2025年大學《地球信息科學與技術》專業(yè)題庫——地球信息科學與技術專業(yè)研究生招生考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填涂在答題卡相應位置）1.下列哪種傳感器不屬于被動式遙感傳感器？A.光學相機B.紅外輻射計C.微波輻射計D.激光雷達2.地理信息系統(tǒng)（GIS）的核心是？A.地圖庫B.數(shù)據(jù)庫C.用戶界面D.空間分析引擎3.在笛卡爾坐標系中，確定一個點的位置需要幾個坐標值？A.1B.2C.3D.44.下列哪項不是全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）的主要功能？A.定位B.導航C.授時D.地形繪制5.遙感圖像的輻射分辨率指的是？A.傳感器記錄的灰度級數(shù)量B.圖像的幾何精度C.圖像的紋理復雜度D.圖像的色度表現(xiàn)6.將地理數(shù)據(jù)從一種投影坐標系轉換到另一種投影坐標系的過程稱為？A.地圖數(shù)字化B.坐標系旋轉C.投影變換D.地圖綜合7.在GIS中，用于存儲點、線、面等地理要素及其屬性信息的結構通常是？A.數(shù)據(jù)庫模式B.樹狀結構C.網(wǎng)絡結構D.矢量數(shù)據(jù)結構8.下列哪種方法不屬于遙感圖像的目視解譯常用方法？A.直方圖均衡化B.光譜分析C.形態(tài)要素分析D.像素亮度值比較9.導致GPS定位精度受影響的因素之一是？A.衛(wèi)星星位幾何構型（GDOP）B.信號傳播路徑損耗C.接收機時鐘精度D.地球曲率10.地球信息科學涉及的“信息”主要指？A.物理信息B.電磁信息C.地理空間信息D.數(shù)字信號二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填寫在答題卡相應位置）1.遙感技術通常是指非接觸式的、遠距離的探測和獲取地球表面及其環(huán)境信息的科學技術，它主要利用地物對電磁波的______和______特性來獲取信息。2.地理信息系統(tǒng)（GIS）通常由計算機硬件、系統(tǒng)軟件、______、應用軟件和人員五大要素組成。3.測量中，將地面點沿鉛垂線投影到水平面上，點的投影位置與該點在水平面上的直線距離之比，稱為______。4.GPS系統(tǒng)中，一顆衛(wèi)星的位置由其在軌道上的______和______確定。5.遙感圖像的光譜分辨率指的是傳感器區(qū)分地物光譜輻射______的能力。6.在柵格數(shù)據(jù)結構中，每個像元由其______和相應的屬性值唯一確定。7.數(shù)字高程模型（DEM）是表示地面高程信息的______數(shù)據(jù)模型。8.常用的GIS空間數(shù)據(jù)結構有矢量數(shù)據(jù)結構和______數(shù)據(jù)結構兩種。9.遙感圖像的幾何分辨率指的是圖像能夠分辨的地面最小______。10.地球信息科學是信息科學在______領域的全面應用，是研究地球表層空間______的學科。三、名詞解釋（每題3分，共15分。請將答案填寫在答題卡相應位置）1.遙感影像解譯標志2.疊加分析3.實時動態(tài)（RTK）定位4.數(shù)字線劃圖（DLG）5.大地坐標系四、簡答題（每題5分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應位置）1.簡述遙感圖像輻射校正的主要目的和基本步驟。2.簡述GIS與計算機地圖制圖的主要區(qū)別。3.簡述GPS測量中，影響定位精度的主要誤差來源有哪些。4.簡述地球信息科學作為一門交叉學科，其主要交叉領域有哪些。五、論述題（每題10分，共20分。請將答案填寫在答題卡相應位置）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市規(guī)劃與管理中的應用價值。2.論述遙感技術在大范圍環(huán)境監(jiān)測與變化檢測中的作用及面臨的挑戰(zhàn)。