2025年無人機駕駛員職業(yè)技能考核試卷（無人機氣象預(yù)報）考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共30分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)。）1.無人機氣象探測中，用于獲取大范圍地表溫度分布信息的主要傳感器是？A.氣壓傳感器B.高光譜攝像頭C.微波輻射計D.風場傳感器2.在高空大氣探測中，無人機通常利用什么原理進行氣壓測量？A.熱力學定律B.聲波傳播速度C.靜壓與高度的關(guān)系D.氣流速度變化3.無人機氣象數(shù)據(jù)采集計劃制定的首要考慮因素是？A.無人機電池續(xù)航能力B.預(yù)報目標的地理范圍C.飛行員的技術(shù)熟練度D.預(yù)算限制4.導(dǎo)致無人機氣象觀測數(shù)據(jù)出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差的主要原因是？A.飛行高度輕微波動B.傳感器長時間未校準C.數(shù)據(jù)傳輸過程中的輕微中斷D.大氣湍流影響5.在進行強對流天氣探測時，無人機選擇飛行高度的主要依據(jù)是？A.攝像頭視場角大小B.避開惡劣天氣影響C.雷達探測盲區(qū)高度D.飛行空域申請最低高度6.無人機氣象數(shù)據(jù)預(yù)處理的首要步驟通常是？A.數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換B.異常值識別與剔除C.數(shù)據(jù)可視化展示D.數(shù)據(jù)質(zhì)量等級評定7.以下哪種氣象要素是無人機風場探測中難以直接測量的？A.平均風速B.風向C.氣流垂直速度D.氣流脈動強度8.某次無人機氣象觀測任務(wù)中，發(fā)現(xiàn)獲取的溫度數(shù)據(jù)普遍偏高，初步判斷可能的原因是？A.傳感器受到陽光直射B.數(shù)據(jù)傳輸編碼錯誤C.傳感器內(nèi)部溫度傳感器故障D.大氣逆溫層影響9.利用無人機進行火山灰云探測時，主要依賴哪種傳感器？A.氮氧化物傳感器B.紅外輻射傳感器C.可見光高分辨率相機D.氣象雷達10.無人機氣象作業(yè)中，申請飛行空域的主要途徑是？A.直接向機場申請B.向民航管理部門提交申請C.通過氣象局空域服務(wù)系統(tǒng)申請D.聯(lián)系當?shù)仫w行俱樂部11.無人機搭載多光譜相機進行植被指數(shù)反演，其主要目的是獲取哪方面的氣象信息？A.大氣水汽含量B.地表溫度分布C.植被生長狀況與旱澇信息D.風場結(jié)構(gòu)12.在氣象預(yù)報中，無人機探空數(shù)據(jù)主要用于改進哪一環(huán)節(jié)？A.天氣圖分析B.數(shù)值天氣預(yù)報模型的初始場C.預(yù)報結(jié)果驗證D.預(yù)報預(yù)警發(fā)布13.以下哪種情況不屬于無人機氣象作業(yè)的緊急情況？A.電池電量低于10%B.飛機失控并快速偏離預(yù)定航線C.傳感器數(shù)據(jù)出現(xiàn)完全中斷D.飛行高度突然下降至安全高度以下14.無人機氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制中，“一致性檢查”主要關(guān)注？A.數(shù)據(jù)時間序列是否連續(xù)B.不同傳感器測量同一要素的數(shù)值差異C.數(shù)據(jù)是否符合預(yù)期的統(tǒng)計分布D.數(shù)據(jù)是否包含明顯的人為錯誤15.無人機進行海表溫度監(jiān)測時，主要考慮的干擾因素不包括？A.飛行高度穩(wěn)定性B.海面波浪與海流C.陽光反射角度變化D.大氣水汽含量二、判斷題（每題1分，共15分。請將“正確”或“錯誤”填在括號內(nèi)。）1.無人機氣象探測相比傳統(tǒng)探空手段，其主要優(yōu)勢在于能夠獲取更高、更稀疏的觀測數(shù)據(jù)。（）2.所有的氣象探測無人機都必須具備自主氣象數(shù)據(jù)分析能力。（）3.為了提高探測精度，無人機氣象載荷的標定應(yīng)該每年至少進行一次。（）4.無人機在進行高空氣象探測時，受地面無線電干擾的影響通常較小。（）5.