1、自学考试课程考试大纲课程名称：环境信息系统 课程代码：06609第一部分 课程性质与目标一、 课程性质与特点环境信息系统是环境工程和环境科学专业选修课，旨在为学生生建立环境信息系统的全面的知识体系，主要内容为环境信息系统的基本原理、基本方法和应用实例。本课程主要利用所学的地理信息系统、环境遥感、数据库、管理信息系统进行环境保护系统的开发，拓展学生的应用技能。二、 课程目标与基本要求本课程目标是通过教学，并结合实验，使学生基本掌握环境信息系统的基本概念、基本原理、实现的技术手段和方法、实现的途径及其应用，并培养对这一领域的专业兴趣。为今后在这一领域的继续深造或采用环境信息系统技术解决实际问题打下
2、较扎实的基础。要求学生通过该门课程学习后，能够掌握环境信息系统的结构和开发过程，并能利用所学理论，在环境调查与评价、环境污染控制、环境管理及相关环境设计中运用环境信息技术及地理信息系统的各种手段和方法，为后续专业课程的学习打下必要的专业基础，有利于学生系统掌握专业知识和今后形成合理的环境科学知识结构。三、 与本专业其他课程的关系本课程适用于环境科学、环境工程专业，先修课程包括：高等数学 、 环境学概论 、 C 语言程序设计 、 计算机应用 、 数据库等。第二部分 考核内容与考核目标第 1 章 绪论1.1 什么是 GIS？（重点）1.1.1 GIS 应用1.1.2 GIS 组成1.2 GIS 简
3、史（一般）1.3 地理参照数据（重点）1.3.1 空间数据1.3.2 属性数据1.3.3 空间数据与属性数据的联合1.4 GIS 操作（次重点）1.4.1 空间数据输入1.4.2 属性数据管理1.4.3 数据显示1.4.4 数据探查1.4.5 数据分析1.4.6 GIS 模型和建模第 2 章 坐标系统2.1 地理坐标系统（重点）2.1.1 地球的近似表示2.1.2 大地基准2.2 地图投影（重点）2.2.1 地图投影类型2.2.2 地图投影参数2.3 常用地图投影（一般）2.3.1 横轴墨卡托投影2.3.2 兰勃特正形圆锥投影2.3.3 阿伯斯等积圆锥投影2.3.4 等距圆锥投影2.4 投影坐
4、标系统（一般）2.4.1 通用横轴墨卡托格网系统2.4.2 通用极射坐标系格网系统 (UPS) 2.4.3 国家平面坐标系统 (SPC) 2.4.4 公用土地调查系统 (PLSS) 2.5 在 GIS 中运用坐标系统（重点）2.5.1 投影文件2.5.2 预定义坐标系统2.5.3 即时（ on-the-fly）投影第 3 章 地理关系矢量数据模型3.1 地理关系数据模型（重点）3.2 简单要素的表示（重点）3.3 拓扑（重点）3.3.1 拓扑统一地理编码格式 (TIGER) 3.3.2 ESRI 的 Coverage 模型3.3.3 Coverage 数据结构3.3.4 拓扑的重要性3.4 非
5、拓扑矢量数据（重点）3.5 复合要素的数据模型（一般）3.5.1 不规则三角网（ TIN) 3.5.2 分区3.5.3 路径第 4 章 基于对象的矢量数据模型4.1 基于对象数据模型（重点）4.1.1 类4.1.2 类间关系4.2 Geodatabase 数据模型（一般）4.2.1 空间要素的几何表示4.2.2 数据结构4.3 界面（一般）4.4 拓扑规则（重点）4.5 Geodatabase 数据模型的优点（次重点）第 5 章 栅格数据模型5.1 栅格数据模型要素（重点）5.1.1 像元值5.1.2 像元大小5.1.3 栅格波段5.1.4 空间参照5.2 栅格数据类型（次重点）5.2.1 卫
