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附教学大纲格式

《ArcGIS》课程教学大纲

课程编号:

14322401

课程名称：

ArcGIS软件

英文名称：

ArcGIS

课程类型:

必修课

总学时：

64讲课学时：

64实验学时：

0

学　　分：

4

适用对象：

地理科学、地理信息系统等专业

先修课程：

地理信息系统概论、地图学

执笔人：

肖燕审定人：

张金萍

一、课程性质、目的和任务

课程设置的目的，是为地理信息系统专业的学生提供必备的预备知识，为学习后续的专业课程服务。

通过本课程的学习，要求学生了解掌握目前国际国内应用最多的地理信息系统软件ArcGIS及其与其他软件的相互应用。

能够熟练运用本软件进行数据输入，数据编辑处理，地图投影转换，制作专题地图，进行综合空间分析和建模等。

二、课程教学和教改基本要求

能够熟练运用本软件进行数据输入，数据编辑处理，地图投影转换，制作专题地图，二次开发等。

三、课程各章重点与难点、教学要求与教学内容

第1章ArcGIS10概述

教学重点：

GIS的基本功能，ARCGIS的系统简介，及其学习过程中帮助的获取。

难点：

ARCGIS的结构体系。

教学要求：

通过本章的学习，使学生复习前一学期学过得GIS概论得内容，了解ARCGIS软件的结构体系，学会其安装方法。

教学内容：

温故知新：

关于GIS

●什么是GIS？

●GIS基本功能

●GIS技术与发展

●空间数据组织

●地图比例尺

●地理数据的组成要素

1软件概述

§1.1ArcGIS10总览

1.1.1ArcGIS10的功能定位

1.1.2ArcGIS产品发展历史

§1.2ArcGIS10基础架构

§1.3ArcGIS10产品构成

1.3.1桌面GIS

1.3.2服务器GIS

1.3.3移动GIS

1.3.4在线GIS

§1.4ArcGIS10五大飞跃

1.4.1协同GIS

1.4.2三维GIS

1.4.3时空GIS

1.4.4一体化GIS

1.4.5云GIS

第2章ArcGIS快速入门

教学重点和难点：

ArcMap中各个部分的工具的熟悉。

教学要求：

通过本节的学习，使学生了解ArcGIS各个组成部分，熟悉arcmap环境。

教学内容：

2.1ArcMap基础

ArcMap启动

ArcMap窗口功能

窗口组成：

主菜单，窗口标准工具，窗口内容表，地图显示窗口，数据显示工具，输出显示工具，绘图工具，快捷菜单设置。

窗口操作：

窗口比例设置，辅助窗口设置，视图书签设置，地图数据浏览。

ArcMap联机帮助

ArcMAP文档保存

2.2arccatalog基础

2.3arctoolbox基础

2.4arcscene与arcgolbe概述

第3章地理数据库

重点和难点：

ArcMap中geodatabase的智能化操作。

教学目标：

通过本节的学习，使学生了解ArcGIS中常用的数据格式。

教学内容：

3.1shapefile

3.2coverage文件创建

3.3geodatabase数据库创建

geodatabase的智能操作

属性域操作、子类型、创建注记和创建关系类

第4章空间数据采集

重点和难点：

ArcMap中地理配准和空间校正的理论和操作。

教学目标：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中矢量化方法、地理配准和空间校正的操作。

§4.1空间数据采集基础知识

§4.2数据采集方式

4.2.1手扶跟踪矢量化

4.2.2扫描跟踪矢量化

§4.3矢量化的步骤

4.3.1扫描

4.3.2图像预处理

4.3.3地理配准

4.3.4数据分层

4.3.5图形数据追踪

4.3.6属性录入

§4.4地理配准

4.4.1地理配准工具条介绍

4.4.2地理配准的步骤

§4.5ArcScan矢量化

4.5.1ArcScan简介

4.5.2ArcScan矢量化示例

4.5.3ArcScan自动矢量化

§4.6空间校正

4.6.1空间校正工具条介绍