六、計算題（每題5分，共10分。請將答案填寫在答題卡相應位置，需寫出計算過程）1.某地大地方位角為112°30′，正北方向為X軸正方向，X軸與Y軸垂直。若該地坐標為X=1250m,Y=950m，求該點的大地緯度和大地經度。（提示：可假設簡化模型，主要考察坐標轉換思想）2.已知某遙感影像的像元大小為30m×30m，影像上量測得兩點間的距離為5個像元，求該兩點在地面上的實際距離。七、案例分析題（10分。請將答案填寫在答題卡相應位置）假設某區(qū)域需要監(jiān)測土地利用變化情況。現(xiàn)有該區(qū)域2020年和2023年的Landsat影像數(shù)據(jù)，以及1:10000的數(shù)字線劃圖（DLG）數(shù)據(jù)。請簡述利用這些數(shù)據(jù)監(jiān)測土地利用變化的主要步驟和方法。試卷答案一、選擇題1.C解析思路：被動式遙感依賴目標自身發(fā)射或反射的自然輻射源（如太陽光），光學相機和紅外輻射計屬于此類。主動式遙感由傳感器主動發(fā)射能量并接收目標回波，微波輻射計發(fā)射微波。故C選項為主動式傳感器。2.B解析思路：GIS的核心是數(shù)據(jù)庫，用于存儲、管理、檢索和操作地理空間數(shù)據(jù)及其相關屬性信息。其他選項如地圖庫、用戶界面、空間分析引擎都是GIS的重要組成部分，但數(shù)據(jù)庫是基礎和核心。3.B解析思路：在二維笛卡爾坐標系（如X-Y平面）中，確定一個點的位置需要兩個坐標值，分別對應橫軸（X軸）和縱軸（Y軸）的值。4.D解析思路：定位、導航、授時是GNSS最主要的三大功能。地形繪制通常需要結合測繪學方法，雖然GNSS數(shù)據(jù)可用于地形測量，但其直接功能并非地形繪制。5.A解析思路：輻射分辨率描述的是傳感器能夠區(qū)分的兩個相鄰地物輻射亮度（或反射率）的最低差異程度，通常用灰度級數(shù)量來衡量。幾何精度指圖像位置與實地的符合程度，紋理復雜度指圖像細節(jié)的豐富程度，色度表現(xiàn)與顏色相關。6.C解析思路：投影變換是指將地球表面（或其他參考橢球體表面）上的點按一定的數(shù)學法則投影到另一個參考面（通常是平面上）的過程。地圖數(shù)字化是將紙質地圖轉換成數(shù)字格式，坐標系旋轉是坐標軸的方向改變，地圖綜合是簡化地圖內容。7.D解析思路：GIS主要使用兩種數(shù)據(jù)結構：矢量數(shù)據(jù)結構（點、線、面要素及其拓撲關系）和柵格數(shù)據(jù)結構（像元矩陣及其屬性）。數(shù)據(jù)庫模式是數(shù)據(jù)的組織方式，樹狀/網(wǎng)絡結構是文件系統(tǒng)或網(wǎng)絡結構。8.A解析思路：目視解譯是利用人眼觀察遙感圖像，根據(jù)地物的形狀、大小、陰影、紋理、顏色等特征，結合解譯標志和專業(yè)知識判斷地物性質和分布。直方圖均衡化是一種圖像處理技術，用于改善圖像對比度，不屬于目視解譯方法。9.A解析思路：GDOP（GeometricDilutionofPrecision）表示衛(wèi)星星位幾何構型，它直接影響GPS定位精度。GDOP值越大，定位誤差越大。信號傳播路徑損耗、接收機時鐘精度是誤差來源，但GDOP是影響其大小的一個關鍵因素，更直接地關聯(lián)定位精度。10.C解析思路：地球信息科學關注的是與地球表層空間相關的各種信息，特別是地理空間信息，包括位置、屬性、時間等方面的信息。物理信息、電磁信息、數(shù)字信號是其處理的對象或載體，而非其核心關注點。二、填空題1.吸收，反射解析思路：遙感探測依據(jù)的是地物與電磁波相互作用產生的吸收和反射特性不同，從而區(qū)分不同地物。2.數(shù)據(jù)庫解析思路：GIS五要素包括硬件、軟件、數(shù)據(jù)庫、應用軟件和人員，數(shù)據(jù)庫是存儲空間數(shù)據(jù)和相關信息的核心。3.地球曲率改正系數(shù)（或正比例尺分母）解析思路：比例尺是圖上距離與實地距離之比。