2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——地球科學(xué)中的地下水資源信息技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.在地下水資源評(píng)價(jià)中，繪制地下水等水位線圖主要依據(jù)的是（）。A.地下水化學(xué)成分B.地下水埋深C.地下水流速D.含水層滲透系數(shù)2.下列哪種遙感數(shù)據(jù)源不適合用于大范圍地下水儲(chǔ)量變化監(jiān)測(cè)？（）A.衛(wèi)星雷達(dá)圖像B.高分辨率光學(xué)影像C.地面沉降監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)D.中分辨率多光譜影像3.在GIS中，用于分析點(diǎn)狀水源對(duì)周邊區(qū)域影響范圍的技術(shù)是（）。A.疊置分析B.網(wǎng)絡(luò)分析C.緩沖區(qū)分析D.地形分析4.能夠直接測(cè)量巖土體電性變化的地球物理方法是（）。A.重力勘探B.磁法勘探C.電阻率法D.地震勘探5.地下水?dāng)?shù)值模擬中，網(wǎng)格剖分的主要目的是（）。A.美化模型外觀B.確定模擬區(qū)域范圍C.將連續(xù)區(qū)域離散化，便于計(jì)算D.減少模型計(jì)算量6.用于評(píng)價(jià)地下水污染程度和范圍的技術(shù)方法主要是（）。A.地下水流量測(cè)量B.地下水化學(xué)分析C.地下水?dāng)?shù)值模擬D.GIS空間分析7.下列哪項(xiàng)不屬于地下水資源信息管理平臺(tái)的主要功能？（）A.數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與檢索B.地下水信息可視化C.自動(dòng)化地下水預(yù)報(bào)D.地下水管理決策支持8.遙感影像解譯中，識(shí)別潛在含水層露頭通常依據(jù)（）。A.影像色調(diào)B.影像紋理C.影像形狀D.影像波譜特征9.地下水環(huán)境同位素（如1?O,2H）主要用于研究（）。A.地下水流速B.地下水補(bǔ)給來(lái)源與年齡C.地下水儲(chǔ)存量D.地下水污染途徑10.將多種信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)集成起來(lái)，用于解決復(fù)雜地下水問(wèn)題的方法稱為（）。A.單一技術(shù)應(yīng)用B.技術(shù)集成C.傳統(tǒng)方法改進(jìn)D.模型簡(jiǎn)化二、填空題（每空1分，共15分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.地下水是賦存于地表以下孔隙、裂隙、溶洞中的水，其來(lái)源主要包括__降水入滲__和__地表水入滲__。2.遙感技術(shù)在地下水勘查中，可以通過(guò)分析__地表溫度__、__植被指數(shù)__等特征來(lái)間接指示地下水的分布和活動(dòng)。3.GIS在地下水資源管理中的應(yīng)用包括__空間數(shù)據(jù)管理__、__可視化分析__和__輔助決策_(dá)_。4.地球物理探測(cè)方法按工作方式可分為__主動(dòng)源探測(cè)__和__被動(dòng)源探測(cè)__兩大類。5.地下水?dāng)?shù)值模擬需要確定的基本參數(shù)包括__邊界條件__、__初始條件__和__水文地質(zhì)參數(shù)__。6.利用遙感影像制作地下水等水位線圖，通常需要結(jié)合__地形數(shù)據(jù)__進(jìn)行插值分析。7.地下水資源信息管理平臺(tái)的建設(shè)，需要考慮__數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化__、__系統(tǒng)安全性__和__用戶友好性__等因素。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請(qǐng)給出每個(gè)名詞的準(zhǔn)確定義）1.地下水補(bǔ)給2.遙感數(shù)字地面模型（DEM）3.GIS緩沖區(qū)分析4.地下水?dāng)?shù)值模擬5.地下水資源可持續(xù)利用四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題）1.簡(jiǎn)述遙感技術(shù)在監(jiān)測(cè)地下水水位變化方面的主要原理和局限性。2.簡(jiǎn)述GIS在地下水污染潛力評(píng)價(jià)中可能采用的分析方法。3.簡(jiǎn)述選擇地下水地球物理探測(cè)方法時(shí)需要考慮的主要因素。4.簡(jiǎn)述地下水?dāng)?shù)值模擬中，模型驗(yàn)證的主要目的和常用方法。五、論述題（每題10分，共30分。請(qǐng)結(jié)合所學(xué)知識(shí)，深入闡述下列問(wèn)題）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在地下水資源綜合管理中的作用和優(yōu)勢(shì)。