4.6.2空间校正的方法

4.6.3空间校正变换

4.6.4橡皮页变换

4.6.5边匹配

4.6.6属性传递

第5章空间数据编辑

教学重点：

ARCGIS的数据各种分割和注记编辑功能。

难点：

ARCGIS的注记编辑。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS的空间数据编辑功能。

教学内容：

§5.1ArcMap编辑简介

§5.2要素编辑

5.2.1数据编辑的环境设置

5.2.2添加编辑工具

5.2.3启动编辑会话

5.2.4使用创建要素窗口

5.2.5创建新要素

5.2.6基于现有要素创建要素

5.2.7修改要素

§5.3注记编辑

5.3.1创建注记

5.3.2修改注记

§5.4尺寸注记编辑

5.4.1创建尺寸注记

5.4.2编辑尺寸注记

第6章空间数据的拓扑处理

教学重点：

ARCGIS的拓扑分析功能。

难点：

ARCGIS中拓扑规则的理解。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS的空间数据拓扑概念、拓扑创建、验证、拓扑编辑功能。

教学内容：

§6.1拓扑

6.1.1拓扑的概念

6.1.2拓扑中的要素

6.1.3拓扑参数

§6.2拓扑的创建

6.2.1使用ArcCatalog

6.2.2使用ArcToolbox

§6.3拓扑的验证

6.3.1使用ArcCatalog

6.3.2使用ArcToolbox

6.3.3使用拓扑工具

§6.4拓扑重定义

6.4.1获取拓扑属性信息

6.4.2拓扑重命名

6.4.3向拓扑中添加新的要素类

6.4.4移除要素类

6.4.5更改拓扑容差

6.4.6更改坐标等级

6.4.7拓扑规则处理

6.4.8添加到ArcMap

§6.5共享要素的编辑

6.5.1添加拓扑工具条

6.5.2创建地图拓扑

6.5.3重构拓扑缓存

6.5.4捕捉到拓扑结点

6.5.5查看共享拓扑元素的要素

6.5.6移动拓扑元素

6.5.7编辑拓扑边

6.5.8根据现有要素创建新要素

§6.6拓扑的编辑

6.6.1验证部分拓扑

6.6.2查找拓扑错误与异常

6.6.3修复拓扑错误

6.6.4更改拓扑图层的符号系统

§6.7综合应用：

修复CAD线数据错误

第7章空间参考与变换

教学重点：

ARCGIS中投影变换的功能。

难点：

ARCGIS中各种投影的理解和灵活运用。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中空间参考的概念、投影变换的理论和操作。

教学内容：

§7.1空间参考与地图投影

7.1.1空间参考

7.1.2大地坐标系

7.1.3投影坐标系

§7.2投影变换预处理

7.2.1定义投影

7.2.2创建自定义地理（坐标）变换

7.2.3转换坐标记法

§7.3投影变换

7.3.1矢量数据的投影变换

7.3.2栅格数据的投影和变换

第8章空间数据可视化

教学重点：

ARCGIS中空间数据可视化的功能。

难点：

ARCGIS中时态数据可视化理论和操作。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中空间数据可视化的理论和功能。

教学内容：

§8.1时态数据可视化

8.1.1时态数据的存储方式

8.1.2时态数据的显示

8.1.3时态地图的保存和导出

§8.2动画制作

8.2.1创建动画

8.2.2编辑动画

8.2.3导出和共享动画

§8.3图表制作

8.3.1创建图表

8.3.2显示和查询图表

8.3.3修改和管理图表

8.3.4保存和导出图表

§8.4报表制作

8.4.1创建报表

8.4.2报表整理

8.4.3报表生成和输出

第9章地图制图

教学重点：

ARCGIS中符号设置和地图制图表达功能。

难点：

ARCGIS中制图表达的理论和操作。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中空间数据符号化、注记、制图表达、综合等涉及的理论知识和实际操作。

