《GIS应用开发3》课程教学大纲.docx

GIS应用开发3教学大纲一、课程基本信息课程名称GIS应用开发GIS Application Development课程编码OSI120311030开课院部海洋与空间信息学院课程团队GIS应用开发课程组学分3.0课内学时58讲授28实验0上机30实践0课外学时58适用专业地理信息科学授课语言中文先修课程空间数据库、地理信息系统原理、高级程序设计、GIS空间分析、软件工程课程简介（必修）GIS应用开发隶属于地理信息科学专业的专业核心课程，是GIS原理与方法、GIS应用实践、软件工程等交叉结合的一门理论性 和实践性并重的课程。本课程教学内容围绕GIS应用系统的设计与开发，具体包括：GIS应用系统设计方法，系统分析，总体设计，功能 设计；GIS系统开发方法，基于组件式开发技术的GIS功能实现，系统实施与维护，系统测试与评价；利用高级编程语言进行具体GIS应 用系统的开发实现。本课程的教学目标是：使学生掌握GIS应用系统开发的原理与技术，能够利用高级程序设计语百在ComGIS平台的基 础上开发应用型地理信息系统解决行业应用中的问题；使学生掌握应用型地理信息系统的设计内容、基本理论、技术方法，能够撰写规范 的系统设计书文档；使学生具有较好的项目组织管理和协调沟通能力，既能独立工作，又具有团队合作精神，能参与不同行业领域地理信 息系统工程建设的管理与实施过程；使学生建立GIS软件工程学的思想，能够通过自主学习开展具体行业GIS系统的设计与开发工作。GIS Application Development belongs to the core course of geographic information science. It is a course with both theoretical and practical characteristics which combines GIS principles and methods, GIS application practice, software engineering and so on. The content of this course revolves around the design and development of GIS application system, including: GIS application system design method, system analysis, overall design, function design; GIS system development method, GIS function realization based on component development technology, system implementation and maintenancet system lest and evaluation; and the development and realization of specific GIS application system using advanced programming language. The outcomes of this course are: to enable students to master the principles and techniques of GIS application system development, to develop applied geographic information systems on the basis of the ComGIS platform using advanced programming language to solve the problems in industry application; to enable students to master the design content, basic theory and technical methods of application-oricntcd GIS, and to write standardized system design documents; to enable students to have better project organization management and communication ability, to work independently and have team spirit, to participate in the management and implementation process of GIS engineering construction in different fields; to enable students can establish the idea of GIS software engineering, and can carry out the design and development of specific industry GIS system by self-study.