《環(huán)境信息系統(tǒng)》課程教學(xué)大綱

《環(huán)境信息系統(tǒng)》教學(xué)大綱課程編號(hào)：英文名稱：EnvironmentalInformationSystem學(xué)分：2學(xué)時(shí)：總學(xué)時(shí)32學(xué)時(shí)，其中理論32學(xué)時(shí)，實(shí)踐0學(xué)時(shí)先修課程：人工智能與大數(shù)據(jù)課程類別：專業(yè)拓展選修課程授課對(duì)象：環(huán)境科學(xué)專業(yè)學(xué)生教學(xué)單位：生命科學(xué)學(xué)院修讀學(xué)期：第7學(xué)期一、課程描述和目標(biāo)環(huán)境信息系統(tǒng)是環(huán)境科學(xué)與工程研究不可缺少的重要研究工具，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于環(huán)境規(guī)劃、環(huán)境管理、環(huán)境監(jiān)測(cè)、環(huán)境工程、資源管理、災(zāi)害防治、土地利用等領(lǐng)域。本課程基本涵蓋環(huán)境信息系統(tǒng)的主要理論和技術(shù)方法，把握住了環(huán)境信息系統(tǒng)的發(fā)展方向和技術(shù)前沿。該課程要求學(xué)生熟練掌握環(huán)境信息系統(tǒng)的基本理論和關(guān)鍵技術(shù)，使他們能夠利用環(huán)境信息系統(tǒng)進(jìn)行環(huán)境科學(xué)研究。有利于培養(yǎng)攻于環(huán)境科學(xué)的專業(yè)型創(chuàng)新人才，為2030年建設(shè)我國(guó)成為社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國(guó)貢獻(xiàn)力量。課程目標(biāo)1-專業(yè)知識(shí)方面：了解環(huán)境信息的基本特征、基礎(chǔ)、形成和發(fā)展等；了解遙感的概念和特點(diǎn)；了解與認(rèn)識(shí)環(huán)境信息系統(tǒng)與遙感技術(shù)等的結(jié)合以及在實(shí)際生活中的運(yùn)用；了解數(shù)據(jù)庫(kù)的建立與設(shè)計(jì)，認(rèn)識(shí)建立環(huán)境空間信息模型的一般過(guò)程；掌握數(shù)字地球的研究?jī)?nèi)容和支撐技術(shù)。課程目標(biāo)2-專業(yè)能力方面：掌握環(huán)境數(shù)據(jù)的獲取與處理方法，掌握對(duì)環(huán)境信息系統(tǒng)的空間分析以及對(duì)環(huán)境信息的輸出，并能利用環(huán)境信息系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用。課程目標(biāo)3-專業(yè)素質(zhì)方面：對(duì)環(huán)境信息系統(tǒng)的評(píng)價(jià)與認(rèn)識(shí)以及對(duì)其未來(lái)走勢(shì)的把握。二、課程目標(biāo)對(duì)畢業(yè)要求的支撐關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)權(quán)重5.1具備運(yùn)用大數(shù)據(jù)、專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、模擬軟件等手段和方法分析解決相關(guān)環(huán)境問(wèn)題的能力。課程目標(biāo)1,2M5.2針對(duì)復(fù)雜環(huán)境問(wèn)題，能夠選擇與使用恰當(dāng)?shù)哪Ｐ?、?jì)算機(jī)軟件等現(xiàn)代工具進(jìn)行預(yù)測(cè)和模擬。課程目標(biāo)2H11.1理解并掌握管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，能夠運(yùn)用系統(tǒng)的觀點(diǎn)、方法和理論，對(duì)項(xiàng)目涉及的各項(xiàng)工作進(jìn)行有效地管理。課程目標(biāo)3L三、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配序號(hào)教學(xué)內(nèi)容基本要求及重、難點(diǎn)（含德育要求）學(xué)時(shí)教學(xué)方式對(duì)應(yīng)課程目標(biāo)1第1章地理信息系統(tǒng)概論了解地理信息系統(tǒng)，掌握其結(jié)構(gòu)、功能、特性，發(fā)展與前景。（德育要求：通過(guò)了解研究發(fā)展史，掌握科學(xué)發(fā)展的脈絡(luò)，和該技術(shù)對(duì)國(guó)家環(huán)境治理的作用）2多媒體教學(xué)、集中講授課程目標(biāo)12第2章實(shí)用地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)了解空間數(shù)據(jù)的空間特征、時(shí)間特征、專題特征等基本特征，學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的測(cè)量尺度，數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)質(zhì)量的了解及確定，空間數(shù)據(jù)類型轉(zhuǎn)換，以及地圖空間數(shù)據(jù)的可視化表達(dá)。（德育要求：了解科學(xué)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性）6多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)23第3章遙感及全球定位系統(tǒng)了解遙感的概念和特點(diǎn)、技術(shù)構(gòu)成及在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用；掌握數(shù)字圖像處理、數(shù)字圖像處理系統(tǒng)；遙感與環(huán)境信息系統(tǒng)結(jié)合的原因、遙感與環(huán)境信息系統(tǒng)結(jié)合的方法；掌握復(fù)合處理和分析、復(fù)合應(yīng)用。