2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.智慧城市的核心特征不包括以下哪一項(xiàng)？A.數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)B.互聯(lián)互通C.人工智能D.資源枯竭2.在智慧城市中，用于監(jiān)測城市地表覆蓋變化、植被生長狀況等應(yīng)用，最主要、最常用的地球信息技術(shù)是？A.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）B.地理信息系統(tǒng)（GIS）C.遙感（RS）D.地理信息系統(tǒng)工程3.以下哪項(xiàng)不屬于GIS的核心功能？A.空間數(shù)據(jù)采集與編輯B.空間查詢與統(tǒng)計(jì)C.地圖制圖與可視化D.社交媒體內(nèi)容生成4.智慧交通系統(tǒng)中，利用GNSS技術(shù)實(shí)時(shí)獲取車輛位置信息，進(jìn)而進(jìn)行交通流量分析、路徑規(guī)劃等，這主要體現(xiàn)了GNSS的什么功能？A.定位B.導(dǎo)航C.授時(shí)D.數(shù)據(jù)采集5.將遙感影像、地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)、社交媒體數(shù)據(jù)等多種來源的數(shù)據(jù)整合到統(tǒng)一的平臺(tái)上進(jìn)行分析，這體現(xiàn)了地球信息技術(shù)在智慧城市中的什么價(jià)值？A.技術(shù)創(chuàng)新B.多源數(shù)據(jù)融合C.降低成本D.減少管理6.在智慧環(huán)境監(jiān)測中，利用遙感技術(shù)監(jiān)測城市熱島效應(yīng)，主要是通過遙感數(shù)據(jù)的哪個(gè)屬性來實(shí)現(xiàn)的？A.空間分辨率B.波譜分辨率C.輻射分辨率D.時(shí)間分辨率7.智慧城市建設(shè)中，需要處理海量地理空間數(shù)據(jù)，對數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)容量和查詢效率要求很高，這主要對地理信息系統(tǒng)工程提出了什么要求？A.軟件易用性B.數(shù)據(jù)管理與性能C.用戶界面美觀D.開發(fā)成本8.以下哪個(gè)技術(shù)領(lǐng)域通常不直接歸入傳統(tǒng)的“地球信息技術(shù)”范疇，但在智慧城市建設(shè)中扮演著至關(guān)重要的角色？A.大數(shù)據(jù)技術(shù)B.人工智能技術(shù)C.物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)D.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)9.在智慧安防領(lǐng)域，利用GIS的空間分析功能，可以輔助進(jìn)行犯罪熱點(diǎn)區(qū)域識(shí)別、警力資源優(yōu)化部署等，這主要應(yīng)用了GIS的什么分析方法？A.疊加分析B.網(wǎng)絡(luò)分析C.核心點(diǎn)分析D.地形分析10.地理信息平臺(tái)作為智慧城市信息化的基礎(chǔ)支撐，其主要作用不包括？A.數(shù)據(jù)匯聚與共享B.業(yè)務(wù)協(xié)同與管理C.應(yīng)用開發(fā)與服務(wù)D.自動(dòng)化決策生成二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述智慧城市的概念及其主要構(gòu)成層次。2.簡述地理信息系統(tǒng)（GIS）在智慧城市規(guī)劃管理中的主要應(yīng)用方向。3.簡述遙感（RS）技術(shù)在智慧城市環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用實(shí)例。4.簡述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在智慧城市智能交通系統(tǒng)中的具體作用。5.簡述地球信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中面臨的主要挑戰(zhàn)之一（如數(shù)據(jù)、安全或技術(shù)融合方面）。三、論述題（每題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）時(shí)空分析功能在智慧城市應(yīng)急管理中的應(yīng)用價(jià)值。2.論述遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）三者如何在智慧城市建設(shè)中實(shí)現(xiàn)有效融合，并舉例說明其綜合應(yīng)用場景。四、綜合應(yīng)用題（15分）假設(shè)某城市希望利用地球信息技術(shù)構(gòu)建一個(gè)智慧園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測園區(qū)的空氣質(zhì)量（PM2.5、溫度、濕度）、綠化覆蓋度變化以及園區(qū)內(nèi)人員活動(dòng)熱力圖。請分析在此應(yīng)用場景中，可以選用哪些地球信息技術(shù)（如RS、GIS、GNSS、IoT、遙感影像等），并簡述這些技術(shù)分別如何應(yīng)用于該系統(tǒng)的不同組成部分，以及如何將這些技術(shù)融合以實(shí)現(xiàn)更全面的監(jiān)測和管理目標(biāo)。