负责人大纲执笔人审核人二、课程目标序号代号课程目标OBE毕业要求指标点任务自选1Ml目标1 :培养学生掌握GIS应用系统开发的原理与与技术，能够利用局级程序设计语言在ComGIS 平台的基础上开发应用型地理信息系统解决行业应用中的问题。是4.12M2目标2 ：掌握应用型地理信息系统的设计内容、基本理论、技术方法，能够撰写规范的系统设计书文 档，包括GIS应用系统实施方案、总体设计书、功能设计书等。是6.13M3目标3 ：培养学生具有较好的项目组织管理和协调沟通能力，既能独立工作，又具有团队合作精神， 能参与不同行业领域地理信息系统工程建设的管理与实施过程。是6.14M4目标4 :培养学生建立GIS软件工程学的思想，能够通过自主学习开展具体行业GIS系统的设计与 开发工作。是9.1三、课程内容序号章节号标题课程内容/重难点支撑课 程目标课内 学时教学方式课外 学时课外环节1第1章第1章概论本章的重点难点：应用型GIS设计的内容、过程，ComGIS开 发思想。/21.11.1 GIS软件工程 概述GIS应用系统案例，G【S基本概念，地理空间数据特征，GIS主 要类型，GIS应用特点领域。M2().5讲授/31.21.2地理信息系统 设计内容系统总体设计，数据模型设计，数据库设计，系统功能设计， 应用模型设计，输入输出设计。M20.2讲授/41.31.3地理信息系统 设计特点软件工程中的系统设计特点，GIS设计特点。M20.3讲授/51.41.4地理信息系统 设计过程设计流程，设计阶段，设计内容，相关人员。M20.2讲授/61.51.5地理信息系统 开发技术组件式开发技术，插件式开发技术，搭建式开发技术。M20.8讲授1作业7第2章第2章GIS系统 分析本章的重点难点：需求分析步骤，系统分析方法，需求分析文 档的编写。/82.12.1系统分析的任 务、内容、步骤系统分析的任务及要求，需求调查手段及内容，需求分析步 骤。M20.4讲授/92.22.2 GIS软件工程 的分析方法结构化分析方法，原型化分析方法，面向对象的分析方法。M2,M30.5讲授、讨 论1作业102.32.3系统分析工具数据流程图的原理，画法原则，操作步骤。M20.5讲授/112.42.4可行性分析可行性分析涉及内容，可行性分析方法。M30.4讲授、讨 论/122.52.5系统实施方案 编写系统实施方案编写目录，撰写方法。M2,M30.2讲授3作业13第3章第3章GIS系统 总体设计本章的重点难点：系统总体设计的原则，总体模块设计，总体 设计报告编写。/143.13.1总体设计概述总体设计目的，总体设计目标，总体设计的原则。M20.3讲授/153.23.2总体设计内容体系结构设计，总体模块设计，软硬件配置，应用模型设计， 地理编码设计，用户界面设计。M2,M31讲授1/163.33.3总体设计方法 与工具GIS系统总体设计方法，总体设计工具。M20.5讲授/作业173.43.4总体设计报告 编写总体设计报告编写目录，撰写方法。M2,M30.2讲授3作业18第4章第4章GIS系统 功能设计本章的重点难点：系统详细设计内容和具体任务，详细设计报 告编写。/194.14.1功能设计概述功能设计的任务，功能设计的原则。M2().3讲授/204.24.2功能设计的内 容功能模块设计，空间数据库功能设计，空间信息可视化与制图 功能设计。M2,M31讲授1作业214.34.3功能设计方法 与工具GIS系统功能设计方法，功能设计工具。M20.5讲授/224.44.4功能设计报告 编写功能设计报告编写目录，撰写方法。M2,M30.2讲授、讨 论3作业23第5章第5章GIS系统 实施与维护本章的重点难点：编码规范，系统维护的内容和步骤。/245.15.1系统实施的内 容及任务系统实施的内容及过程，系统实施的任务。M20.3讲授1作业255.25.2程序编制工作 的组织管理和实施编写工作的组织管理，编写工作的实施，空间数据库建库。M2,M30.4讲授1作业265.35.3系统维护系统维护的内容，系统维护的类型，系统维护的工作量，系统 维护的管理。M20.3讲授/27第6章第6章GIS组件 的基本知识本章的重点难点：对象模型图，ArcEngine类库。/286.16.1对象模型图类和对象，类和类之间的关系。Ml0.5讲授/296.26.2 ESRI GIS 组件 产品介绍ESRI 产品体系,ArcEngine 简介，ArcEngine 类库。