將地面點沿鉛垂線投影到水平面，由于地球是曲面，會導致水平距離變長，使得圖上距離與實地距離的比例（即比例尺）發(fā)生變化，這個比例變化的體現(xiàn)與地球曲率有關。4.緯度，經度解析思路：在GNSS系統(tǒng)中，衛(wèi)星的位置在地球參考橢球體上，通常用經度和緯度來描述其在空間中的位置。5.波長解析思路：光譜分辨率指傳感器能夠區(qū)分地物在不同波長（或光譜）上的微小差異的能力，即區(qū)分光譜曲線細節(jié)的能力。6.位置（或行號和列號）解析思路：在柵格數(shù)據(jù)中，每個像元的身份由其在二維矩陣中的位置確定，通常用行號和列號（或X,Y坐標）表示。7.柵格解析思路：數(shù)字高程模型（DEM）通常用柵格數(shù)據(jù)結構表示，即用規(guī)則的網(wǎng)格覆蓋研究區(qū)域，每個網(wǎng)格單元（像元）存儲其對應位置的高程值。8.柵格解析思路：GIS的兩大核心數(shù)據(jù)結構是矢量數(shù)據(jù)結構和柵格數(shù)據(jù)結構。9.地面物體（或地面目標）解析思路：幾何分辨率指的是遙感影像能夠分辨的地面實際最小物體的尺寸或細節(jié)程度。10.地球科學（或自然地理），空間信息解析思路：地球信息科學是信息科學在地球科學（或自然地理學）領域的應用。其研究對象是地球表層空間信息。三、名詞解釋1.遙感影像解譯標志是指那些在遙感影像上能夠間接反映地物屬性、形狀、大小、位置、分布等特征，并能據(jù)以識別地物的各種征兆或規(guī)律。包括形狀標志、大小標志、陰影標志、紋理標志、顏色標志、陰影相關標志、位置相關標志、組合標志、背景標志等。2.疊加分析是指將不同來源、不同比例尺、不同投影或不同性質的地理數(shù)據(jù)，按照一定的數(shù)學模型，在空間上組合疊加，產生新的、更綜合、更精確信息的空間分析方法。主要包括點面疊加、面面疊加（如相交、相離、包含等關系分析）、面格疊加等。3.實時動態(tài)（RTK）定位是一種利用載波相位觀測值進行實時差分定位的技術，通過基準站發(fā)射載波相位修正信息，移動站實時接收并解算出高精度的三維位置（厘米級）。其關鍵在于利用載波相位觀測值，克服了偽距測量中的整周模糊度問題。4.數(shù)字線劃圖（DLG）是以矢量數(shù)據(jù)結構表達的數(shù)字化的地圖，它記錄了地物的幾何形狀、位置和連接關系，通常只包含線要素（如河流、道路、境界線等）和點要素（如控制點、居民點等），并帶有相應的屬性信息。5.大地坐標系是一個以地球參考橢球體為基準，用大地經度、大地緯度和大地高度（或正高）來確定地面點位的坐標系。它是在球面或橢球面上定義的坐標系，與地球物理表面有幾何關系，常用于大地測量和GNSS定位。四、簡答題1.輻射校正的主要目的是消除或減弱遙感傳感器在成像過程中引入的誤差，將傳感器記錄的原始數(shù)字量（DN值）轉換為地物真實的反射率或輻射亮度，從而提高遙感數(shù)據(jù)的精度和應用價值?；静襟E通常包括：①傳感器定標：利用在軌定標儀器或地面定標場數(shù)據(jù)，獲取傳感器響應（DN值）與輸入輻射量（入瞳輻射或地面反射率）之間的轉換關系，得到定標系數(shù)。②太陽輻射計算：根據(jù)太陽光譜分布、大氣參數(shù)（如大氣質量）、傳感器光譜響應函數(shù)等，計算到達傳感器入瞳的太陽輻射。③大氣校正：根據(jù)大氣參數(shù)（如氣溶膠光學厚度、水汽含量等）和傳感器特性，估算大氣對地物輻射的衰減影響，并從傳感器記錄的輻射中減去或修正這部分衰減。④地面反射率計算：結合定標系數(shù)和大氣校正結果，將傳感器記錄的輻射量轉換為地物表面反射率。對于不同傳感器和數(shù)據(jù)源，具體方法和步驟可能有所差異。2.GIS與計算機地圖制圖的主要區(qū)別在于：①目標不同：GIS的目標是管理和分析地理空間數(shù)據(jù)，提供空間決策支持；計算機地圖制圖的主要目標是利用計算機技術自動或半自動地生產地圖產品。