南通大学地理科学学院授课教案

南通大学地理科学学院授课教案（1）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1.掌握数据库及GIS数据库的定义、特征与作用2.了解数据库及GIS数据库的形成与发展背景和历程主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第一章绪论第一节GIS数据库概述一、GIS数据库定义1数据库的定义：个体含义和学科含义2GIS数据库的定义：3三个关键术语：地理空间、空间信息、信息结构和数据模型二、GIS数据库特征空间特征、抽象特征、空间关系特征、多尺度与多态性、非结构化特征、分类编码特征、海量数据特征三、GIS数据库作用1对海量数据的管理能力2空间分析功能3设计方式灵活，满足用户要求4支持网络功能。当前GIS数据库存在的一些问题：数据共享、数据瓶颈、数据更新、数据安全问题第二节GIS数据库的形成与发展一、数据库发展综述二、GIS数据库历史发展1GIS数据库的计算平台的发展2空间数据模型的发展3管理模式的发展三、GIS数据库基础性与共享行性教学重点数据库及GIS数据库的定义、特征与作用教学难点GIS数据库的定义、特征创新之处以实例分析来阐述GIS数据库定义和内涵教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1GIS数据库的定义是什么？2GIS数据库空间数据的基本特征有哪些？3GIS数据库的主要作用有哪些？4简述GIS数据库的发展历程。南通大学地理科学学院授课教案（2）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务掌握GIS数据库与DBMS原理和关系模型主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第一章绪论第三节GIS数据库与DBMS原理和关系模型一、GIS数据库基本概念1数据2数据库3数据库管理系统4数据库系统二、DBMS的基本原理1数据库管理系统2DBMS的层次结构3DBMS的目标三、RDBMS的基本特征1必须能完全通过它的关系能力来管理数据库2信息准则3保证访问准则4空值的系统化处理5基于关系模型的动态的联机数据字典6统一的数据子语言准则7视图更新准则8高级的插入、修改和删除操作9数据物理独立性10数据逻辑独立性11数据完整性的独立性12分布独立性13无破坏准则教学重点1GIS数据库基本概念2DBMS的基本原理教学难点DBMS的基本原理创新之处实例分析引导学生理解基础知识教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1论述DBMS的层析结构南通大学地理科学学院授课教案（3）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1了解地理系统和地理现象2掌握空间对象及其定义3掌握空间对象关系和表达主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第二章空间数据的表达与管理第一节空间数据的表达一、地理系统与地理现象二、空间对象及其定义（OGC提出的几何对象模型）GeometryGeometryCollectionPointMultiPointCurveLineString，Line，LinearRingMultiCurveMultiLineStringSurfacePolygonMultiSurfaceMultiPolygon二、空间对象关系和表达1点集拓扑学2扩展9-交模型3基于扩展9-交模型的空间关系谓词描述4方向关系表达教学重点1空间对象及其定义2空间对象关系和表达教学难点1空间对象及其定义2空间对象关系和表达创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1OGC定义的基本集合对象有哪些？有何优缺点？2空间对象的空间关系是如何定义的？南通大学地理科学学院授课教案（4）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1掌握空间数据结构与组织2掌握空间索引方法主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第二章空间数据的表达与管理第二节空间数据结构与组织一、栅格数据模型1栅格数据的概念2栅格数据的组织二、矢量数据模型1无拓扑关系的矢量数据模型---Spaghetti模型2无拓扑关系的矢量数据模型点位字典法3有拓扑关系的矢量模型三、栅格矢量一体化数据模型四、数字高程模型1规则格网模型2等高线模型3不规则三角网模型第三节空间索引一、格网索引二、四叉树索引三、R树和R+树空间索引教学重点1掌握空间数据结构与组织2掌握空间索引方法教学难点1掌握空间索引方法创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1矢量数据模型有哪几种？2空间数据索引方式有那些？有什么优缺点？南通大学地理科学学院授课教案（5）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1理解文件与关系数据库混合管理、纯关系型数据库管理、对象－关系数据库管理方式，数字高程模型数据库管理2了解OracleSpatial3掌握遥感影像库管理主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第二章空间数据的表达与管理第四节空间数据管理一、文件与关系数据库混合管理方式利用一组文件来存储地理空间数据及其拓扑关系，利用关系数据库来存放属性数据，通过唯一标识符建立它们之间的连接。二、纯关系型数据库管理方式1按照关系型数据库组织数据的基本原则，对变长的几何数据进行关系范式的分解，分解成定长记录的数据表进行存储。