教学内容：

§9.1符号化与样式

9.1.1符号的选择与修改

9.1.2创建新符号

9.1.3符号化

9.1.4样式（Style）管理

§9.2地图注记

9.2.1地图标注

9.2.2地图文档注记

§9.3掩膜

9.3.1死胡同（Cul-De-Sac）掩膜

9.3.2要素轮廓线掩膜

9.3.3交叉图层掩膜

§9.4制图表达

9.4.1制图表达的概念

9.4.2创建制图表达

9.4.3处理制图表达规则

9.4.4编辑要素制图表达

§9.5制图综合

9.5.1融合

9.5.2聚合面

9.5.3简化面

9.5.4平滑面

§9.6数据驱动页面

9.6.1数据驱动页面创建

9.6.2数据驱动页面操作

9.6.3导出数据驱动页面

§9.7制图与输出

9.7.1版面设置

9.7.2制图数据操作

9.7.3制图元素

9.7.4打印与导出地图

第10章矢量数据的空间分析

教学重点：

ARCGIS中矢量空间数据空间分析的功能。

难点：

ARCGIS中叠加分析和泰森多边形分析的理论和操作。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中矢量空间数据空间分析的理论和功能。

教学内容：

§10.1数据提取（Extract）

10.1.1裁剪（Clip）

10.1.2分割（Split）

10.1.3筛选（Select）

10.1.4表筛选（TableSelect）

§10.2统计分析（Statistics）

10.2.1频数（Frequency）

10.2.2汇总统计数据（SummaryStatistics）

§10.3缓冲区分析（Proximity）

10.3.1缓冲区的基本概念

10.3.2缓冲区生成算法

10.3.3缓冲区的建立

§10.4叠加分析（Overlay）

10.4.1擦除分析（Erase）

10.4.2相交分析（Intersect）

10.4.3联合分析（Union）

10.4.4标识分析（Identity）

10.4.5更新分析（Update）

10.4.6交集取反（SymmetricalDifference）

10.4.7空间连接（SpatialJoin）

§10.5泰森多边形（ThiessenPolygon）

10.5.1泰森多边形的概念

10.5.2泰森多边形的构建方法

10.5.3泰森多边形的构建

§10.6大型商场选址（缓冲区和叠加分析的综合应用）

第11章栅格数据空间分析

教学重点：

ARCGIS中栅格空间数据空间分析的功能。

难点：

ARCGIS中距离分析和空间插值分析的理论和操作。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中栅格空间数据空间分析的理论和功能。

教学内容：

§11.1栅格数据的基础知识

11.1.1栅格数据的组成

11.1.2栅格数据的应用

§11.2数据分析的环境设置

11.2.1为分析结果指定磁盘位置

11.2.2使用分析掩膜

11.2.3选择坐标系统

11.2.4设置分析结果的范围

§11.3密度分析

11.3.1核密度分析

11.3.2线密度分析

11.3.3点密度分析

§11.4距离分析

11.4.2欧氏距离

11.4.3成本距离

11.4.4成本路径

11.4.5最小成本廊道

11.4.6成本分配

§11.5提取分析

11.5.1按属性、形状或位置提取

11.5.2将像元值提取到点要素

§11.6栅格插值

11.6.1插值的概念

11.6.2插值方法

§11.7重分类

11.7.1重分类

11.7.2查找表

11.7.3分割

11.7.4使用表重分类

11.7.5使用ASCII文件重分类

§11.8条件分析与栅格计算器

11.8.1条件分析

11.8.2栅格计算器

§11.9太阳辐射分析

11.9.1太阳辐射的基本概念

11.9.2太阳辐射的实现

§11.10表面分析

11.10.1坡向

11.10.2等值线

11.10.3填挖方

11.10.4山体阴影

11.10.5坡度

11.10.6曲率

11.10.7可见性分析

§11.11统计分析

11.11.1局部分析

11.11.2邻域分析

11.11.3区域分析

§11.12实例与练习

11.12.1学校选址

11.12.2最短路径

11.12.3人口密度制图

第12章网络分析

教学重点：

ARCGIS中网络分析的功能。

难点：

ARCGIS中网络数据集的创建。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中网络分析的理论和功能。