試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分）1.D解析思路：智慧城市的核心理念是可持續(xù)發(fā)展、高效管理和改善市民生活質(zhì)量，其強(qiáng)調(diào)資源節(jié)約和高效利用，而非資源枯竭。A、B、C均為智慧城市的重要特征。2.C解析思路：遙感技術(shù)（RS）能夠遠(yuǎn)距離、非接觸地獲取地表物體的信息，尤其擅長監(jiān)測大面積、動(dòng)態(tài)變化的地表覆蓋，如植被、水體、城市擴(kuò)張等，是智慧城市環(huán)境監(jiān)測的主力技術(shù)。3.D解析思路：GIS的核心功能包括數(shù)據(jù)管理、空間分析、地圖制圖和可視化。社交媒體內(nèi)容生成不屬于GIS的功能范疇，而是屬于自然語言處理或網(wǎng)絡(luò)分析領(lǐng)域。4.A解析思路：在智慧交通中，利用GNSS獲取車輛實(shí)時(shí)位置是進(jìn)行一切后續(xù)分析（如流量、路徑）的基礎(chǔ)，體現(xiàn)了其定位功能。5.B解析思路：將來自不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)整合分析，是現(xiàn)代智慧城市信息處理的核心需求，體現(xiàn)了地球信息技術(shù)在多源數(shù)據(jù)融合方面的價(jià)值。6.C解析思路：監(jiān)測城市熱島效應(yīng)主要關(guān)注地表溫度的分布，這需要通過遙感數(shù)據(jù)記錄的輻射亮度值（反映地物輻射的熱量）來實(shí)現(xiàn)，即利用其輻射分辨率。7.B解析思路：處理海量地理空間數(shù)據(jù)對數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)、索引、查詢效率提出了極高要求，這直接關(guān)聯(lián)到地理信息系統(tǒng)工程中的數(shù)據(jù)管理和技術(shù)性能層面。8.D解析思路：大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)是支撐智慧城市運(yùn)行的關(guān)鍵使能技術(shù)，雖然它們與地球信息技術(shù)有交叉，但傳統(tǒng)地球信息技術(shù)主要指GIS、RS、GNSS等。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）本身是地球信息技術(shù)的一部分。9.C解析思路：識(shí)別犯罪熱點(diǎn)區(qū)域通常需要分析犯罪點(diǎn)在空間上的分布特征，核心點(diǎn)分析（如核密度估計(jì)）是GIS中用于識(shí)別空間聚類現(xiàn)象的常用方法。10.D解析思路：地理信息平臺(tái)的主要作用是提供數(shù)據(jù)共享、業(yè)務(wù)協(xié)同、應(yīng)用服務(wù)的支撐環(huán)境。自動(dòng)化決策生成通常需要結(jié)合人工智能和領(lǐng)域知識(shí)模型，超出了平臺(tái)本身的基本功能。二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述智慧城市的概念及其主要構(gòu)成層次。答：智慧城市是運(yùn)用信息和通信技術(shù)（ICT）手段感測、分析、整合城市運(yùn)行核心系統(tǒng)的各項(xiàng)關(guān)鍵信息，從而對包括民生、環(huán)保、公共安全、城市服務(wù)、工商業(yè)活動(dòng)在內(nèi)的各種需求做出智能響應(yīng)。其主要構(gòu)成層次通常包括：感知層（通過各種傳感器、設(shè)備收集信息）、網(wǎng)絡(luò)層（通過通信網(wǎng)絡(luò)傳輸信息）、平臺(tái)層（提供數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、處理、分析、服務(wù)的中間件和基礎(chǔ)設(shè)）和應(yīng)用層（面向市民、政府、企業(yè)提供的具體應(yīng)用服務(wù)）。2.簡述地理信息系統(tǒng)（GIS）在智慧城市規(guī)劃管理中的主要應(yīng)用方向。答：GIS在智慧城市規(guī)劃管理中應(yīng)用廣泛，主要包括：城市規(guī)劃與管理（如土地利用規(guī)劃、城市擴(kuò)張監(jiān)測、基礎(chǔ)設(shè)施布局優(yōu)化）、市政設(shè)施管理（如管網(wǎng)巡檢、路燈管理、公共設(shè)施定位）、環(huán)境規(guī)劃與管理（如污染源追蹤、生態(tài)保護(hù)區(qū)劃）、交通規(guī)劃與管理（如交通流量分析、停車管理）、城市安全與管理（如應(yīng)急資源布局、犯罪熱點(diǎn)分析）等。3.簡述遙感（RS）技術(shù)在智慧城市環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用實(shí)例。答：遙感技術(shù)在智慧城市環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用實(shí)例包括：大氣環(huán)境監(jiān)測（如監(jiān)測PM2.5、二氧化硫等污染物濃度分布、監(jiān)測霧霾范圍）、水環(huán)境監(jiān)測（如監(jiān)測水體富營養(yǎng)化、赤潮、排污口分布）、城市熱島效應(yīng)監(jiān)測（如獲取城市地表溫度分布圖）、植被覆蓋與生態(tài)環(huán)境監(jiān)測（如監(jiān)測綠化覆蓋變化、生物多樣性熱點(diǎn)區(qū)域）、城市擴(kuò)張與地表覆蓋變化監(jiān)測（如監(jiān)測建成區(qū)蔓延、耕地減少）等。