（德育要求：了解科學(xué)方法的復(fù)雜性，培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力）2多媒體教學(xué)、集中講授課程目標(biāo)14第4章地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)了解數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念、組織、功能特性，重點(diǎn)掌握數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和方法、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的步驟及數(shù)據(jù)庫(kù)的建立、海量空間數(shù)據(jù)組織與管理。（德育要求：了解科學(xué)數(shù)據(jù)的嚴(yán)謹(jǐn)性，與科學(xué)設(shè)計(jì)理念）8多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)1，2，35第5章地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用和軟件了解地理信息系統(tǒng)的主要功能，掌握空間數(shù)據(jù)獲取、管理、分析，專題地圖設(shè)計(jì)與制作的方法，了解ArcGIS等軟件的使用，了解基于不同層的開(kāi)源GIS軟件。（德育要求：了解科學(xué)方法的復(fù)雜性，樹(shù)立版權(quán)意識(shí)，培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力）4多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)2，36第6章環(huán)境數(shù)據(jù)特點(diǎn)及信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)了解環(huán)境數(shù)據(jù)分類、采集與處理，了解系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)、任務(wù)、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法、內(nèi)容和步驟。（德育要求：了解科學(xué)方法的系統(tǒng)性，培養(yǎng)系統(tǒng)思維能力） 4多媒體教學(xué)、集中講授課程目標(biāo)1，27第7章GIS在生態(tài)控制中的應(yīng)用了解國(guó)家級(jí)生態(tài)示范區(qū)地理信息系統(tǒng)。掌握生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)、功能組成結(jié)構(gòu)；掌握土壤資源持續(xù)利用與信息技術(shù)及其應(yīng)用。（德育要求：了解科學(xué)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)工程思維）10多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)2，38第8章GIS在城市環(huán)境管理中的應(yīng)用了解數(shù)字地球與數(shù)字城市、城市大氣污染控制管理系統(tǒng)、基于GIS平臺(tái)的城市規(guī)劃信息系統(tǒng)和城市環(huán)境氣候圖。（德育要求：了解科學(xué)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)工程思維）3多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)2，39第9章GIS在水資源及水環(huán)境管理中的應(yīng)用了解水污染控制規(guī)劃系統(tǒng)，掌握其在海灣陸源污染物總量控制中的應(yīng)用；學(xué)習(xí)流域內(nèi)降雨徑流模擬系統(tǒng)以及HEC-RAS模型在河道規(guī)劃設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。（德育要求：了解科學(xué)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)工程思維）4多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)2，310第10章GIS在其他環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用了解環(huán)境監(jiān)測(cè)信息系統(tǒng)，掌握GIS技術(shù)在環(huán)境污染事故應(yīng)急管理中的應(yīng)用，森林防火地理信息系統(tǒng)。（德育要求：了解科學(xué)方法的應(yīng)用，培養(yǎng)工程思維）2多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)課程目標(biāo)2，311第11章地理信息系統(tǒng)的功能擴(kuò)展了解GIS的數(shù)據(jù)接口、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、決策支持技術(shù)與地理信息系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)與地理信息系統(tǒng)等。