任何類型的無人機都適合用于所有類型的氣象觀測任務(wù)。（）6.無人機氣象數(shù)據(jù)傳輸通常使用無線通信技術(shù)，如Wi-Fi或4G/5G。（）7.氣象雷達是無人機氣象探測中不可或缺的載荷設(shè)備。（）8.無人機氣象作業(yè)的空域申請流程通常比一般無人機飛行簡單。（）9.處理無人機氣象數(shù)據(jù)時，發(fā)現(xiàn)個別數(shù)據(jù)點異常就一定意味著數(shù)據(jù)質(zhì)量存在問題。（）10.無人機獲取的云圖數(shù)據(jù)可以直接用于精確預(yù)測云層未來的移動路徑。（）11.無人機氣象探測可以有效提高極端天氣事件（如臺風、冰雹）的預(yù)警提前量。（）12.無人機氣象作業(yè)人員需要同時具備氣象學和無人機飛行的專業(yè)知識和技能。（）13.無人機氣象數(shù)據(jù)在應(yīng)用于天氣預(yù)報模型時，通常需要經(jīng)過復(fù)雜的地理坐標轉(zhuǎn)換。（）14.任何氣象因素的變化都可能對無人機的飛行安全構(gòu)成威脅。（）15.無人機氣象探測技術(shù)的應(yīng)用，正在推動氣象預(yù)報從集合預(yù)報向單點精確預(yù)報的轉(zhuǎn)變。（）三、填空題（每空1分，共20分。請將答案填在橫線上。）1.無人機氣象探測中，獲取大氣水汽含量的常用傳感器類型有________和________。2.無人機氣象數(shù)據(jù)采集方案的核心內(nèi)容包括：飛行航線規(guī)劃、________、傳感器參數(shù)設(shè)置和飛行高度控制。3.根據(jù)國際民航組織（ICAO）的分類，無人機按照空域分類，氣象探測無人機通常屬于________類。4.無人機氣象數(shù)據(jù)傳輸方式主要有有線傳輸和________傳輸兩種。5.無人機氣象載荷的標定工作主要包括靜態(tài)標定和________標定。6.影響無人機氣象觀測數(shù)據(jù)垂直分辨率的主要因素是________和氣象現(xiàn)象的尺度。7.無人機在進行短臨天氣預(yù)報應(yīng)用時，其數(shù)據(jù)主要作用是改進________和提供高時空分辨率信息。8.無人機氣象作業(yè)前，必須進行詳細的________評估，識別潛在風險并制定應(yīng)急預(yù)案。9.常用的無人機氣象數(shù)據(jù)處理軟件有________、GRASS等。10.無人機氣象探測技術(shù)為“________”提供了一種重要的觀測手段。11.無人機搭載的氣象雷達主要用來探測________、云滴譜分布和降水強度。12.無人機氣象作業(yè)人員必須嚴格遵守________和安全操作規(guī)程。13.無人機獲取的氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量評估維度主要包括：完整性、準確性、一致性和________。14.無人機在氣象研究中的應(yīng)用，有助于深化對________等復(fù)雜氣象過程的understanding。15.________是指利用無人機搭載的傳感器，對特定區(qū)域進行重復(fù)性的氣象觀測，以獲取時空變化信息。四、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述無人機氣象探測相比傳統(tǒng)探空手段的主要優(yōu)勢。2.列舉至少三種無人機氣象數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要步驟。3.針對無人機氣象作業(yè)，簡述制定飛行安全檢查單的重要性。4.說明無人機在短期強對流天氣（如冰雹、雷暴）探測與預(yù)警中發(fā)揮的作用。五、論述題（10分。請結(jié)合實際，論述無人機氣象探測數(shù)據(jù)在提高極端天氣預(yù)警能力方面的應(yīng)用潛力與面臨的挑戰(zhàn)。）試卷答案一、選擇題1.B解析：高光譜攝像頭能夠捕捉不同波段的圖像信息，通過分析地表在不同波段反射率的差異，可以有效反演地表溫度分布。2.C解析：高空大氣探測中，氣壓隨高度增加而降低，無人機通過測量氣壓變化來推算飛行高度，利用的是靜壓與高度的關(guān)系。