4.簡述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在智慧城市智能交通系統(tǒng)中的具體作用。答：GNSS在智慧城市智能交通系統(tǒng)中具體作用包括：車輛定位與導(dǎo)航（提供車輛實(shí)時(shí)位置和路徑規(guī)劃）、交通流量監(jiān)測（通過車載設(shè)備或路側(cè)單元收集車輛軌跡數(shù)據(jù)，分析交通流狀況）、車輛調(diào)度與管理（如出租車、物流車輛的管理與調(diào)度）、公共交通實(shí)時(shí)查詢（提供公交、地鐵車輛的實(shí)時(shí)位置和到站信息）、自動(dòng)駕駛與輔助駕駛（提供高精度定位信息）等。5.簡述地球信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中面臨的主要挑戰(zhàn)之一（如數(shù)據(jù)、安全或技術(shù)融合方面）。答：地球信息技術(shù)在智慧城市建設(shè)中面臨的主要挑戰(zhàn)之一是數(shù)據(jù)層面。挑戰(zhàn)包括：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合難度大（不同來源、格式、時(shí)間戳的數(shù)據(jù)難以有效整合）；數(shù)據(jù)共享與開放存在障礙（部門墻、隱私保護(hù)等問題導(dǎo)致數(shù)據(jù)難以流通）；海量地理空間數(shù)據(jù)的處理與管理壓力大（對存儲(chǔ)、計(jì)算能力要求高）；數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊（影響分析結(jié)果的可靠性）；缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。三、論述題（每題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）時(shí)空分析功能在智慧城市應(yīng)急管理中的應(yīng)用價(jià)值。答：GIS的時(shí)空分析功能在智慧城市應(yīng)急管理中具有重要應(yīng)用價(jià)值。首先，GIS能夠整合存儲(chǔ)與管理應(yīng)急管理相關(guān)的各類靜態(tài)（如地圖、建筑分布）和動(dòng)態(tài)（如災(zāi)害實(shí)時(shí)位置、災(zāi)情報(bào)告、救援力量分布、避難所信息）數(shù)據(jù)。其次，通過空間查詢功能，可以快速定位受影響區(qū)域、確定危險(xiǎn)源影響范圍、評估潛在風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。再次，疊加分析功能可以模擬災(zāi)害（如洪水淹沒范圍、地震影響烈度區(qū)）的潛在影響，為疏散路線規(guī)劃和避難所選址提供依據(jù)。此外，GIS的時(shí)空分析能力（如動(dòng)點(diǎn)追蹤、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析）可用于動(dòng)態(tài)跟蹤災(zāi)害發(fā)展、規(guī)劃最優(yōu)救援路徑、合理調(diào)配救援資源、實(shí)時(shí)更新災(zāi)情分布圖，從而提高應(yīng)急響應(yīng)的速度和效率，最大程度減少災(zāi)害損失。最后，GIS還能支持災(zāi)后評估，繪制受災(zāi)區(qū)域地圖，為恢復(fù)重建提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。2.論述遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)（GIS）與全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）三者如何在智慧城市建設(shè)中實(shí)現(xiàn)有效融合，并舉例說明其綜合應(yīng)用場景。答：遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）是地球信息技術(shù)的三大支柱，它們在智慧城市建設(shè)中通過有效融合，可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，提供更全面、精確、動(dòng)態(tài)的信息支撐。RS主要提供宏觀、動(dòng)態(tài)的地表覆蓋和屬性信息，GIS提供強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理、分析和可視化能力，而GNSS提供精確的定位和授時(shí)服務(wù)。融合實(shí)現(xiàn)的方式包括：利用GNSS數(shù)據(jù)進(jìn)行遙感影像的幾何校正和定位，確保空間信息的精確性；將RS獲取的地面覆蓋、環(huán)境等屬性數(shù)據(jù)輸入GIS，構(gòu)建豐富的地理信息數(shù)據(jù)庫；利用GIS的分析功能處理和挖掘RS與GNSS聯(lián)合采集的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)空間模式和時(shí)間規(guī)律；將GNSS實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)輸入GIS平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)目標(biāo)的追蹤和管理；利用遙感影像輔助GNSS定位點(diǎn)的精度提升（如差分定位）；結(jié)合三者信息進(jìn)行三維城市建模和虛擬現(xiàn)實(shí)展示。