6、星影像5.2.2 USGS 的数字高程模型 (DEM) 5.2.3 非 USGS 的数字高程模型5.2.4 全球数字高程模型5.2.5 数字正射影像5.2.6 二值扫描文件5.2.7 数字栅格图（ DRG) 5.2.8 图形文件5.2.9 特定 GIS 软件的栅格数据5.3 栅格数据结构（次重点）5.3.1 逐个像元编码5.3.2 游程编码（ RLE) 5.3.3 四叉树5.3.4 头文件5.4 数据压缩（一般）5.5 数据转换（一般）5.6 栅格数据与矢量数据的结合（重点）第 6 章 数据输入6.1 现有的地理信息系统数据（一般）6.1.1 美国联邦地理数据委员会6.1.2 美国地理空间一站
7、式服务 (Geospatial One-Stop) 6.1.3 美国地质调查局6.1.4 美国人口普查局6.1.5 美国自然资源保护局6.1.6 美国州域公共数据举例6.1.7 美国区域公共数据举例6.1.8 美国大都市公共数据举例6.1.9 美国县级公共数据举例6.1.10 美国私人公司的 GIS 数据6.2 元数据（次重点）6.3 现有数据的转换（次重点）6.3.1 直接转换6.3.2 中性格式6.4 创建新数据（次重点）6.4.1 遥感数据6.4.2 野外数据6.4.3 有 x、 y 坐标的文本文件6.4.4 用数字化仪数字化6.4.5 扫描数字化6.4.6 屏幕数字化6.4.7 源地图
8、的重要性第 7 章 几何变换7.1 几何变换（重点）7.1.1 地图到地图和图像到地图的变换7.1.2 变换方法7.1.3 仿射变换7.1.4 仿换变换参数的几何解释7.1.5 控制点7.2 均方根 (RMS) 误差7.3 数字化地图上的均方根误差（一般）7.4 像元值重采样（一般）7.4.1 重采样方法7.4.2 重采样的其他用途第 8 章 空间数据编辑8.1 定位错误（次重点）8.1.1 使用二手数据源的定位错误8.1.2 产生数字化错误的原因8.1.3 使用第一手数据源的定位错误8.2 空间数据准确度标准（重点）8.3 拓扑错误（次重点）8.3.1 几何要素的拓扑错误8.3.2 图层之间
9、的拓扑错误8.4 拓扑编辑（重点）8.4.1 Coverages 的拓扑编辑8.4.2 用地图拓扑编辑8.4.3 用拓扑规则编辑8.5 非拓扑编辑（重点）8.5.1 编辑现有要素8.5.2 由现有要素创建新要素8.6 其他编辑操作（一般）8.6.1 图幅拼接8.6.2 线的简化和平滑第 9 章 属性数据的输入与管理9.1 GIS 中的属性数据（重点）9.1.1 属性表的类型9.1.2 数据库管理9.1.3 属性数据的类型9.2 关系数据库模型（次重点）9.2.1 MUIR: 关系数据库一例9.2.2 正规化9.2.3 关系类型9.2.4 合并和关联表格9.3 属性数据输入（重点）9.3.1 字
10、段定义9.3.2 数据输入方法9.3.3 属性数据校核9.4 字段与属性数据的处理（重点）9.4.1 添加和删除字段9.4.2 属性数据的分类9.4.3 属性数据的计算第 10 章 数据显示与地图编制10.1 地图的符号表示（次重点）10.1.1 空间要素与地图符号10.1.2 色彩的运用10.1.3 数据的分类10.2 地图的种类（一般）10.3 地图的注记（次重点）10.3.1 字体的变化10.3.2 字体变化的选择10.3.3 文字在地图主体的放置10.4 地图设计（一般）10.4.1 排版10.4.2 视觉层次10.5 地图的生产（一般）第 11 章 数据探查11.1 数据探查（次重点
11、）11.1.1 描述性统计量11.1.2 图形11.1.3 动态图形11.1.4 数据探查与 GIS11.2 属性数据查询（次重点）11.2.1 SQL（结构查询语言）11.2.2 查询表达式11.2.3 运算类型11.2.4 查询操作举例11.2.5 关系数据库查询11.3 空间数据查询（次重点）11.3.1 由指针选择要素11.3.2 由图形选择要素11.3.3 由空间关系选择要素11.3.4 属性数据查询与空间数据查询的结合11.4 栅格数据查询（一般）11.4.1 由像元数值查询11.4.2 用选择要素查询11.5 地理可视化（一般）11.5.1 数据分类11.5.2 空间集聚11.5