3.B解析：制定氣象數(shù)據(jù)采集計劃時，首要考慮的是需要觀測的氣象現(xiàn)象及其地理范圍，以確保采集到目標區(qū)域的相關(guān)數(shù)據(jù)。4.B解析：傳感器長時間未校準會導(dǎo)致測量結(jié)果系統(tǒng)性地偏離真實值，這是導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)系統(tǒng)性偏差的常見原因。5.C解析：無人機探測強對流天氣時，飛行高度需避開雷達探測盲區(qū)，同時又要盡可能接近風暴核心區(qū)域，因此主要依據(jù)雷達探測盲區(qū)高度來確定。6.B解析：數(shù)據(jù)預(yù)處理的首要步驟是識別并剔除由于設(shè)備故障、傳輸錯誤等引起的異常值，以保證后續(xù)分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)質(zhì)量。7.C解析：氣流垂直速度是描述大氣垂直運動的要素，需要通過特定的探測技術(shù)（如激光雷達、超聲風速儀）測量，普通氣象傳感器難以直接測量。8.A解析：傳感器受到陽光直射會導(dǎo)致其感溫元件溫度升高，測得的環(huán)境溫度自然偏高，這是無人機氣象觀測中常見的誤差來源。9.B解析：紅外輻射傳感器能夠探測火山灰云發(fā)射的紅外輻射特性，用于識別和追蹤火山灰云的分布和移動。10.B解析：根據(jù)民航法規(guī)，無人機進行商業(yè)或科研飛行，特別是涉及氣象觀測等特殊任務(wù)，需要向民航管理部門申請飛行空域。11.C解析：多光譜相機獲取不同波段的光譜信息，通過計算植被指數(shù)（如NDVI），可以反演植被生長狀況，進而間接獲取與氣象（如干旱、澇漬）相關(guān)的信息。12.B解析：無人機探空數(shù)據(jù)能夠提供高分辨率、高密度的初始氣象信息，是改進數(shù)值天氣預(yù)報模型初始場，提高預(yù)報準確性的重要數(shù)據(jù)源。13.A解析：電池電量低于10%屬于正常飛行結(jié)束條件，雖然需要及時返航，但不屬于緊急情況。其他選項均屬于需要立即采取措施的緊急情況。14.B解析：一致性檢查主要是比較同一時間、同一地點或同一要素不同傳感器（或不同時間）的測量值是否在合理范圍內(nèi)，關(guān)注數(shù)據(jù)間的邏輯關(guān)系。15.D解析：海表溫度監(jiān)測主要受海面狀況（波浪、海流）、光照條件（太陽角度）和傳感器自身特性影響，大氣水汽含量主要影響大氣遙測和紅外探測，對近地表溫度影響相對較小。二、判斷題1.正確解析：無人機相比傳統(tǒng)探空，可以飛到更高空（平流層），覆蓋更廣的區(qū)域，獲取更密集的觀測點，彌補傳統(tǒng)探空密度低的缺點。2.錯誤解析：無人機通常主要負責數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)分析處理往往由地面站或?qū)I(yè)軟件完成。部分高端無人機可能具備一定的邊緣計算能力，但不是普遍要求。3.正確解析：傳感器性能會隨時間、環(huán)境變化而漂移，為保證數(shù)據(jù)質(zhì)量，氣象探測載荷應(yīng)定期進行標定，通常建議每年至少一次或根據(jù)使用頻率確定。4.正確解析：無人機氣象探測通常在較高空進行，此時距離地面干擾源（如無線電發(fā)射設(shè)備）較遠，受地面無線電干擾的影響相對較小。5.錯誤解析：不同類型的無人機（如翼展、飛行高度、載荷能力）適用于不同的氣象觀測任務(wù)（如高空環(huán)流觀測、近地表要素探測、災(zāi)害云系跟蹤），并非所有類型都適用所有任務(wù)。6.正確解析：無線通信技術(shù)是無人機數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞?，根?jù)距離、帶寬需求選擇Wi-Fi、4G/5G、衛(wèi)星通信等。7.錯誤解析：氣象雷達是重要的氣象探測工具，但并非無人機必須搭載的載荷。無人機可根據(jù)任務(wù)需求搭載不同類型的傳感器，雷達只是其中一種。8.正確解析：無人機氣象作業(yè)涉及空域使用、可能影響空域內(nèi)飛行安全等，其空域申請流程通常比一般娛樂或商業(yè)飛行更為嚴格和復(fù)雜。9.