1：掌握GIS環(huán)境下空間分析的基本原理、主要技術(shù)方法。是1.31.32M2目標(biāo)2：培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決地學(xué)問(wèn)題的能力，能夠利用GIS軟件解決實(shí)際問(wèn)題。是1.41.43M3目標(biāo)3：能熟練地運(yùn)用GIS軟件對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、編輯、管理、空間分析和顯示是1.31.3三、課程內(nèi)容序號(hào)章節(jié)號(hào)標(biāo)題課程內(nèi)容/重難點(diǎn)支撐課程目標(biāo)課內(nèi)學(xué)時(shí)教學(xué)方式課外學(xué)時(shí)課外環(huán)節(jié)1第1章第1章緒論本章重點(diǎn)難點(diǎn)：理解空間分析的定義和內(nèi)涵，了解GIS空間分析的主要內(nèi)容和應(yīng)用/////21.11.1GIS空間分析概述空間分析定義、空間分析目的、空間分析主要方法、GIS空間分析的過(guò)程與應(yīng)用、主流GIS軟件、ArcGISM12講授2研討3實(shí)驗(yàn)1數(shù)據(jù)采集與編輯圍繞某一社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，如“一帶一路”、“精準(zhǔn)扶貧”等，采集和編輯圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，為下一步的分析和可視化做準(zhǔn)備M33上機(jī)1作業(yè)4實(shí)驗(yàn)2地理數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)建對(duì)實(shí)驗(yàn)一中采集的數(shù)據(jù)，建立地理數(shù)據(jù)庫(kù)，并進(jìn)行拓?fù)渚庉?，并?duì)地理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行維護(hù)M33上機(jī)1作業(yè)5第2章第2章空間表達(dá)變換分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握空間數(shù)據(jù)的坐標(biāo)轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換等。難點(diǎn)：地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換與投影坐標(biāo)轉(zhuǎn)換////62.12.1坐標(biāo)變換地理坐標(biāo)系、投影坐標(biāo)系、地理變換、投影的定義及變換、空間校正M10.5講授//72.22.2數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變換柵格結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)矢量結(jié)構(gòu)、矢量結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)柵格結(jié)構(gòu)M10.5講授//8實(shí)驗(yàn)3坐標(biāo)變換數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變換根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)實(shí)驗(yàn)一中采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行坐標(biāo)變換和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)變換M32上機(jī)1作業(yè)9實(shí)驗(yàn)4數(shù)據(jù)處理根據(jù)需要，將數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、包括數(shù)據(jù)裁剪、拼接、提取等，為下一步的分析和可視化做準(zhǔn)備M33上機(jī)1作業(yè)10第3章第3章空間數(shù)據(jù)的可視化分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握如何利用GIS軟件實(shí)現(xiàn)各種類(lèi)型的專(zhuān)題地圖的制作/////113.13.1專(zhuān)題地圖的編制熟練掌握利用地理信息系統(tǒng)軟件編制各類(lèi)專(zhuān)題地圖M10.5講授//123.23.2三維可視化疊加顯示、突出顯示、動(dòng)畫(huà)生成M10.5講授//13實(shí)驗(yàn)5專(zhuān)題地圖編制利用前幾次實(shí)驗(yàn)中處理好的數(shù)據(jù)，針對(duì)不同的屬性要素，制作專(zhuān)題地圖M2,M31.5上機(jī)5大作業(yè)14實(shí)驗(yàn)6三維可視化針對(duì)某一或某幾個(gè)屬性要素，進(jìn)行三維可視化顯示，并制作飛行動(dòng)畫(huà)M2,M31.5上機(jī)5大作業(yè)15第4章第4章空間幾何關(guān)系分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握如何利用GIS軟件實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析、疊置分析。