112级工程测量专业GIS原理与应用-教学方案

武汉电力职业技术学院“GIS原理与应用”课程教学方案设计主讲教师：魏智威授课学期：2015-2016学年第一学期所属系部：工程测量系单元名称项目一：地理信息系统与ArcGIS基础知识（一）授课次序3、4教学地点13311机房教学时间/课时2课时教学目标1.知识目标1.掌握地理信息系统的基本知识2.了解ArcGIS软件的设计理念3.了解ArcGIS软件的平台结构2.能力目标1.能在老师的指导下完成ArcGIS软件的安装2.完成实验数据的安装教学重点基本了解GIS的基本知识，熟悉ArcGIS软件的安装。教学难点及处理难点：学生GIS基础知识较薄弱，ArcGIS软件的安装比较复杂处理：老师加强GIS基础知识的讲解，指导学生正确安装软件教学组织与媒介运用PPT，教师操作演示，现场指导课堂设计阶段教学目标内容课堂活动时间课程介绍（一、说课内容）1.课程地位与作用2.课程主要知识内容3.课程主要教学方法4.课程的考核设计5.课程资源教师主讲介绍本课的授课方式与考核方式，让学生了解他们的学习目的，以及学习完成后需要达到的目标。（如：与学生讨论应如何学）10分钟引入课题（一、课题引入）1.地理信息系统（GIS）国内外的发展现状设计：通过GIS技术的发展引出ArcGIS软件的学习必要性5分钟基本概念讲解1.地理信息系统：简称GIS（GeographicInformationSystem）。就是对空间数据的显示，编辑处理，分析应用，打印输出的系统。2.空间数据：就是有坐标的数据。让学生知道，这些基本概念是GIS课程必须掌握的基本知识5分钟课程内容一.地理信息系统基本介绍1.地理信息系统的发展史让学校了解GIS的基本知识。25分钟2.地理信息系统与其他(MIS)系统区别3.GIS平台和CAD的区别4.拓扑关系课程内容二．ArcGIS平台介绍1.ArcGIS平台的结构设计介绍2.ArcGISDesktop(桌面）简介3.软件专业术语介绍（如：要素、要素集、要素类、属性表等）4.ArcGIS数据格式介绍5.地图单位介绍6.地图比例尺介绍7.影像数据简介了解ArcGIS整个平台的设计理念，再着重介绍桌面版Desktop的软件简介，并说明桌面版为本课程教学学习的重点内容。25分钟课程内容三．ArcGISDesktop(桌面）的安装从教师处拷贝安装程序，教师演示安装步骤，指导学生完成软件的安装及汉化。20分钟学习资源1教材：《MAPGIS地理信息系统原理》吴信才著电子工业出版社2004.9.2学材：《ArcGIS地理信息系统教程（第五版）》电子工业大学出版社2013.63.软件教程：授课教师提供3演示文档：授课教师提供参考资料1参考教材：《地理信息系统教程》胡鹏等主编武汉大学出版社2001.10.《地图设计与编绘》祝国瑞等主编武汉大学出版社2001.10.2参考网站：课后作业ArcGIS软件安装程序的拷贝及安装课后记载单元名称项目一：地理信息系统与ArcGIS基础知识（二）授课次序3、4教学地点13311机房教学时间/课时2节课时教学目标1.知识目标1.熟悉ArcMap的软件界面及结构2.熟悉ArcCatalog的软件界面及结构2.能力目标1.掌握ArcGISDesktop软件的常规操作2.掌握ArcMap的基本操作教学重点软件的界面及结构、软件基本曹组教学难点及处理难点：学生初次接触ArcGIS软件，不知如何打开软件处理：教师演示指导教学组织与媒介运用PPT，教师操作演示，现场指导课堂设计阶段教学目标内容课堂活动时间复习回顾上单元的内容1、回顾总结GIS的基本理论知识，和ArcGIS安装过程中出现的问题。5分钟课程内容引入引入本单元课题一．