教学内容：

§12.1网络简介

12.1.1ArcGIS中地理网络的分类

12.1.2网络组成要素

§12.2几何网络分析

12.2.1几何网络

12.2.2几何网络的构建

12.2.3几何网络分析的类型

§12.3网络数据集的网络分析

12.3.1网络数据集

12.3.2网络数据集的构建与编辑

12.3.3网络分析的过程

12.3.4网络分析类型及步骤

12.3.5网络分析工具箱

§12.43D网络分析

§12.5实验

12.5.1天然气管网应急分析

12.5.2多路径分析

第13章三维分析

教学重点：

ARCGIS中三维分析的功能。

难点：

ARCGIS中三维场景创建。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中三维分析的理论和功能。

§13.1三维数据管理

13.1.1三维数据

13.1.2三维数据的获取

13.1.33D要素分析

§13.2表面创建与管理

13.2.1表面创建

13.2.2表面管理

§13.3表面分析

13.3.1栅格表面分析

13.3.2Terrain和TIN表面分析

13.3.3功能性表面

§13.4ArcScene三维可视化

13.4.1ArcScene的工具条

13.4.2二维数据的三维显示

13.4.3动画

§13.5ArcGlobe三维显示与分析

13.5.1ArcGlobe简单场景设置

13.5.2缓存设置

13.5.3数据的显示与编辑

13.5.4空间量测

13.5.5ArcScene与ArcGlobe功能比较

§13.6实例

13.6.1土壤污染与甲状腺癌发病率关系的可视化

13.6.2高射炮对飞行路径威胁的三维分析

13.6.3ArcGIS结合SketchUP建立虚拟校园

第14章水文分析

教学重点：

ARCGIS中水文分析的功能。

难点：

ARCGIS中水文分析单流向D8算法。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中水文分析的理论和功能。

§14.1基本概念

14.1.1流域

14.1.2分析流程

§14.2水文分析

14.2.1流向分析

14.2.2计算水流长度

14.2.3汇流分析

14.2.4河网分析

14.2.5流域分析

第16章ModelBuilder与空间建模

教学重点：

ARCGIS中空间建模功能。

难点：

ARCGIS中各种空间分析工具的灵活运用。

教学要求：

通过本章的学习，使学生掌握ArcGIS中进行空间建模的操作。

§16.1空间建模基础

16.1.1地理处理

16.1.2地理处理与空间建模

16.1.3空间建模

§16.2ModelBuilder

16.2.1基本概念

16.2.2ModelBuilder的基本操作

16.2.3ModelBuilder高级使用技巧

§16.3脚本文件

16.3.1ArcGIS脚本简介

16.3.2Python脚本与ArcPy

16.3.3Python窗口

16.3.4脚本编写

16.3.5在ModelBuilder使用脚本工具

§16.4空间建模案例

16.4.1海上溢油决策分析及评估模型

16.4.2青岛浒苔生成分析与处理的全规划

四、各教学环节学时分配

章（或编）次

讲课

习题课

讨论课

实验

其他

合计

第一章

1

1

2

第二章

2

2

第三章

2

2

第四章

8

8

第五章

4

2

4

第六章

4

4

第七章

4

4

第八章

4

4

第九章

4

4

第十章

4

4

第十一章

10

10

第十二章

4

4

第十三章

4

4

第十四章

4

4

第十六章

4

4

合计

63

1

五、课外习题及课程讨论

课外习题见课件和教案。

六、作业与考核方式

作业：

见课件和教案。

考核方式：

闭卷

七、推荐教材和教学参考书

教材：

牟乃夏，刘文宝等。

ArcGIS10地理信息系统教程测绘出版社2012

参考书：

[1]汤国安，杨昕。

ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程科学出版社2011

[2]ArcGIS8desktop地理信息系统指南，党安荣，贾海峰等编著，清华大学出版社，2005。

八、说明