2.論述遙感與地理信息系統(tǒng)（GIS）相結(jié)合在地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用前景。3.論述如何利用多種信息技術(shù)手段提高地下水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度和效率。---試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.C5.C6.D7.C8.D9.B10.B二、填空題1.降水入滲地表水入滲2.地表溫度植被指數(shù)3.空間數(shù)據(jù)管理可視化分析輔助決策4.主動(dòng)源探測(cè)被動(dòng)源探測(cè)5.邊界條件初始條件水文地質(zhì)參數(shù)6.地形數(shù)據(jù)7.數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)安全性用戶友好性三、名詞解釋1.地下水補(bǔ)給：指大氣降水、地表水等通過(guò)包氣帶的入滲途徑，補(bǔ)給地下水含水層的現(xiàn)象過(guò)程。**解析思路：*考察對(duì)地下水循環(huán)基本環(huán)節(jié)的理解。需明確指出補(bǔ)給的來(lái)源（大氣降水、地表水）和途徑（入滲），最終結(jié)果是水進(jìn)入含水層。2.遙感數(shù)字地面模型（DEM）：基于遙感影像或其他數(shù)據(jù)源，利用數(shù)字高程模型技術(shù)獲取的、表示地表形態(tài)（主要是高程）的連續(xù)分布的數(shù)字描述。**解析思路：*考察對(duì)DEM概念的理解。需點(diǎn)明其數(shù)據(jù)來(lái)源（遙感影像等）、本質(zhì)（數(shù)字描述）和表示內(nèi)容（地表形態(tài)/高程）。3.GIS緩沖區(qū)分析：以GIS中的點(diǎn)、線、面要素為中心，自動(dòng)創(chuàng)建一定距離范圍內(nèi)的區(qū)域（緩沖區(qū)），用于分析該要素對(duì)周圍環(huán)境的影響或影響范圍。**解析思路：*考察對(duì)GIS核心空間分析功能的理解。需明確指出操作對(duì)象（點(diǎn)、線、面）、操作結(jié)果（創(chuàng)建區(qū)域/緩沖區(qū)）以及分析目的（影響范圍/程度）。4.地下水?dāng)?shù)值模擬：運(yùn)用數(shù)學(xué)模型和計(jì)算機(jī)技術(shù)，對(duì)地下水流系統(tǒng)或水質(zhì)的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程進(jìn)行定量模擬和預(yù)測(cè)的方法。**解析思路：*考察對(duì)地下水?dāng)?shù)值模擬基本概念的理解。需包含方法核心（數(shù)學(xué)模型、計(jì)算機(jī)技術(shù)）、模擬對(duì)象（地下水流/水質(zhì)）和過(guò)程（動(dòng)態(tài)變化、定量預(yù)測(cè)）。5.地下水資源可持續(xù)利用：在滿足當(dāng)代人需求的同時(shí)，不損害后代人滿足其需求的能力，對(duì)地下水資源進(jìn)行合理、公平、高效的開發(fā)利用與管理。**解析思路：*考察對(duì)可持續(xù)利用理念在地下水領(lǐng)域應(yīng)用的掌握。需突出核心思想（滿足當(dāng)代且不損害后代需求），并包含關(guān)鍵要素（合理、公平、高效利用與管理）。四、簡(jiǎn)答題1.遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)地下水水位變化的原理：主要通過(guò)監(jiān)測(cè)與地下水水位變化相關(guān)的地表敏感指示因子，如地表沉降（InSAR技術(shù)）、植被水分脅迫（熱紅外、高光譜）、土壤濕度（微波）、地表溫度（熱紅外）等。利用遙感影像序列，通過(guò)差分分析、趨勢(shì)分析等方法，提取這些指示因子的時(shí)空變化信息，間接反映地下水水位的升降。例如，地下水位下降可能導(dǎo)致植被枯萎，在遙感影像上表現(xiàn)為植被指數(shù)降低或長(zhǎng)勢(shì)變差；也可能導(dǎo)致區(qū)域地面沉降。**解析思路：*考察對(duì)遙感間接監(jiān)測(cè)地下水原理的理解。需說(shuō)明遙感不是直接測(cè)量水位，而是監(jiān)測(cè)相關(guān)地表響應(yīng)；列舉主要的遙感指示因子及其與水位的關(guān)系；簡(jiǎn)述提取水位變化信息的方法。2.GIS在地下水污染潛力評(píng)價(jià)中的分析方法：可利用GIS的空間分析功能，疊加分析潛在的污染源（如工業(yè)區(qū)、垃圾填埋場(chǎng)、農(nóng)田）分布圖、地下水水流方向與流速圖、含水層滲透性圖、地下水脆弱性評(píng)價(jià)圖等圖層。