綜合應(yīng)用場景舉例：在城市交通管理中，融合RS（獲取道路狀況、擁堵熱力圖）、GIS（管理道路網(wǎng)絡(luò)、交通設(shè)施、分析模型）和GNSS（獲取車輛實(shí)時(shí)位置、速度），構(gòu)建智慧交通管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)交通流實(shí)時(shí)監(jiān)測、路況預(yù)警、智能導(dǎo)航和停車場優(yōu)化管理等；在智慧農(nóng)業(yè)中，融合RS（獲取作物長勢、病蟲害信息）、GIS（管理農(nóng)田地塊、土壤信息、灌溉系統(tǒng)）和GNSS（精準(zhǔn)定位農(nóng)機(jī)具、作物生長點(diǎn)），實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理；在智慧環(huán)保中，融合RS（監(jiān)測空氣質(zhì)量、水體污染）、GIS（分析污染擴(kuò)散路徑、管理環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)）和GNSS（定位污染源、移動(dòng)監(jiān)測設(shè)備），構(gòu)建環(huán)境監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)。四、綜合應(yīng)用題（15分）假設(shè)某城市希望利用地球信息技術(shù)構(gòu)建一個(gè)智慧園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)監(jiān)測園區(qū)的空氣質(zhì)量（PM2.5、溫度、濕度）、綠化覆蓋度變化以及園區(qū)內(nèi)人員活動(dòng)熱力圖。請分析在此應(yīng)用場景中，可以選用哪些地球信息技術(shù)（如RS、GIS、GNSS、IoT、遙感影像等），并簡述這些技術(shù)分別如何應(yīng)用于該系統(tǒng)的不同組成部分，以及如何將這些技術(shù)融合以實(shí)現(xiàn)更全面的監(jiān)測和管理目標(biāo)。答：構(gòu)建該智慧園區(qū)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，可以選用以下地球信息技術(shù)：1.地理信息系統(tǒng)（GIS）：作為系統(tǒng)的核心平臺(tái)，用于存儲(chǔ)和管理園區(qū)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（如建筑分布、道路網(wǎng)絡(luò)、植被分布圖、傳感器布點(diǎn)圖等）、實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)（空氣質(zhì)量指標(biāo)、綠化覆蓋度柵格圖、熱力圖數(shù)據(jù)）以及歷史數(shù)據(jù)。利用GIS的空間分析功能（如疊加分析、緩沖區(qū)分析、熱力圖分析），可以評估不同區(qū)域的環(huán)境質(zhì)量狀況、分析污染來源與擴(kuò)散路徑、計(jì)算綠化效益、識(shí)別人員活動(dòng)熱點(diǎn)區(qū)域等。GIS還可以用于可視化展示監(jiān)測結(jié)果，生成各類環(huán)境報(bào)告。2.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：部署各種傳感器節(jié)點(diǎn)，這是獲取實(shí)時(shí)環(huán)境數(shù)據(jù)（如PM2.5、溫度、濕度傳感器）和園區(qū)內(nèi)人員活動(dòng)信息（如基于Wi-Fi探針、藍(lán)牙信標(biāo)或攝像頭的人流密度數(shù)據(jù)）的主要手段。IoT技術(shù)負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸（通常通過無線網(wǎng)絡(luò)如LoRaWAN、NB-IoT、Wi-Fi、5G）到云平臺(tái)或GIS平臺(tái)。3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）：用于精確定位部署在園區(qū)的傳感器節(jié)點(diǎn)位置，確保監(jiān)測數(shù)據(jù)的空間參考準(zhǔn)確性。同時(shí)，可以利用GNSS技術(shù)（如配合手機(jī)App或?qū)Ｓ迷O(shè)備）獲取園區(qū)內(nèi)人員的實(shí)時(shí)位置信息，用于生成人員活動(dòng)熱力圖，分析人流動(dòng)態(tài)。4.遙感技術(shù)（RS）-高分辨率遙感影像/熱紅外影像：對于監(jiān)測綠化覆蓋度的變化，可以利用定期獲取的高分辨率遙感影像（如無人機(jī)航拍或多光譜衛(wèi)星影像），通過圖像處理和變化檢測技術(shù)，提取植被面積、計(jì)算綠化率、監(jiān)測植被長勢變化。對于監(jiān)測園區(qū)內(nèi)人員活動(dòng)熱力圖，如果采用基于攝像頭的方法，遙感（更準(zhǔn)確地說是視頻圖像