（德育要求：學(xué)會(huì)對(duì)一個(gè)領(lǐng)域的未來(lái)進(jìn)行展望和預(yù)判，培養(yǎng)思考能力）6多媒體教學(xué)、集中講授課程目標(biāo)3合計(jì)51四、課程教學(xué)方法多媒體教學(xué)、集中講授、實(shí)際操作指導(dǎo)五、學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)和課程考核（一）考核方式及具體要求1.課程成績(jī)構(gòu)成與要求課程考核內(nèi)容主要由平時(shí)作業(yè)、課程論文、期末考核組成，均按百分制計(jì)分，其中期末考核成績(jī)占50%、平時(shí)作業(yè)成績(jī)占30%、課程論文成績(jī)占20%。2.課程目標(biāo)達(dá)成考核與評(píng)價(jià)序號(hào)教學(xué)環(huán)節(jié)課程目標(biāo)1（分值）課程目標(biāo)2（分值）課程目標(biāo)3（分值）合計(jì)1平時(shí)作業(yè)101010302課程論文5150203期末考試15251050課程目標(biāo)對(duì)應(yīng)分值305020100（二）考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)1.平時(shí)成績(jī)考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分作業(yè)按時(shí)完成，90%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握到位。能夠利用理論知識(shí)識(shí)別、分析環(huán)境信息系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。按時(shí)完成，70%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握較到位。能夠較好利用理論知識(shí)識(shí)別、分析環(huán)境信息系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題。延時(shí)完成，60%以上的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握基本到位。利用理論知識(shí)對(duì)環(huán)境信息系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題有一定的識(shí)別、分析。不交和補(bǔ)交，50%以下的作業(yè)內(nèi)容齊全，基本知識(shí)點(diǎn)理解、掌握有偏差。不能利用理論知識(shí)對(duì)環(huán)境信息系統(tǒng)領(lǐng)域相關(guān)專業(yè)問(wèn)題進(jìn)行識(shí)別、分析。2.章節(jié)測(cè)試與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)章節(jié)測(cè)試根據(jù)測(cè)試題目及評(píng)分標(biāo)注進(jìn)行打分（百分制）。3.課程論文考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)分值觀測(cè)點(diǎn)90-100分70-89分60-69分0-59分課程論文格式規(guī)范，符合課程論文寫(xiě)作要求；內(nèi)容主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容。參考文獻(xiàn)充分、正文引用恰當(dāng)，文獻(xiàn)引文格式符合文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；無(wú)摘錄摘抄痕跡，能恰當(dāng)運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫(xiě)作要求；主題明確，符合課程教學(xué)內(nèi)容。參考文獻(xiàn)充分、正文能夠較好對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行引用，文獻(xiàn)格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文主題大部分運(yùn)用自己的語(yǔ)言組織素材，論點(diǎn)正確。格式符合課程論文寫(xiě)作要求；主題基本明確，較符合課程教學(xué)內(nèi)容，具較好的綜合分析論點(diǎn)。參考文獻(xiàn)有，文獻(xiàn)引文格式基本符合科技期刊論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)；正文有部分摘抄，論點(diǎn)分析較清晰。論文格式不符合課程論文要求，能反映部分主題內(nèi)容，論文結(jié)構(gòu)不完整，論點(diǎn)分析不清晰，參考文獻(xiàn)少，正文沒(méi)有引用，格式不完全符合科技論文文獻(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)。4.期末試卷考核與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)根據(jù)課程目標(biāo)及教學(xué)內(nèi)容，設(shè)計(jì)期末考核試題，綜合檢驗(yàn)學(xué)生對(duì)課程相關(guān)知識(shí)的掌握、綜合應(yīng)用及解決復(fù)雜問(wèn)題的能力，根據(jù)考試題目設(shè)計(jì)相應(yīng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)。六、教材與參考書(shū)（一）推薦教材1．《地理信息系統(tǒng)在環(huán)境科學(xué)中的應(yīng)用》，張猛，李天，郭偉編著，清華大學(xué)出版社，2016年9月版；2．《環(huán)境遙感——地球資源視角》，JohnRJensen主編（陳曉玲等中文導(dǎo)讀），科學(xué)出版社，2011年9月版。（二）參考資料1．《地理空間分析——原理、技術(shù)與軟件工具（第二版）》，MichaelJ.desmith，Michael