通過(guò)疊置分析，識(shí)別出污染源與地下水系統(tǒng)耦合緊密、水流易于擴(kuò)散、含水層不易阻隔的區(qū)域，從而確定地下水污染的高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域。常用的方法包括加權(quán)疊置法、布爾邏輯疊置法等。**解析思路：*考察GIS在污染評(píng)價(jià)中的具體應(yīng)用。需明確指出利用GIS的哪種功能（空間分析、疊置分析）；列舉參與評(píng)價(jià)的主要因子；說(shuō)明分析過(guò)程（疊加耦合）；提及常用方法名稱。3.選擇地下水地球物理探測(cè)方法的主要因素：需根據(jù)勘查目標(biāo)（如探測(cè)深度、探測(cè)范圍、尋找的是孔隙水還是裂隙水/溶洞水）、地質(zhì)與水文地質(zhì)條件（如地形地貌、覆蓋層厚度、含水層性質(zhì)）、場(chǎng)地環(huán)境條件（如施工難度、噪聲影響）、技術(shù)經(jīng)濟(jì)因素（如設(shè)備成本、工作效率、解釋精度要求）以及數(shù)據(jù)質(zhì)量要求等綜合確定。例如，淺層孔隙水探測(cè)常用電阻率法或探地雷達(dá)，而深部裂隙水或溶洞水探測(cè)可能需要采用地震勘探或重力勘探。**解析思路：*考察對(duì)地球物理方法選擇原則的理解。需從目標(biāo)、地質(zhì)、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、精度等多個(gè)維度進(jìn)行分析；并結(jié)合不同方法的特點(diǎn)給出選擇實(shí)例，體現(xiàn)選擇的綜合性。4.地下水?dāng)?shù)值模擬中模型驗(yàn)證的主要目的和常用方法：主要目的是檢驗(yàn)和評(píng)估所建立的數(shù)值模型能否準(zhǔn)確反映實(shí)際地下水流系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)行為和特征，確保模擬結(jié)果的可靠性和有效性。常用方法包括：①擬合驗(yàn)證，將模型模擬結(jié)果與實(shí)測(cè)的水位、流量、水質(zhì)數(shù)據(jù)（時(shí)間序列）進(jìn)行對(duì)比，計(jì)算擬合優(yōu)度指標(biāo)（如決定系數(shù)R2、均方根誤差RMSE）；②敏感性分析，考察模型輸出對(duì)輸入?yún)?shù)（如邊界條件、源匯項(xiàng)、水文地質(zhì)參數(shù)）變化的響應(yīng)程度；③預(yù)測(cè)驗(yàn)證，利用模型對(duì)未來(lái)?xiàng)l件進(jìn)行預(yù)測(cè)，并與后續(xù)實(shí)際觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比。**解析思路：*考察對(duì)模型驗(yàn)證目的和方法的理解。需明確驗(yàn)證的核心（模型準(zhǔn)確性、可靠性）；列舉主要的驗(yàn)證方法類型（擬合、敏感性、預(yù)測(cè)）；對(duì)每種方法簡(jiǎn)述其操作和考察內(nèi)容。五、論述題1.GIS在地下水資源綜合管理中的作用和優(yōu)勢(shì)：GIS作為空間信息管理與分析平臺(tái)，在地下水資源綜合管理中發(fā)揮著核心作用和顯著優(yōu)勢(shì)。其作用體現(xiàn)在：①統(tǒng)一空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)：可整合管理含水層分布、地下水位、水質(zhì)監(jiān)測(cè)點(diǎn)、取用水井、污染源、工程設(shè)施等空間和屬性數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)信息集中存儲(chǔ)與共享。②多維度信息可視化：以地圖形式直觀展示地下水資源分布、動(dòng)態(tài)變化、污染狀況等信息，便于管理者直觀理解和管理。③強(qiáng)大的空間分析能力：可進(jìn)行疊加分析（如評(píng)價(jià)資源潛力與環(huán)境影響）、緩沖區(qū)分析（如確定保護(hù)區(qū)域）、網(wǎng)絡(luò)分析（如優(yōu)化供水調(diào)度）、地形分析（如計(jì)算徑流）等，為決策提供科學(xué)依據(jù)。④輔助規(guī)劃與決策：支持地下水資源評(píng)價(jià)、合理開發(fā)利用規(guī)劃、地下水超采區(qū)治理、污染防控方案制定、取水許可審批等管理工作。其優(yōu)勢(shì)在于：空間性：直觀反映資源空間分布特征；集成性：整合多源異構(gòu)數(shù)據(jù)；分析性：提供科學(xué)決策支持；動(dòng)態(tài)性：便于更新數(shù)據(jù)和進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)管理。**解析思路：*考察對(duì)GIS在水資源管理中綜合應(yīng)用的全面理解。