12、.3 地图比较第 12 章 矢量数据分析12.1 建立缓冲区（重点）12.1.1 建立缓冲区中的差别12.1.2 建立缓冲区的应用12.2 地图叠置（重点）12.2.1 要素类型和地图叠置12.2.2 地图叠置方法12.2.3 Shapefile 的叠置12.2.4 碎屑多边形12.2.5 地图叠置中的误差传递12.2.6 地图叠置的应用12.3 距离量测（重点）12.4 模式分析（次重点）12.4.1 最近邻分析12.4.2 量测空间自相关的莫兰指数12.4.3 量测高 /低聚集度的 G 统计量12.4.4 模式分析的应用12.5 地图操作（一般）第 13 章 栅格数据分析13.1 数据分析
13、环境（次重点）13.2 局部运算（重点）13.2.1 单一栅格的局部运算13.2.2 重新分类13.2.3 多个栅格的局部运算13.2.4 局部运算的应用13.3 邻域运算（重点）13.3.1 邻域统计值13.3.2 邻域运算的应用13.4 分区运算（重点）13.4.1 分区统计量13.4.2 分区运算的应用13.5 自然距离量测运算（重点）13.5.1 配置与方向13.5.2 距离量测运算的应用13.6 其他的栅格数据运算（次重点）13.6.1 栅格数据管理13.6.2 栅格数据提取13.6.3 栅格数据的综合归纳13.7 基于矢量与基于栅格的数据分析的比较（重点）13.7.1 地图叠置13
14、.7.2 建立缓冲区第 14 章 地形制图与分析14.1 用于地形制图与分析的数据（重点）14.1.1 数字高程模型（ DEM) 14.1.2 不规则三角网（ TIN） 14.2 地形制图（重点）14.2.1 等高线法14.2.2 垂直剖面法14.2.3 地貌晕渲图14.2.4 分层设色法14.2.5 透视图14.3 坡度和坡向（重点）14.3.1 用栅格计算坡度和坡向的算法14.3.2 用 TIN 计算坡度和坡向的算法14.3.3 影响坡度和坡向量算的因子14.4 表面曲率（重点）14.5 栅格与 TIN（重点）第 15 章 视域分析和流域分析15.1 视域分析（次重点）15.2 视域分析中
15、的参数（次重点）15.3 视域分析的应用（一般）15.4 流域分析（一般）15.4.1 已填洼 DEM15.4.2 流向15.4.3 流量累积15.4.4 河网15.4.5 河流链路15.4.6 全流域（ Areawide Watersheds) 15.4.7 基于点的流域15.5 影响流域分析的因素（一般）15.6 流域分析的应用（一般）第 16 章 空间插值 （不考核）第 17 章 地理编码和动态分段 （不考核）第 18 章 路径分析和网络应用 （不考核）第 19 章 GIS 模型与建模 （不考核）第三部分 有关说明与实施要求一、考核的能力层次表述本大纲在考核目标中，按照“识记”、 “理解
16、”、 “应用”三个能力层次规定其应达到的能力层次要求。各能力层次为递进等级关系，后者必须建立在前者的基础上，其含义是： 识记：能知道有关的名词、概念、知识的含义，并能正确认识和表述，是低层次的要求。理解：在识记的基础上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有关概念、原理、方法的区别与联系，是较高层次的要求。应用：在理解的基础上，能运用基本概念、基本原理、基本方法联系学过的多个知识点分析和解决有关的理论问题和实际问题，是最高层次的要求。二、教材1、指定教材Kang-tsung Chang 著，陈建飞等译. 地理信息系统导论（第 3 版）. 清华大学出版社，2009 年 4 月第 1 版
