2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息科學(xué)在土地利用規(guī)劃中的應(yīng)用案例分析考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡述遙感技術(shù)在土地利用/覆蓋分類中的應(yīng)用流程，并說明在該流程中常用的遙感數(shù)據(jù)類型及其特點(diǎn)。二、土地利用規(guī)劃需要綜合考慮哪些主要因素？請列舉至少五項(xiàng)，并簡述每項(xiàng)因素在規(guī)劃中的作用。三、地理信息系統(tǒng)（GIS）在土地利用規(guī)劃中可以實(shí)現(xiàn)哪些主要的空間分析功能？請選擇其中三種，詳細(xì)說明其原理及應(yīng)用場景。四、假設(shè)某地區(qū)面臨城市快速擴(kuò)張與耕地保護(hù)之間的矛盾，請闡述如何運(yùn)用地球信息科學(xué)方法（如RS、GIS等）為該地區(qū)的土地利用規(guī)劃提供決策支持。五、閱讀以下案例摘要，回答問題：“某國家公園旨在保護(hù)生物多樣性，但其周邊地區(qū)存在非法開墾、盜獵等人類活動(dòng)，對公園生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。為加強(qiáng)管理，相關(guān)部門計(jì)劃利用地球信息科學(xué)手段進(jìn)行監(jiān)測。請分析在此案例中，可以運(yùn)用哪些遙感技術(shù)和GIS方法來監(jiān)測土地利用變化、識別潛在的人類活動(dòng)熱點(diǎn)區(qū)域，并簡述實(shí)施該監(jiān)測計(jì)劃的主要步驟和技術(shù)要點(diǎn)?！绷PS技術(shù)在土地利用調(diào)查與規(guī)劃中有什么具體應(yīng)用？請結(jié)合實(shí)際，列舉至少三種應(yīng)用場景，并說明其優(yōu)勢。七、試述地球信息科學(xué)技術(shù)在土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的作用。如何利用這些技術(shù)有效評估土地利用變化的速度、范圍和驅(qū)動(dòng)因素？八、在土地利用規(guī)劃方案評估中，地球信息科學(xué)可以提供哪些方面的支持？請結(jié)合實(shí)例說明如何利用GIS進(jìn)行多準(zhǔn)則決策分析（MCDA）來評估不同規(guī)劃方案的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。試卷答案一、遙感技術(shù)在土地利用/覆蓋分類中的應(yīng)用流程通常包括：數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理（輻射校正、幾何校正、大氣校正等）、特征提取（如光譜特征、紋理特征）、分類（監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、面向?qū)ο蠓诸惖龋⒎诸惡筇幚恚ň仍u價(jià)、誤差校正）和結(jié)果輸出。常用遙感數(shù)據(jù)類型包括：①航空像片，分辨率高，幾何精度好，但覆蓋范圍小，成本較高；②Landsat系列衛(wèi)星遙感影像，光譜分辨率適中，覆蓋范圍廣，時(shí)相分辨率較低，免費(fèi)易獲取；③SPOT系列衛(wèi)星遙感影像，地面分辨率高，成像方式靈活（可變分辨率），成本較高；④高分辨率對地觀測系統(tǒng)（HROS）影像（如WorldView、Kompsat等），地面分辨率極高，細(xì)節(jié)信息豐富，成本較高。這些數(shù)據(jù)特點(diǎn)各異，需根據(jù)具體應(yīng)用需求選擇。二、土地利用規(guī)劃需要綜合考慮的主要因素包括：①社會(huì)需求：人口增長、城市化進(jìn)程、居民生活水平提高對土地的需求；②經(jīng)濟(jì)發(fā)展：產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略對土地空間的需求；③生態(tài)環(huán)境：生物多樣性保護(hù)、水源涵養(yǎng)、防風(fēng)固沙、生態(tài)敏感性評價(jià)等生態(tài)約束條件；④資源稟賦：地形地貌、氣候水文、土壤類型、礦產(chǎn)分布等自然資源的空間分布和承載能力；⑤法律法規(guī)：土地用途管制、耕地保護(hù)紅線、基本農(nóng)田保護(hù)制度、城鄉(xiāng)規(guī)劃等相關(guān)法律法規(guī)的約束。