ArcGISDesktop软件界面1.ArcMap的软件界面介绍2.ArcCatalog的软件界面介绍教师运行软件边演示边讲解ArcGISDesktop中ArcMap和ArcCatalog的软件界面，包括菜单、工具条、停靠窗口的使用、自定义菜单和工具条的定制等内容。30分钟课程内容二．ArcGISDesktop软件设计结构的介绍教师边演示边讲解ArcMap、ArcCatalog和工具箱的相互镶嵌的结构设计，以及如何在各个模块中实现相互调用实现互操作。10分钟课程内容三．ArcMap的基本操作教师演示讲解如何在ArcMap中加载图层、放大、缩小、调整图层显示顺序等。15分钟（做实验/实训）实训一：学习ArcGIS的基本操作1.ArcGIS的常规操作2.ArcMap的基本操作要求学生在教师演示过后能在教师指导下完成以上课程内容的实际操作。25分钟点明本单元教学重点点评与小结：点评实习成果，再次确定实习目标让学生明确目标，鼓励学习课余时间熟悉ArcGIS软件的使用。5分钟学习资源1教材：《MAPGIS地理信息系统原理》吴信才著电子工业出版社2004.9.2学材：《ArcGIS地理信息系统教程（第五版）》电子工业大学出版社2013.63.软件教程：授课教师提供4.软件使用帮助5.网络帮助说明：参考资料1参考教材：《地理信息系统教程》胡鹏等主编武汉大学出版社2001.10.《地图设计与编绘》祝国瑞等主编武汉大学出版社2001.10.2参考网站：课后作业多运用ArcGIS软件练习课堂上的学习内容课后记载单元名称项目二：空间数据模型与ArcGIS数据建库授课次序3、4、5、6教学地点13311机房教学时间/课时4课时教学目标1.知识目标1.地理数据库的概念2.地理数据库各组成项的概念2.能力目标1.建立地理数据库2.建立地理数据库中各组成项教学重点地理数据库的建立教学难点及处理难点：没有数据库的概念，更难以理解地理数据库的含义处理：教师详细讲解并现场演示和指导教学组织与媒介运用PPT，教师操作演示，现场指导课堂设计阶段教学目标内容课堂活动时间复习回顾上单元的内容1、回顾总结ArcGIS常规操作盒ArcMap基本操作学习中出现的问题，以及实训的情况5分钟课程内容引入引入本单元课题一．空间数据模型基本概念1.矢量数据模型2.栅格数据模型教师主讲解释矢量和栅格两种不同数据格式的概念，以及两种数据模型的优势和劣势对比。20分钟课程内容二．ArcGIS建库功能介绍1.地理数据库概述地理数据库（Geodatabase）是为了更好的管理和使用地理要素数据，而按照一定的模型和规则组合起来的存储空间数据和属性数据的容器。地理数据库是按照层次型的数据对象来组织地理数据的，这些数据对象包括对象类（Object教师主讲教师详细讲解地理数据库的概况和地理数据库的一般建库过程。40分钟Classes）、要素类（FeatureClasses）和要素数据集（featuredataset）2.地理数据库的一般过程（1）地理数据库设计地理数据库的设计（2）地理数据库建立（3）建立空的数据库中的基本组成项（4）向地理数据库各项加载数据（5）进一步定义数据库课程内容3.建立一个新的地理数据库教师利用ArcGIS软件演示如何建立一个新的地理数据库的过程20分钟课程内容4.建立数据库中的基本组成项教师利用ArcGIS软件演示如何建立数据库中各基本组成项的过程。40分钟（做实验/实训）实训二：利用ArcGIS构建地理数据库要求学生在教师演示过后能在教师指导下学会用ArcGIS进行数据格式转换和新建点、线、面要素和完整的地理数据库。45分钟课堂小结点评实训成果，再次确定实习目标让学明白地理数据库在ArcGIS软件使用过程中的重要性，鼓励学生利用课外时间多多练习地理数据库的建立，理清数据库中各基本组成项的关系和建立。