②數(shù)據(jù)結構不同：GIS不僅存儲制圖要素，還存儲要素間的關系和屬性，強調空間數(shù)據(jù)結構（矢量和柵格）；計算機地圖制圖更側重于地圖的視覺表達和符號化，雖然也使用矢量和柵格數(shù)據(jù)，但更關注制圖規(guī)則和美學。③功能側重不同：GIS的核心功能是空間查詢、分析、建模和可視化，具有強大的空間分析能力；計算機地圖制圖側重于地圖設計、符號系統(tǒng)、地圖整飾等制圖工藝流程，地圖自動化生產是其重要應用。④交互性不同：GIS通常提供更強的交互式操作和分析功能，支持用戶探索數(shù)據(jù)；地圖制圖軟件的交互性可能更多體現(xiàn)在地圖編輯和符號化設計上。3.GPS測量中，影響定位精度的主要誤差來源包括：①信號傳播誤差：電離層延遲、對流層延遲、多路徑效應（信號在地面、建筑物等表面反射到達接收機）。②衛(wèi)星星位誤差：衛(wèi)星軌道測定誤差、衛(wèi)星鐘差（衛(wèi)星原子鐘與標準時間系統(tǒng)的偏差）。③接收機誤差：接收機內部噪聲、通道延遲、鐘差（接收機時鐘誤差）、天線相位中心誤差。④衛(wèi)星星位幾何構型誤差：GDOP（GeometricDilutionofPrecision）值過大，導致定位精度下降。⑤大氣誤差：除電離層和對流層延遲外，大氣折射也會影響信號路徑。⑥其他誤差：如地球自轉效應、相對論效應修正不完善等。其中，信號傳播誤差和衛(wèi)星星位幾何構型是影響實時動態(tài)定位和靜態(tài)定位精度的關鍵因素。4.地球信息科學作為一門交叉學科，其主要交叉領域包括：①地理學：與自然地理學、人文地理學等結合，用于地理信息的采集、處理、分析、可視化及其在資源、環(huán)境、人口、城市、社會等方面的應用。②測繪學：與大地測量學、工程測量學、攝影測量學、地圖學等結合，用于高精度定位、測繪數(shù)據(jù)獲取、地圖編制與更新。③計算機科學：與軟件工程、數(shù)據(jù)庫技術、人工智能、計算機圖形學、網(wǎng)絡技術等結合，用于GIS軟件開發(fā)、海量數(shù)據(jù)處理、智能分析與決策支持系統(tǒng)構建。④信息科學：與信息論、通信技術、信息管理、信息安全等結合，用于地球信息資源的組織、存儲、檢索、傳輸與共享。⑤遙感科學：與大氣科學、空間科學、光學、電磁學等結合，用于遙感傳感器、圖像處理、信息提取、大氣校正等。⑥生態(tài)學與環(huán)境科學：用于生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、變化檢測、模擬預測、災害評估等。⑦經濟學與管理學：用于區(qū)域規(guī)劃、資源配置、管理決策、績效評估等。五、論述題1.地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市規(guī)劃與管理中具有廣泛而重要的應用價值，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：首先，GIS能夠有效地管理和維護城市基礎地理信息數(shù)據(jù)，包括地形、水系、道路、建筑物、土地利用等，為城市規(guī)劃提供統(tǒng)一、準確、動態(tài)的基礎信息平臺。其次，GIS強大的空間分析功能可用于城市發(fā)展模擬與預測，如人口增長趨勢分析、交通流量模擬、土地利用變化模擬等，為規(guī)劃決策提供科學依據(jù)。再次，GIS支持各種規(guī)劃方案的制定與評估，如進行不同開發(fā)方案下的環(huán)境影響評價、交通可達性分析、公共服務設施布局優(yōu)化等，有助于選擇最優(yōu)規(guī)劃方案。此外，GIS在城市建設與管理中可用于城市規(guī)劃管理信息系統(tǒng)（CPMIS）、基礎設施管理（如管網(wǎng)、道路養(yǎng)護）、土地利用動態(tài)監(jiān)測、城市應急響應（如災害評估、資源調度）、環(huán)境管理（如空氣、水質監(jiān)測與污染溯源）、公共安全（如警力巡邏優(yōu)化、案件分析）等多個方面。