這些因素相互交織，共同決定了土地利用的結(jié)構(gòu)、布局和方向。三、GIS在土地利用規(guī)劃中可實(shí)現(xiàn)的主要空間分析功能及其原理與應(yīng)用場景如下：①疊加分析：將不同主題的圖層（如土地利用類型圖、土壤類型圖、坡度圖）進(jìn)行疊加，以分析各要素之間的空間關(guān)系和相互作用。原理是基于空間坐標(biāo)的幾何疊加。應(yīng)用場景：進(jìn)行土地適宜性評價(jià)（如判斷某區(qū)域是否適宜建設(shè)）、規(guī)劃沖突分析（如識別不同規(guī)劃用途之間的重疊區(qū)域）、環(huán)境質(zhì)量評價(jià)（如分析污染源影響范圍）。②緩沖區(qū)分析：以特定地理要素（如河流、道路、保護(hù)區(qū)邊界）為中心，生成一定寬度范圍內(nèi)的緩沖帶。原理是基于距離計(jì)算。應(yīng)用場景：劃設(shè)定點(diǎn)或線狀要素周邊的保護(hù)區(qū)域（如河流兩岸的生態(tài)緩沖帶）、確定服務(wù)設(shè)施的服務(wù)范圍（如學(xué)校、醫(yī)院的服務(wù)半徑）。③網(wǎng)絡(luò)分析：分析與網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的問題，如路徑優(yōu)化、資源分配等。原理是基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行最短路徑、最近設(shè)施點(diǎn)、服務(wù)區(qū)覆蓋等計(jì)算。應(yīng)用場景：規(guī)劃應(yīng)急通道、確定垃圾收集路線、分析交通網(wǎng)絡(luò)對土地利用的影響、優(yōu)化管網(wǎng)（如供水、排水）布局。四、運(yùn)用地球信息科學(xué)方法為該地區(qū)土地利用規(guī)劃提供決策支持可按以下步驟進(jìn)行：首先，利用遙感技術(shù)（如Landsat、Sentinel等）獲取研究區(qū)高分辨率影像，結(jié)合GIS進(jìn)行土地利用/覆蓋現(xiàn)狀分類與制圖，精確識別耕地、建設(shè)用地、林地、草地等的分布范圍和面積。其次，利用GIS的空間分析功能（如疊置分析、緩沖區(qū)分析），評估城市擴(kuò)張對耕地的潛在影響范圍，識別重要耕地保護(hù)區(qū)域和城市發(fā)展的適宜區(qū)域。再次，結(jié)合DEM數(shù)據(jù)計(jì)算坡度、坡向等地形因子，評估建設(shè)用地的適宜性，特別是識別地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。此外，可利用遙感多時(shí)相數(shù)據(jù)監(jiān)測近十年土地利用變化動(dòng)態(tài)，分析城市擴(kuò)張和耕地減少的趨勢、速度和主要驅(qū)動(dòng)因素。最后，基于以上分析結(jié)果，在GIS平臺上進(jìn)行不同規(guī)劃方案（如控制城市規(guī)模、劃定耕地保護(hù)紅線、建設(shè)生態(tài)廊道等）的模擬和評估，比較各方案在保護(hù)耕地、優(yōu)化城市布局、維護(hù)生態(tài)平衡等方面的優(yōu)劣，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。五、在此案例中，可運(yùn)用的遙感技術(shù)和GIS方法包括：①遙感技術(shù)：利用高分辨率多光譜或高光譜衛(wèi)星影像（如WorldView、Sentinel-2、高分系列）進(jìn)行土地利用/覆蓋變化監(jiān)測，通過時(shí)相差異分析識別新增開墾地、植被破壞區(qū)域；利用熱紅外波段或夜間燈光數(shù)據(jù)監(jiān)測人類活動(dòng)熱點(diǎn)區(qū)域；利用雷達(dá)數(shù)據(jù)（如Sentinel-1）在植被覆蓋條件下進(jìn)行地表變化檢測。②GIS方法：將遙感監(jiān)測得到的變化信息、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)（如行政區(qū)劃、道路網(wǎng)絡(luò)、保護(hù)區(qū)邊界）、人口分布數(shù)據(jù)等疊加在GIS中進(jìn)行空間分析；利用緩沖區(qū)分析劃定保護(hù)區(qū)周邊的監(jiān)測重點(diǎn)區(qū)域；利用密度分析或熱點(diǎn)分析識別人類活動(dòng)集中的區(qū)域；利用網(wǎng)絡(luò)分析模擬非法進(jìn)入路徑。