10分钟学习资源1教材：《MAPGIS地理信息系统原理》吴信才著电子工业出版社2004.9.2学材：《ArcGIS地理信息系统教程（第五版）》电子工业大学出版社2013.66.软件教程：授课教师提供7.软件使用帮助8.网络帮助说明：参考资料1参考教材：《地理信息系统教程》胡鹏等主编武汉大学出版社2001.10.《地图设计与编绘》祝国瑞等主编武汉大学出版社2001.10.2参考网站：课后作业多运用ArcGIS软件练习课堂上的学习内容课后记载单元名称项目三：地理坐标系统简介授课次序3,4，5,6教学地点13311机房教学时间/课时4课时教学目标1.知识目标1.掌握坐标系的基本知识2.熟悉常用的地理坐标系统2.能力目标1.在ArcGIS中设置图层的坐标系2.在ArcGIS中查看图层已有的坐标系3.在ArcGIS中对图层已有坐标系进行转换4.在ArcGIS中自定义图层的坐标系教学重点ArcGIS中有关坐标系的操作教学难点及处理难点：学生对坐标系的概念较模糊，对地理空间坐标系与投影坐标系的区分没有概念，不知道坐标系的由来处理：教师详细讲解并现场演示和指导教学组织与媒介运用PPT，教师操作演示，现场指导课堂设计阶段教学目标内容课堂活动时间复习回顾上单元的内容1、回顾总结5分钟引入课题引入本单元课题ArcGIS的坐标，投影文件的含义ArcGIS中坐标系统两种:地理空间坐标系与投影坐标系（平面直角坐标）地理空间坐标系（Geographiccoordinatesystem），使用基于经纬度坐标描述地球上某一点所处的位置。某一个地理坐标系是基于一个基准面来定义的。基准面是利用特定椭球体对特定地区地球表面的逼近，因此每个国家或地区均有各自的基准面；也称球面坐标。如WGS1984（GPS点），Xian1980.prjBeijing1954.prj。投影坐标系统（Projectioncoordinate教师主讲，ppt主讲，ArcGIS软件演示ArGIS坐标系的种类、所处计算机位置30分钟system）使用基于X,Y值的坐标系统来描述地球上某个点所处的位置。这个坐标系是从地球的近似椭球体投影得到的，它对应于某个地理坐标系。平面坐标系统地图单位通常为米，也称非地球投影坐标系统（notearth），或者是平面直角坐标。投影坐标系由以下两项参数确定:地理坐标系（由基准面确定，比如:北京54、西安80、WGS84）投影方法（比如高斯－克吕格、Lambert投影、Mercator投影）坐标是GIS数据的骨骼框架，能够将我们的数据定位到相应的位置，为地图中的每一点提供准确的坐标，对地理坐标系坐标0~360课程内容1.认识常用的地理坐标系统北京54坐标系、西安80坐标系、WGS84的区别：北京54坐标系与西安80坐标系都是以Gauss_Kruger为基础，经局部平差后产生的坐标系。北京54坐标系:1954建立原点不在北京而是在前苏联的普尔科沃西安80坐标系:也称国家大地坐标系，1980年，原点在西安附近GPS系统所采用的是1984年世界大地坐标系(WordGeodeticSystem1984即WGS-84)。WGS-84坐标系是美国国防部研制确定的大地坐标系。原点是地球的质心，以经纬度为单位存储。北京54:长半轴a=6378245m:短半轴b=6356863m扁率f=1/298.3西安80:长半轴a=6378140m;短半轴b=6356755m扁率f=1/298.25WGS-84:长半轴a=6378137m;短半轴b=6356752.314m扁率f=1/298.25是经纬度坐标系统教师主讲，ppt主讲，ArcGIS软件操作演示不同地理坐标系20分钟注:扁率:f=（a-b）/a。由于长、短半轴不一样，西安80坐标系与北京54坐标系转换是不严密不存在统一的公式。地球上同一点，各个坐标系的经纬度是不一样的。WGS84一般是