通過GIS的應用，可以實現(xiàn)城市規(guī)劃管理的科學化、可視化和智能化，提高管理效率，促進城市的可持續(xù)發(fā)展。2.遙感技術在大范圍環(huán)境監(jiān)測與變化檢測中發(fā)揮著關鍵作用，其優(yōu)勢在于能夠快速、高效、經濟地獲取大范圍、長時間序列的地表信息。主要作用包括：①資源監(jiān)測：利用遙感影像監(jiān)測森林資源（面積、蓄積）、草地資源、土地資源（類型、面積）等，為資源調查、評價和管理提供依據(jù)。②環(huán)境監(jiān)測：監(jiān)測環(huán)境污染（如水體富營養(yǎng)化、大氣污染擴散、土壤污染分布）、環(huán)境退化（如水土流失、土地沙化、石漠化）、生態(tài)環(huán)境（如植被覆蓋度變化、生物多樣性熱點區(qū)域）等。③氣候變化研究：利用長時間序列的遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測海平面上升、冰川融化、極地冰蓋變化、極端天氣事件（如干旱、洪澇）影響等。④災害監(jiān)測與評估：快速獲取災害（如地震、滑坡、泥石流、臺風、火災）區(qū)域影像，用于災害范圍界定、損失評估和災后恢復規(guī)劃。變化檢測是遙感在環(huán)境監(jiān)測中的核心應用，通過對比不同時相的遙感影像，可以定量分析地表覆蓋、土地利用、生態(tài)環(huán)境等要素的變化狀況、時空分布特征和變化速率。面臨的挑戰(zhàn)主要包括：①數(shù)據(jù)質量：遙感數(shù)據(jù)受到云、霧、光照、傳感器分辨率、大氣干擾等因素影響，可能存在數(shù)據(jù)缺失或質量不高的問題。②定量精度：遙感反演的物理量（如植被指數(shù)、水體參數(shù)）或分類精度可能受到多種因素影響，需要不斷改進算法和模型。③數(shù)據(jù)處理與分析復雜性：處理海量遙感數(shù)據(jù)和進行復雜變化檢測分析需要強大的計算能力和專業(yè)的技術知識。④集成應用：將遙感監(jiān)測結果與其他環(huán)境數(shù)據(jù)（如氣象、社會經濟）有效集成，進行綜合分析和決策支持仍面臨挑戰(zhàn)。六、計算題1.（注：此題假設模型簡化，實際大地坐標轉換復雜得多）解析思路：在大地方位角（α）與坐標軸正北（X軸）夾角為112°30′，X軸與Y軸垂直（即90°）的情況下，可以通過構造坐標轉換矩陣或直接計算投影關系。設點在大地坐標系下的坐標為（B,L），在大地方位角坐標系下的坐標為（X,Y）。其中B是大地方緯度，L是大地方經度。大地方位角α是從X軸正向順時針量到點在大地方緯度圈上的方位角。在本題假設下，如果以大地方位角定義的坐標系的原點位于大地方緯度圈上且X軸指向大地方位角方向，那么X=X'cos(α)+Y'sin(α)，Y=-X'sin(α)+Y'cos(α)。但題目給定X=1250m,Y=950m，且α=112°30′，需要求B和L。通常大地坐標（B,L）與投影坐標（X,Y）的轉換涉及復雜的投影公式。此處為簡化，僅作概念性說明，實際計算需依據(jù)具體投影參數(shù)。（計算過程略，實際需查表或使用軟件計算）（答案略）2.解：解析思路：像元大小為30m×30m，表示每個像元的邊長為30米。影像上兩點間距離為5個像元，意味著這兩個像元在行和列方向上的總距離是5個像元。假設兩點間距離沿直線方向，那么地面實際距離=像元邊長×像元數(shù)=30m×5=150m。計算過程：地面距離=像元大小×像元數(shù)=30m×5=150m。答案：兩點在地面上的實際距離為150米。七、案例分析題解析思路：利用Landsat影像和DLG數(shù)據(jù)監(jiān)測土地利用變化的主要步驟和方法如下：1.數(shù)據(jù)準備與預處理：獲取2020年和2023年的Landsat影像，以及1:10000的DLG數(shù)據(jù)。對影像進行輻射校正和大