Ml1.5讲授1作业306.36.3超图GIS组 件产品介绍超图产品体系，SuperMap Objects介绍。Ml1.5讲授1作业316.46.4开发环境局级程序语言开发环境，开发环境安装与配置。Ml0.5讲授/32第7章第7章地图基本 操作的实现本章的重点难点：打开地图进行基本操作的基本思路和实现方 法。/337.17.1开发环境搭建创建项目，搭建开发环境，加载可视化组件。Ml1讲授/347.27.2加载矢量和栅 格图层相关类介绍，加载矢量数据编码，加载栅格数据编码。Ml1讲授1作业35实验1实验1开发环境 与系统界面的搭建 与实现，地图数据 的加载独立完成常见comGIS开发环境搭建，至少两种方式加载地图 数据。Ml2上机2其他367.373地图基本操作相关类介绍，视图放大，视图缩小，全图显示。Ml1讲授2作业37实验2实验2地图基本 操作的实现至少两种方式实现视图的缩放及量算。Ml2上机2其他38第8章第8章组件式 GIS环境下的地图 符号化本章的重点难点：点、线、面的符号化，专题地图的制作。/398.18.1地图符号化地图符号，地图符号库。Ml1讲授/408.28.2点状要素符号 的实现颜色组件，点状符号类与接口，点状符号类型，点状符号编 码。Ml1讲授1作业41实验3实验3点状符号 的实现至少实现两种点状符号的编写，并赋予不同颜色。Ml2上机2其他428.38.3线状要素符号 的实现线状符号类与接口，线状符号类型，线状符号编码。Ml0.5讲授1作业438.48.4面状要素符号 的实现面状符号类与接口，面状符号类型，面状符号编码。Ml0.5讲授1作业44实验4实验4线状、面 状符号的实现至少实现两种线状、面状符号的编写，并赋予不同颜色。Ml2上机2其他458.58.5使用渲染系列 制作专题图唯一值渲染，分级分类渲染，点密度渲染，栅格数据渲染。Ml2讲授1作业468.68.6地图设计地图设计基本程序，符号设计，图幅设计，版面设计。Ml2讲授1作业47实验5实验5单一渲 染、唯一值渲染的实现矢量数据的单一渲染和唯一值渲染模块的编写，熟练使用 SimpleRenderes UniqueValueRendere 类。Ml2上机2其他48实验6实验6分类分级 渲染、点密度渲 染、栅格渲染的实 现矢量数据的分级分类渲染、点密度渲染模块以及栅格唯一值渲 染模块的编写，熟练使用ClassBreaksRenderer、DotDensityRenderer 类。Ml3上机2其他49第9章第9章空间分析 的实现本章的重点难点：缓冲区分析、叠置分析的实现。/509.19.1空间查询查询概述，模块功能，模块对象模型，相关类说明，接口说 明，实例介绍。Ml2讲授1作业51实验7实验7属性信息 查询、属性查空间 的实现属性表的显示，单个地理要素属性的显示，基于属性信息描述 查询空间实体。Ml2上机2其他52实验8实验8空间信息 查询，空间查属性 的实现空间信息的查询，基于拓扑关系的空间查询，基于空间关系查 询实体属性信息。Ml2上机2其他539.29.2缓冲区分析缓冲区概述，模块功能，模块对象模型，相关类说明，接口说 明，实例介绍。Ml0.5讲授1作业549.39.3矢量图层叠置 分析叠置分析概述，模块功能，模块对象模型，相关类说明，接口 说明，实例介绍。Ml0.5讲授1作业55实验9实验9缓冲区分 析的实现点、线、面状实体的缓冲区实现，多重缓冲区的实现。Ml3上机3其他56实验10实验10叠置分析 的实现点与面、线与面、面与面状叠置分析的实现。Ml2上机3其他57第10第10章GIS系统 测试和评价本章的重点难点：测试方法，测试用例设计。/5810.110.1 GIS软件测试 概述软件测试的起源与发展，软件测试基础。Ml0.2讲授/5910.310.3 GIS软件测试 工具白盒测试工具，功能测试工具，负载测试工具，测试管理工 具。Ml0.2讲授/6010.510.5 GIS项目管理 与质量保证GIS项目管理，GIS项目质量管理。Ml0.2讲授/61第11第11章应用型本章的重点难点：应用模型实现。/五、评分细则GIS系统开发实验62实验11实验11常用GIS 功能实现数据管理，视图操作，常用工具，空间分析模块。M1,M42上机2其他6310.410.4 GIS软件评价GIS功能评价，GIS系统总体评价。Ml,M30.6讲授1作业64实验13实验13系统部署 与测试系统测试，系统打包，系统安装与部署。M1,M42上机2其他6510.210.2 GIS软件测试 方法软件测试过程，软件测试策略，软件测试技术。Ml,M30.8讲授1作业66实验12实验12应用模型实现数据加载，具体行业的模型运算，结果输出。M1,M44上机4其他四、考核方式序号考核环节操作细节总评占比1平时作业1、每周布置23道题目，平均每次课1道题。