難點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)分析的實(shí)現(xiàn)/////164.14.1空間查詢(xún)與檢索按屬性選擇查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)和匯總、包含選擇查詢(xún)、相交選擇查詢(xún)、相鄰選擇查詢(xún)、空間連接查詢(xún)、M10.5講授//174.24.2空間鄰近度分析緩沖區(qū)分析、近鄰分析、泰森多邊形、M10.5講授//184.34.3疊置分析圖層擦除、識(shí)別疊加、交集操作、均勻差值、圖層合并和修正更新M10.5講授//194.44.4網(wǎng)絡(luò)分析網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集的建立、最短路徑分析、服務(wù)區(qū)分析、位置分配M10.5講授//20實(shí)驗(yàn)7為所有學(xué)生配置小學(xué)使用鄰近分析為每位學(xué)生按照距離最近原則搜索學(xué)校，按學(xué)校標(biāo)識(shí)符匯總學(xué)生、屬性表連接M2,M33上機(jī)//21實(shí)驗(yàn)8基于網(wǎng)絡(luò)的設(shè)施服務(wù)水平分析構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集、生成服務(wù)區(qū)、利用疊置分析估算服務(wù)區(qū)人口、歸并服務(wù)區(qū)并匯總?cè)丝跀?shù)、計(jì)算服務(wù)水平和有關(guān)指標(biāo)M2,M33上機(jī)3作業(yè)22實(shí)驗(yàn)9選址與配置對(duì)現(xiàn)有小學(xué)進(jìn)行撤并、改造，擴(kuò)大規(guī)模、增加設(shè)施，改善辦學(xué)條件，同時(shí)兼顧學(xué)生通勤、距離不能太遠(yuǎn)M2,M33上機(jī)2作業(yè)23實(shí)驗(yàn)10區(qū)位等級(jí)分析基于疊置分析和緩沖區(qū)分析，考慮交通、地形、商業(yè)、娛樂(lè)設(shè)施等條件，對(duì)購(gòu)房適宜性進(jìn)行分析M2,M33上機(jī)3作業(yè)24第5章第5章基于柵格數(shù)據(jù)的空間分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握基于GIS軟件實(shí)現(xiàn)距離制圖、表面分析、重分類(lèi)等/////255.15.1重分類(lèi)及距離制圖重分類(lèi)、距離制圖、柵格計(jì)算M10.5講授//265.25.2表面分析及統(tǒng)計(jì)分析柵格插值、重采樣、地形因子提取、等值線(xiàn)繪制、統(tǒng)計(jì)分析M10.5講授//27實(shí)驗(yàn)11中學(xué)選址分析根據(jù)現(xiàn)有中學(xué)分布、人口分布、土地利用規(guī)劃為新建中學(xué)提供選址評(píng)價(jià)M2,M33上機(jī)3作業(yè)28實(shí)驗(yàn)12復(fù)雜地形中的選址環(huán)境限制分析、計(jì)算取水費(fèi)用、計(jì)算鐵路支線(xiàn)修建費(fèi)用、計(jì)算煤炭運(yùn)輸費(fèi)用、評(píng)價(jià)指標(biāo)的綜合分析M2,M33上機(jī)3作業(yè)29第6章第6章三維分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：重點(diǎn)掌握利用GIS軟件創(chuàng)建三維要素以及應(yīng)用GIS軟件進(jìn)行三維景觀(guān)分析（空間查詢(xún)、地形表面屬性計(jì)算、等值線(xiàn)生成、山體陰影創(chuàng)建剖面線(xiàn)繪制、通視分析、流域分析等/////306.16.1TIN的生成及應(yīng)用、三維可視化TIN的生成及應(yīng)用、二維要素轉(zhuǎn)換成三維體要素M10.5講授//316.26.2通視分析基于視點(diǎn)的視域分析、基于路徑的視域分析、根據(jù)三維線(xiàn)要素分析通視性M10.5講授//32實(shí)驗(yàn)13地表模型生成、顯示TIN的生成、二維要素轉(zhuǎn)換成三維體要素、場(chǎng)景顯示M32.5上機(jī)3作業(yè)33實(shí)驗(yàn)14通視分析輸入視線(xiàn)分析通視性、基于視點(diǎn)的視域分析、基于路徑的視域分析、天際線(xiàn)與建筑限高M(jìn)2,M32.5上機(jī)3作業(yè)34第7章第7章空間統(tǒng)計(jì)分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握空間局部估計(jì)、確定性插值法和探索性數(shù)據(jù)分析的原理、模型。了解空間統(tǒng)計(jì)學(xué)分析的基本原理及理論假設(shè)和空間自相關(guān)的基本概念及能解決的地理問(wèn)題。/////357.17.1中心位置的測(cè)度平均中心、加權(quán)中心、中位數(shù)中心、加權(quán)中位數(shù)中心、中心要素M10.2講授//367.27.2離散度的測(cè)度標(biāo)準(zhǔn)距離、標(biāo)準(zhǔn)差橢圓、空間自相關(guān)分析M10.3講授//377.37.3空間模式分析全局空間自相關(guān)M10.5講授//387.47.4空間聚類(lèi)分析局部空間自相關(guān)M10.5講授//39實(shí)驗(yàn)15某區(qū)域城市及工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值分布分析基于中心位置及離散度的某城市分布形態(tài)分析，基于全局空間自相關(guān)和局部空間自相關(guān)的工農(nóng)業(yè)產(chǎn)值分布分析M1,M32.5上機(jī)4作業(yè)40第8章第8章空間分析建模本章重點(diǎn)難點(diǎn)：掌握利用ArcGIS的空間建模工具M(jìn)odelBuilder實(shí)現(xiàn)空間分析建模/////418.18.1模型構(gòu)建及應(yīng)用模型構(gòu)建器的應(yīng)用M10.5講授//42實(shí)驗(yàn)16山谷點(diǎn)和山頂點(diǎn)提取利用模型構(gòu)建器，基于柵格計(jì)算、柵格數(shù)據(jù)的單元統(tǒng)計(jì)等，選擇山谷點(diǎn)和山頂點(diǎn)M2,M32.5上機(jī)6大作業(yè)43第9章第9章水文分析本章重點(diǎn)難點(diǎn)：水文過(guò)程的理解/////449.19.1水文過(guò)程分析填洼、流向分析、匯流累積量計(jì)算、水流長(zhǎng)度計(jì)算、河網(wǎng)提取、流域分析M10.5講授//45實(shí)驗(yàn)17水文過(guò)程分析基于DEM數(shù)據(jù)，進(jìn)行某流域水文分析，包括河網(wǎng)提取、流域分析等。