需從數(shù)據(jù)管理、可視化、空間分析、輔助決策等多個(gè)方面闡述其作用；并提煉出GIS在這些應(yīng)用中的核心優(yōu)勢(shì)（空間性、集成性、分析性、動(dòng)態(tài)性），結(jié)合具體管理環(huán)節(jié)進(jìn)行說(shuō)明。2.遙感與GIS相結(jié)合在地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)中的優(yōu)勢(shì)及其應(yīng)用前景：遙感與GIS的結(jié)合，形成了強(qiáng)大的對(duì)地觀測(cè)和空間分析體系，在地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)中具有顯著優(yōu)勢(shì)。優(yōu)勢(shì)在于：①數(shù)據(jù)獲取效率高、范圍廣：遙感可快速獲取大范圍地表信息，GIS則進(jìn)行存儲(chǔ)、管理和初步處理。②信息提取能力強(qiáng)：遙感可監(jiān)測(cè)地表響應(yīng)，識(shí)別地下水相關(guān)間接標(biāo)志（如沉降、植被、水溫、土壤濕度）；GIS則通過(guò)空間分析（疊置、分類、緩沖區(qū)等）將遙感和其他數(shù)據(jù)（如地形、地質(zhì)、水文）信息融合，提取更精準(zhǔn)的資源信息。③綜合分析能力突出：可綜合分析地下水資源及其環(huán)境背景，如評(píng)價(jià)補(bǔ)給條件、徑流路徑、排泄區(qū)、污染來(lái)源與擴(kuò)散范圍等。應(yīng)用前景廣闊，可在：地下水勘查（識(shí)別有利區(qū)）、資源量評(píng)價(jià)（結(jié)合DEM估算補(bǔ)給）、超采區(qū)監(jiān)測(cè)（InSAR監(jiān)測(cè)沉降）、水質(zhì)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)（結(jié)合高光譜/熱紅外）、虛擬水貿(mào)易分析、水資源可持續(xù)管理等方面發(fā)揮更大作用，推動(dòng)地下水資源調(diào)查評(píng)價(jià)向精細(xì)化、智能化方向發(fā)展。**解析思路：*考察對(duì)RS與GIS集成優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景的理解。需首先闡述結(jié)合的優(yōu)勢(shì)（數(shù)據(jù)獲取、信息提取、綜合分析）；然后結(jié)合具體應(yīng)用場(chǎng)景（勘查、評(píng)價(jià)、監(jiān)測(cè)、管理）說(shuō)明這些優(yōu)勢(shì)如何體現(xiàn)；最后展望其發(fā)展前景（精細(xì)化、智能化）。3.利用多種信息技術(shù)手段提高地下水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度和效率：提高地下水資源動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的精度和效率，需要綜合運(yùn)用遙感、GIS、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）、地理物理、大數(shù)據(jù)、人工智能（AI）等多種信息技術(shù)手段?？蓸?gòu)建“空-地-物”一體化監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)：①遙感與GIS：利用遙感（如InSAR、雷達(dá)高度計(jì)、衛(wèi)星測(cè)高、熱紅外、光學(xué)）監(jiān)測(cè)地表沉降、水位變化、土壤濕度、植被狀況等宏觀、間接指標(biāo)，結(jié)合GIS進(jìn)行時(shí)空分析和可視化，評(píng)估區(qū)域水資源動(dòng)態(tài)。②物聯(lián)網(wǎng)（IoT）：部署大量自動(dòng)化、智能化的地下水監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，實(shí)時(shí)采集水位、水溫、水質(zhì)參數(shù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)、連續(xù)的監(jiān)測(cè)。③地球物理探測(cè)：結(jié)合無(wú)人機(jī)、車載等平臺(tái)，搭載探地雷達(dá)、電阻率儀等設(shè)備，進(jìn)行非接觸式、高效率的地下水探測(cè)和動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)。④大數(shù)據(jù)與AI：匯聚處理海量的多源監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)（遙感、IoT、物理探測(cè)等），利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