實(shí)施該監(jiān)測計(jì)劃的主要步驟包括：確定監(jiān)測目標(biāo)與范圍；選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源和獲取周期；進(jìn)行遙感圖像預(yù)處理和變化檢測；在GIS中整合各類空間數(shù)據(jù)；運(yùn)用GIS空間分析方法進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與分析；提取監(jiān)測結(jié)果（如變化區(qū)域、熱點(diǎn)區(qū)域）；制作監(jiān)測報(bào)告和可視化圖表；將結(jié)果應(yīng)用于實(shí)際管理（如巡查、執(zhí)法）。六、GPS技術(shù)在土地利用調(diào)查與規(guī)劃中的具體應(yīng)用包括：①精確地塊測繪與邊界劃定：利用GPS接收機(jī)進(jìn)行大范圍、高精度的土地利用調(diào)查，精確測定地塊的界址點(diǎn)坐標(biāo)，為繪制土地利用詳圖、進(jìn)行面積量算提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。優(yōu)勢在于作業(yè)效率高、定位精度高（可達(dá)厘米級），尤其適用于地形復(fù)雜或缺乏現(xiàn)成圖件地區(qū)的調(diào)查。②基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與監(jiān)測：在交通、水利、電力等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)過程中，利用GPS進(jìn)行施工放樣、變形監(jiān)測（如橋梁、大壩沉降、滑坡體位移監(jiān)測），確保工程位置準(zhǔn)確，并評估工程對周邊土地利用的影響。③資源調(diào)查與定位：用于森林資源調(diào)查（如樹高、密度測量結(jié)合GPS定位）、礦產(chǎn)資源勘探定位、地質(zhì)構(gòu)造測量等，將資源信息與地理位置精確關(guān)聯(lián)。④動(dòng)態(tài)監(jiān)測與管理：結(jié)合移動(dòng)GIS或PDA，對移動(dòng)中的土地利用要素（如移動(dòng)沙丘、牧區(qū)草場利用情況）或管理對象（如巡護(hù)人員、車輛）進(jìn)行實(shí)時(shí)定位與跟蹤。七、地球信息科學(xué)技術(shù)在土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測中的作用體現(xiàn)在：首先，遙感技術(shù)提供了大范圍、周期性、宏觀的土地覆蓋/利用“快照”，能夠有效監(jiān)測土地利用變化的時(shí)空過程和模式，如城市擴(kuò)張、森林砍伐、水體變化等。其次，GIS作為空間數(shù)據(jù)的管理和分析平臺，能夠整合多源監(jiān)測數(shù)據(jù)（包括遙感影像、地面調(diào)查數(shù)據(jù)、統(tǒng)計(jì)資料等），進(jìn)行空間疊加、變化檢測、時(shí)空分析，精確量算變化面積、識別變化類型、分析變化速率和趨勢。此外，結(jié)合時(shí)間序列分析、地理加權(quán)回歸等方法，可以進(jìn)一步探究土地利用變化的驅(qū)動(dòng)因素（如人口增長、經(jīng)濟(jì)發(fā)展、政策干預(yù)等）。通過這些技術(shù)的綜合應(yīng)用，土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測變得更加系統(tǒng)化、精確化和智能化，為規(guī)劃決策、資源管理和生態(tài)保護(hù)提供了有力支撐。八、地球信息科學(xué)在土地利用規(guī)劃方案評估中可提供多方面的支持，特別是利用GIS進(jìn)行多準(zhǔn)則決策分析（MCDA）評估不同規(guī)劃方案的環(huán)境、社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益：首先，GIS能夠?yàn)镸CDA提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，包括各方案在不同評價(jià)因子（如耕地保護(hù)面積、生態(tài)用地比例、交通便利度、基礎(chǔ)設(shè)施覆蓋范圍、拆遷成本、預(yù)期產(chǎn)值等）上的空間分布和量化指標(biāo)。其次，GIS空間分析功能可用于計(jì)算各方案對關(guān)鍵資源的占用情況（如占用耕地面積、占用林地面積）、產(chǎn)生的環(huán)境影響（如生態(tài)足跡、污染擴(kuò)散范圍）、以及可能帶來的社