M2,M32.5上機(jī)2作業(yè)四、考核方式序號(hào)考核環(huán)節(jié)操作細(xì)節(jié)總評(píng)占比1平時(shí)作業(yè)1.每次課均會(huì)布置課后練習(xí)，主要以熟練某種操作技能為主。2.成績(jī)采用百分制，根據(jù)作業(yè)完成準(zhǔn)確性、是否按時(shí)上交、是否獨(dú)立完成評(píng)分。3.主要考核學(xué)生軟件操作的能力。30%2大作業(yè)大作業(yè)1、圍繞社會(huì)熱點(diǎn)問(wèn)題，設(shè)定主題，要求學(xué)生圍繞該專(zhuān)題通過(guò)采集數(shù)據(jù)、編輯數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，最終實(shí)現(xiàn)可視化。大作業(yè)2：結(jié)合某一具體問(wèn)題，要求學(xué)生設(shè)計(jì)路線(xiàn)，并利用空間建模技術(shù)解決該問(wèn)題2、根據(jù)模型建立情況和實(shí)驗(yàn)方案的準(zhǔn)確性評(píng)分。3、考核學(xué)生獨(dú)立解決復(fù)雜地學(xué)問(wèn)題的能力，對(duì)GIS空間分析中基本原理的理解，以及利用軟件解決具體問(wèn)題的能力。 20%3考勤隨機(jī)點(diǎn)名、刷卡點(diǎn)名等5%4課堂表現(xiàn)隨機(jī)檢查學(xué)生上課精神狀態(tài)、回答問(wèn)題情況5%5期末考試1、上機(jī)考試，成績(jī)采用百分制，卷面成績(jī)總分100分。2、主要考核學(xué)生對(duì)GIS軟件操作的能力，應(yīng)用GIS解決相關(guān)實(shí)際問(wèn)題的能力。40%五、評(píng)分細(xì)則序號(hào)課程目標(biāo)考核環(huán)節(jié)大致占比評(píng)分等級(jí)1M1期末考試100%（見(jiàn)試卷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)）2M3平時(shí)作業(yè)40%A-獨(dú)立完成、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立完成、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確C-獨(dú)立完成，按時(shí)提交完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案存在某些問(wèn)題。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，解題思路混亂3M3大作業(yè)40%A-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，詳盡。能夠很好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，構(gòu)建的模型正確，運(yùn)行結(jié)果正確。B-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，詳盡。能夠較好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，且構(gòu)建的模型正確，運(yùn)行結(jié)果無(wú)誤。C-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，能夠較好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，構(gòu)建的模型存在某些問(wèn)題，運(yùn)行結(jié)果不完全正確。D-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。不能完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，構(gòu)建的模型不能運(yùn)行。4M3課堂表現(xiàn)10%A-認(rèn)真聽(tīng)講，回答問(wèn)題準(zhǔn)確B-認(rèn)真聽(tīng)講，回答問(wèn)題基本正確C-不認(rèn)真聽(tīng)講，回答問(wèn)題不正確5M3考勤10%M-缺勤2次以?xún)?nèi)。N-缺勤3次及以上且很少參加課堂討論。6M2平時(shí)作業(yè)20%A-獨(dú)立完成、按時(shí)完成，解題思路清晰、步驟完整、格式合理、答案準(zhǔn)確B-獨(dú)立完成、按時(shí)完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式合理、答案準(zhǔn)確C-獨(dú)立完成，按時(shí)提交完成，解題思路比較清晰、步驟比較完整、格式比較合理、答案存在某些問(wèn)題。D-作業(yè)抄襲，未能按時(shí)完成，解題思路混亂7M2大作業(yè)80%A-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，詳盡。能夠很好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，構(gòu)建的模型正確，運(yùn)行結(jié)果正確。B-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，詳盡。能夠較好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，且構(gòu)建的模型正確，運(yùn)行結(jié)果無(wú)誤。C-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，能夠確定設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)方案可行，能夠較好地完成設(shè)計(jì)方案的內(nèi)容，構(gòu)建的模型存在某些問(wèn)題，運(yùn)行結(jié)果不完全正確。D-在查閱有關(guān)資料的基礎(chǔ)上，