錯誤解析：數(shù)據(jù)異常不一定代表質(zhì)量差，可能是真實存在的極端現(xiàn)象或測量誤差。需要結(jié)合上下文、傳感器特性、檢查一致性等方法綜合判斷。10.錯誤解析：無人機云圖數(shù)據(jù)可以提供云的形態(tài)、位置、高度等信息，有助于識別云的類型和強度，但精確預(yù)測云的移動路徑還需要結(jié)合其他數(shù)據(jù)和氣象模型。11.正確解析：無人機可以飛到災(zāi)害云系附近，獲取高時空分辨率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息，幫助識別潛在風險，為預(yù)警發(fā)布提供更精確的依據(jù)，從而提高預(yù)警提前量。12.正確解析：無人機氣象作業(yè)需要操作員既懂飛行控制，又懂氣象學原理，才能安全、有效地完成觀測任務(wù)并初步判讀數(shù)據(jù)。13.正確解析：無人機原始數(shù)據(jù)通常是傳感器坐標系下的測量值，應(yīng)用前需要轉(zhuǎn)換到地理坐標系（如經(jīng)緯度），以便與地圖、其他氣象數(shù)據(jù)疊加分析。14.正確解析：極端天氣（雷暴、強風、結(jié)冰等）對無人機結(jié)構(gòu)、飛控、電池等都有極大威脅，天氣因素的變化直接影響無人機的飛行安全。15.正確解析：無人機提供了高分辨率、高靈活性的觀測手段，獲取的數(shù)據(jù)有助于理解小尺度氣象過程，為精細化預(yù)報（接近具體地點的預(yù)報）提供了可能，推動了預(yù)報模式的精細化發(fā)展。三、填空題1.微波輻射計，激光雷達解析：微波輻射計通過測量大氣發(fā)射或散射的微波輻射來反演水汽含量、溫度廓線等；激光雷達通過發(fā)射激光并接收回波來探測大氣粒子（氣溶膠、云滴、降水粒子）的垂直分布。2.飛行參數(shù)設(shè)置解析：完整的采集方案還包括飛行速度、姿態(tài)控制要求、數(shù)據(jù)記錄格式、存儲方式等飛行參數(shù)的設(shè)定。3.4解析：根據(jù)ICAO分類，無人機按空域使用類型分為1到7類，氣象探測等科研或特殊任務(wù)無人機通常屬于類別4（運行于禁飛區(qū)或限飛區(qū)，需申請空域）。4.無線解析：與有線傳輸相比，無線傳輸是無人機氣象數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹饕绞?，因為它具有靈活、部署方便、不受地面設(shè)施限制等優(yōu)點。5.動態(tài)解析：靜態(tài)標定是在地面靜止條件下進行的，動態(tài)標定是在模擬飛行或?qū)嶋H飛行條件下進行的標定，更接近實際工作狀態(tài)。6.飛行高度穩(wěn)定性解析：無人機需要保持相對穩(wěn)定的飛行高度才能獲得連續(xù)、可靠的數(shù)據(jù)，飛行高度波動會影響探測的垂直分辨率和同源性。7.數(shù)值天氣預(yù)報模型初始場解析：無人機數(shù)據(jù)的核心價值之一是作為初始場資料輸入數(shù)值天氣預(yù)報模型，改善模型初始狀態(tài)，從而提高預(yù)報精度。8.風險解析：作業(yè)前進行風險評估，識別潛在的自然環(huán)境風險（如惡劣天氣）、技術(shù)風險（設(shè)備故障）、管理風險（空域沖突）等，是保障飛行安全的關(guān)鍵步驟。9.QGIS解析：QGIS是一款開源的地理信息系統(tǒng)軟件，常用于無人機影像處理、氣象數(shù)據(jù)可視化分析等。GRASS也是一款相關(guān)的地理信息系統(tǒng)軟件。10.空基氣象觀測解析：無人機作為空中平臺，其搭載的傳感器構(gòu)成了“空基”氣象觀測系統(tǒng)，是對地基觀測（氣象站）和傳統(tǒng)空基觀測（氣象衛(wèi)星、飛機探空）的重要補充。11.云粒子大小與分布解析：氣象雷達通過發(fā)射電磁波探測云中粒子（水滴、冰晶、雹胚等）的回波信號，根據(jù)回波強度、多普勒效應(yīng)等可以反演云的類型、高度、厚度、粒子大小和分布等信息。12.民航法規(guī)解析：無人機作業(yè)必須遵守國家及地方頒布的民航相關(guān)法律法規(guī)，這是確保飛行安全、合法合規(guī)的基本要求。13.