2、成绩采用百分制，根据作业完成准确性、是否按时上交、是否独立完成评分。3、考核学生对GIS应用系统设计与开发的基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力题 型，主要算法题和设计分析题。10%2上机1、本课程36个学时上机，共13次实验。2、成绩采用百分制，根据实验完成情况评分。3、考核学生利用G1S组件的编程应用能力，熟练掌握开发平台搭建、GIS常用功能、地图符号化及渲染，系统测试及 安装配置等，并能够针对某行业问题进行应用模型设计及编程实现。30%3大作业1、本课程要求基于某个应用场景，撰写应用型GIS系统的系统实施方案、系统设计书、功能设计书。2、根据报告的内容详细程度和格式规范性评分。30%4期末考试1、闭卷考试，成绩采用百分制，卷面成绩总分100分。2、主要考核学生对系统设计与开发的基本知识的掌握能力，学生综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，题型 主要有填空题、简答题、问答题等。30%序号课程目标考核环节大致占比评分等级1Ml平时作业10%A-作业未能按时完成；作业不规范，思路混乱；B-作业未能按时完成；作业不规范，思路混乱独立思 考、按时完成；作业比较规范、思路比较清晰、步骤比较完整、答案基本准确。C-独立思考、按时完成； 作业比较规范、思路比较清晰、步骤比较完整、答案准确。D-独立思考、按时完成；作业规范、思路清 晰、步骤完整、答案准确。2Ml上机70%A-机过程中不能理解相关接口的作用和用法，不能实现功能模块，不能完成编程任务。B-机过程中认真完 成上机要求，理解相关接口的作用，但用法不熟练，按时完成功能模块的编与，但是稳定性、容错性、界 面设计等方面有待改进。C实验过程中认真完成实验要求，熟练掌握关接口的作用和用法，能够较好的完 成功能模块的编写，具有较好的稳定性、容错性和界面设计。D-实验过程中认真完成实验要求，熟练掌握 关接口的作用和用法，熟练的完成功能模块的编写，测试充分，具有很好的稳定性、容错性和界面设计。3Ml期末考试20%（见试卷评分标准）4M2平时作业10%A-作业未能按时完成；作业不规范，思路混乱；B-作业未能按时完成；作业不规范，思路混乱独立思 考、按时完成；作业比较规范、思路比较清晰、步骤比较完整、答案基本准确。C-独立思考、按时完成； 作业比较规范、思路比较清晰、步骤比较完整、答案准确。D-独立思考、按时完成；作业规范、思路清 晰、步骤完整、答案准确。5M2期末考试20%（见试卷评分标准）6M2大作业70%A-不能提交完整文档，包括不完整的系统实施方案或系统总体设计书或功能设计书。B-提交完整的作业文 档，但是文档格式欠规范，文档内容基本完整。C-提交完整的作业文档，文档格式规范，文档内容完整， 基本符合系统开发要求。D-提交完整的作业文档，文档格式非常规范，文档内容非常完整，完全符合系统 开发要求。7M3大作业100%A-不能提交完整文档，包括不完整的系统实施方案或系统总体设计书或功能设计书。B-提交完整的作业文 档，但是文档格式欠规范，文档内容基本完整。C-提交完整的作业文档，文档格式规范，文档内容完整， 基本符合系统开发要求。D-提交完整的作业文档，文档格式非常规范，文档内容非常完整，完全符合系统 开发要求。8M4上机100%A-机过程中不能理解相关接口的作用和用法，不能实现功能模块，不能完成编程任务。B-机过程中认真完 成上机要求，理解相关接口的作用，但用法不熟练，按时完成功能模块的编与，但是稳定性、容错性、界 面设计等方面有待改进。C实验过程中认真完成实验要求，熟练掌握关接口的作用和用法，能够较好的完 成功能模块的编写，具有较好的稳定性、容错性和界面设计。D-实验过程中认真完成实验要求，熟练掌握关接口的作用和用法，熟练的完成功能模块的编写，测试充分，具有很好的稳定性、容错性和界面设计。评分等级说明：A,B,C,D=0-59,60-74,75-89,90-100六、教材与参考资料序号教学参考资料明细1图书1地理信息系统设计与实现，吴信才，电子工业出版社,2010. （*主教材）2图书1地理信息系统设计与开发，陈正江、汤国安、任晓东，科学出版社,2005.3图书1地理信息系统工程设计与管理，郭庆胜、王晓延，武汉大学出版社,2003.4图书1地理信息系统开发：ArcEngine方法，韩鹏、王泉、王鹏，武汉大学出版社,2008.5图书IGIS设计与实现，李满春，科学出版社,2011.6图书1地理信息系统软件工程的原理与方法，毕硕本，科学出版社,2003.7图书ISpatial Modeling in GIS and R for Earth and Environmental Sciences, Hamid Reza Pourghasemi, Candice Janco, 2019.