2将图形数据的变长部分处理成Binary二进制Block块字段。三、对象－关系数据库管理方式是在传统关系数据库的基础上进行扩展：1GIS软件商在传统关系数据管理系统上进行扩展，外加一个空间数据管理引擎。2数据库管理系统的软件商在关系数据库管理系统中进行扩展，使之能直接存储和管理矢量空间数据。四、OracleSpatial介绍OracleSpatial的数据模型和OracleSpatial的索引机制和查询五、遥感影像数据库管理1大型遥感影像库的设计原则2影像跨带问题及处理3大型遥感影像数据库的关键技术六、数字高程模型数据库管理教学重点文件与关系数据库混合管理、纯关系型数据库管理、对象-关系数据库管理遥感影像库管理教学难点遥感影像库管理创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求空间数据管理方式有几种？各有什么优缺点？南通大学地理科学学院授课教案（6）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1了解查询语言的特征、掌握当前几种空间信息查询语言2掌握空间数据挖掘和知识发现的概念和方法主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第二章空间数据的表达与管理第五节GIS数据库查询语言一、GIS数据库查询语言的特征1查询语言能理解空间概念2查询语言能理解描述查询结果的表达方式3查询描述的非过程化二、当前几种空间信息查询语言1SQL查询语言2SQL查询语言的扩展3自然语言空间信息查询第六节空间数据挖掘一、数据挖掘的概念1数据挖掘的兴起2数据挖掘的任务3数据挖掘的对象二、空间数据挖掘和知识发现1基本概念2空间粒度与空间尺度3空间知识的规则4空间数据挖掘的体系结构三、空间数据挖掘的方法1空间分析方法2统计分析方法3归纳学习方法4聚类与分类方法5探测性的数据分析方法6粗集方法7空间特征和趋势探测方法8数字地图图像分析和模式识别方法9可视化方法教学重点空间查询语言和空间数据挖掘教学难点空间数据挖掘和知识发现创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1简述当前几种空间信息查询语言。2空间知识的规则有哪些？3空间数据挖掘的方法有哪些？南通大学地理科学学院授课教案（7）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第三章GIS数据库设计与建立第一节GIS数据库设计概述一、GIS数据库设计的内容概念设计、逻辑设计、物理设计二、数据库设计目标满则用户需求、良好数据库性能、准确模拟现实世界、能够被某个数据库管理系统接受第二节GIS数据库的概念设计一、概念设计的一般步骤和方法确定应用领域、确定用户需求、选择对象类型、对象类型定义和属性描述、对象类型的调整、几何表示、关系、质量要求、编码二、实体－联系模型（E-R）实体、联系、属性概念三、实体－联系扩展模型（EER）四、E-R模型设计步骤与方法1设计局部的E-R模型2设计全局的E-R模型3E-R模型优化五、E-R模型的操作1实体/联系（类型）的分裂与合并2实体/联系（类型）的增加与删除3实体/联系（类型）的转位六、空间数据分层教学重点GIS数据库的概念设计教学难点实体－联系模型的概念、设计与操作创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1E-R模型有哪些成分？如何进行设计？南通大学地理科学学院授课教案（8）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1理解并掌握关系模型的基本概念2掌握关系数据库设计的理论3掌握关系数据库设计的步骤与方法主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第三章GIS数据库设计与建立第三节关系型数据库设计一、关系模型的基本概念1关系2主键3外键4关系模式5关系模型二、关系数据库设计理论1数据依赖2规范化理论第一范式第二范式第三范式BC范式三、关系数据库设计步骤与方法1E-R模型向关系模型的转换2关系数据模型的规范化设计3关系模型的优化关系模型优化的方法关系模型存在的局限教学重点关系模型的基本概念、设计理论与设计步骤和方法教学难点关系模型的基本概念、设计理论与设计步骤和方法创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求什么是关系模型？关系数据库设计的步骤与方法是什么？南通大学地理科学学院授课教案（9）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的与任务1掌握面向对象的相关基本概念和面向对象分析与设计2了解地理元数据的主要内容3掌握地理信息元数据的组织主要教学内容（包括章、节、目、内容要点）和教学过程设计第三章GIS数据库设计与建立第四节面向对象的数据库设计一、面向对象数据库及其基本特征1对象2对象类3继承4持久性、对象标识5并发控制6阻抗失配二、面向对象的分析和设计1问题定义2系统分析3系统设计4详细设计第五节地理信息元数据的设计一、地理信息元数据确定的原则完整性、准确性、结构性、与其他标准的一致性二、地理信息元数据的主要内容三、地理信息元数据的组织1按照元素性质来租住2按照功能来组织3按照使用范围来组织4按照重要程度来组织教学重点1面向对象相关基本概念2面向对象分析和设计教学难点1面向对象相关基本概念2面向对象分析和设计创新之处教学方式、方法与手段多媒体教学课后作业与要求1什么是对象、类、继承？2简述面向对象的分析和设计过程南通大学地理科学学院授课教案（10）课程名称空间数据库技术总学时72课类必修周学时4考试类别考试任课教师姓名胡秀芳职称讲师所在教研室地理信息系统任课专业、班级地理信息051学生人数38本次授课时间、地点教学目的