17、2、参考教材孙水裕，王孝武， 环境信息系统 ，化学工业出版社，2004 年 1 月第一版阎海忠，杨树华，张光飞， 环境信息系统基础 ，科学出版社，2006 年 7 月第一版。王桥，张宏，李旭文， 环境地理信息系统 ，科学出版社，2004 年 8 月第一版。三、自学方法指导1、在开始阅读指定教材某一章之前，先翻阅大纲中有关这一章的考核知识点及对知识点的能力层次要求和考核目标，以便在阅读教材时做到心中有数，有的放矢。2、阅读教材时，要逐段细读，逐句推敲，集中精力，吃透每一个知识点，对基本概念必须深刻理解，对基本理论必须彻底弄清，对基本方法必须牢固掌握。3、在自学过程中，既要思考问题，也要做好阅读笔
18、记，把教材中的基本概念、原理、方法等加以整理，这可从中加深对问题的认知、理解和记忆，以利于突出重点，并涵盖整个内容，可以不断提高自学能力。4、完成书后作业和适当的辅导练习是理解、消化和巩固所学知识，培养分析问题、解决问题及提高能力的重要环节，在做练习之前，应认真阅读教材，按考核目标所要求的不同层次，掌握教材内容，在练习过程中对所学知识进行合理的回顾与发挥，注重理论联系实际和具体问题具体分析，解题时应注意培养逻辑性，针对问题围绕相关知识点进行层次（步骤）分明的论述或推导，明确各层次（步骤）间的逻辑关系。四、对社会助学的要求1、应熟知考试大纲对课程提出的总要求和各章的知识点。 2、应掌握各知识点要
19、求达到的能力层次，并深刻理解对各知识点的考核目标。 3、辅导时，应以考试大纲为依据，指定的教材为基础，不要随意增删内容，以免与大纲脱节。4、辅导时，应对学习方法进行指导，宜提倡“认真阅读教材，刻苦钻研教材，主动争取帮助，依靠自己学通“的方法。 5、辅导时，要注意突出重点，对考生提出的问题，不要有问即答，要积极启发引导。 6、注意对应考者能力的培养，特别是自学能力的培养，要引导考生逐步学会独立学习，在自学过程中善于提出问题，分析问题，做出判断，解决问题。 7、要使考生了解试题的难易与能力层次高低两者不完全是一回事，在各个能力层次中会存在着不同难度的试题。 8、助学学时：本课程共 6 学分，建议总
20、课时 108 学时，其中助学课时分配如下：章 次 内 容 学 时第 1 章 绪论第 2 章 坐标系统6第 3 章 地理关系矢量数据模型第 4 章 基于对象的矢量数据模型第 5 章 栅格数据模型12第 6 章 数据输入 6第 7 章 几何变换 12第 8 章 空间数据编辑 6第 9 章 属性数据的输入与管理 6第 10 章 数据显示与地图编制 12第 11 章 数据探查 12第 12 章 矢量数据分析 12第 13 章 栅格数据分析 12第 14 章 地形制图与分析 6第 15 章 视域分析和流域分析 6合计 108五、关于命题考试的若干规定(包括能力层次比例、难易度比例、内容程度比例、题型、考
21、试方法和考试时间等)1、本大纲各章所提到的内容和考核目标都是考试内容。试题覆盖到章，适当突出重点。2、试卷中对不同能力层次的试题比例大致是：“识记“ 为 40 %、“理解“ 为 30 、“应用“为 30 。3、试题难易程度应合理：易、较易、较难、难比例为 2：3：3：2。4、每份试卷中，各类考核点所占比例约为：重点占 65%，次重点占 25%，一般占 10%。5、试题类型一般分为： 单项选择题、多项选择题、名词解释、简答题、分析及论述题 。6、考试采用闭卷笔试，考试时间 150 分钟，采用百分制评分，60 分合格。六、题型示例（样题）1、单项选择题环境监测信息的主要来源是（ ） 。A.环境监测站 B.国家环保局 C.地方环保局 D.政府环境质量公报2、多项选择题3S 技术是指（ ） 。A. RS B. GIS C. GPS D. MIS 3、名词解释栅格数据模型4、 简答题数据探查和数据分析有何区别？5、 分析题对图中多边形 P2 进行拓扑编辑，写出其算法过程。6、 论述题举例论述空间分析在环境规划中的应用。