時效性解析：氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量評估維度通常包括完整性（數(shù)據(jù)是否缺失）、準確性（測量值與真實值接近程度）、一致性（數(shù)據(jù)內(nèi)部及與歷史數(shù)據(jù)符合程度）和時效性（數(shù)據(jù)獲取和傳輸?shù)乃俣龋?4.極端天氣過程解析：無人機氣象探測技術(shù)有助于獲取極端天氣（如臺風、強對流、冰雹、暴雪）發(fā)生發(fā)展過程中的精細結(jié)構(gòu)和高時空分辨率數(shù)據(jù)，深化對這些復(fù)雜過程的物理機制理解。15.重復(fù)觀測解析：重復(fù)觀測是指無人機按照預(yù)設(shè)航線或策略，對同一區(qū)域或目標進行周期性或多次的氣象探測，目的是獲取氣象要素的時空變化信息。四、簡答題1.答：無人機氣象探測相比傳統(tǒng)探空手段的主要優(yōu)勢包括：①飛得更高，可進入平流層進行高空探測；②覆蓋范圍廣，可進行大范圍區(qū)域普查或立體觀測；③觀測密集，可在重點區(qū)域進行高密度重復(fù)觀測；④靈活機動，可快速響應(yīng)突發(fā)天氣事件或到達地面觀測站難以企及的區(qū)域；⑤成本相對較低，對于某些特定任務(wù)而言；⑥安全性較高，可替代人工在惡劣或危險環(huán)境中作業(yè)。2.答：無人機氣象數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要步驟包括：①數(shù)據(jù)清洗，剔除因傳感器故障、傳輸中斷等造成的無效或明顯錯誤數(shù)據(jù)；②數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，統(tǒng)一不同傳感器或系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)格式；③坐標變換，將數(shù)據(jù)從傳感器坐標系轉(zhuǎn)換到地理坐標系（如經(jīng)緯度）；④數(shù)據(jù)插補，對因飛行中意外造成的缺失數(shù)據(jù)進行合理估計或插值；⑤數(shù)據(jù)融合，如果同時獲取多種傳感器數(shù)據(jù)，進行融合處理以提高信息量；⑥質(zhì)量控制，進行一致性檢查、統(tǒng)計檢驗等，評估數(shù)據(jù)質(zhì)量等級。3.答：制定無人機氣象作業(yè)飛行安全檢查單的重要性在于：①系統(tǒng)性檢查，確保飛行前無人機本身（電池、電機、傳感器、通訊等）、作業(yè)環(huán)境（空域、天氣、地面障礙物）、操作人員（資質(zhì)、狀態(tài)）等各方面都符合安全要求；②減少疏漏，避免因遺忘或忽視關(guān)鍵環(huán)節(jié)導(dǎo)致安全隱患；③規(guī)范操作，提供標準化的檢查流程，確保每次作業(yè)都經(jīng)過嚴格的安全確認；④應(yīng)急準備，檢查單通常包含應(yīng)急設(shè)備、預(yù)案確認等內(nèi)容，有助于應(yīng)對突發(fā)狀況；⑤記錄依據(jù)，作為飛行前安全檢查的書面記錄，便于事后追溯和審核。4.答：無人機在短期強對流天氣探測與預(yù)警中發(fā)揮的作用：①高分辨率觀測，無人機可飛臨災(zāi)害云系內(nèi)部或近旁，利用相機、多普勒雷達等載荷獲取云頂高度、垂直速度、氣流結(jié)構(gòu)、降水粒子特征等精細結(jié)構(gòu)信息；②實時傳輸，獲取的數(shù)據(jù)可實時或近實時傳輸回地面，為氣象人員提供決策依據(jù)；③彌補探測空白，可到達飛機探空和地基雷達難以覆蓋的區(qū)域，提供關(guān)鍵區(qū)域的觀測數(shù)據(jù)；④輔助預(yù)警，高時空分辨率的內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息有助于識別風暴發(fā)展趨勢和潛在風險區(qū)，為發(fā)布更精準、提前量更長的短臨預(yù)警提供支撐；⑤機理研究，獲取的內(nèi)部數(shù)據(jù)有助于深入理解強對流天氣的形成發(fā)展機制。五、論述題答：無人機氣象探測數(shù)據(jù)在提高極端天氣預(yù)警能力方面具有顯著的應(yīng)用潛力，但也面臨諸多挑戰(zhàn)。潛力體現(xiàn)在：首先，無人機