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)在航空航天航海中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪一項不屬于地球信息科學(xué)在航空航天航海領(lǐng)域中應(yīng)用的主要技術(shù)支撐？A.遙感技術(shù)（RS）B.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）C.地理信息系統(tǒng)（GIS）D.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）2.利用衛(wèi)星平臺獲取地球表面信息，其主要優(yōu)勢在于克服了傳統(tǒng)地面觀測手段的哪些局限？A.空間分辨率高B.獲取范圍廣、周期短C.儀器精度高D.成本低廉3.在航空遙感中，與光學(xué)遙感相比，合成孔徑雷達(dá)（SAR）的主要優(yōu)勢體現(xiàn)在？A.能獲取高光譜信息B.具有全天候、全天時工作能力C.成本更低D.空間分辨率更高4.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在船舶導(dǎo)航中的應(yīng)用，其主要功能是？A.提供海洋氣象預(yù)報B.精確確定船舶的位置、速度和時間C.控制船舶的自動駕駛D.監(jiān)測船舶的噪聲污染5.地球信息科學(xué)在海洋資源勘查中，主要利用遙感技術(shù)的哪些特性來探測海底礦產(chǎn)資源？A.可見光波段反射特性B.微波波段穿透水層探測能力C.高光譜分辨率識別礦物成分D.磁力異常探測能力6.航空攝影測量建立國家或區(qū)域基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，主要利用其獲取成果的什么特性？A.高精度B.大范圍、高頻率更新C.多尺度、豐富的幾何與物理信息D.全天候獲取能力7.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）在航空領(lǐng)域除了提供導(dǎo)航服務(wù)外，還在哪些方面發(fā)揮重要作用？A.航空器防撞預(yù)警B.航空器自動著陸C.航空器健康狀態(tài)監(jiān)測D.航空器乘客通訊8.無人機遙感平臺相比大型航空或衛(wèi)星平臺，在地球信息科學(xué)應(yīng)用中的主要優(yōu)勢是？A.觀測范圍更廣B.成本更低、靈活性強、可進行低空細(xì)節(jié)探測C.數(shù)據(jù)分辨率更高D.全天候工作能力9.海洋環(huán)境監(jiān)測中，地球信息科學(xué)主要應(yīng)用于哪些方面？A.海面溫度、鹽度、葉綠素濃度監(jiān)測B.海岸線變化監(jiān)測C.海洋漁業(yè)資源調(diào)查D.以上所有10.將不同來源、不同時空的地球信息科學(xué)數(shù)據(jù)（如遙感影像、GNSS數(shù)據(jù)、地面測量數(shù)據(jù)）進行融合處理，其主要目的是？A.提高數(shù)據(jù)存儲容量B.克服單一數(shù)據(jù)源的限制，獲得更全面、準(zhǔn)確、可靠的信息C.簡化數(shù)據(jù)處理流程D.降低數(shù)據(jù)獲取成本二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.地球信息科學(xué)在航空航天領(lǐng)域，通過______技術(shù)獲取對地觀測數(shù)據(jù)，通過______技術(shù)進行空間數(shù)據(jù)管理和分析，通過______技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)定位。2.衛(wèi)星遙感根據(jù)傳感器工作波段不同，可分為可見光遙感、紅外遙感和______遙感等。3.衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GNSS）的基本功能是測距、測速和______。4.航空遙感平臺主要包括有人駕駛飛機和______平臺。5.地球信息科學(xué)在海洋開發(fā)中的應(yīng)用，如海洋資源勘查、航道測量、______等，都離不開遙感、導(dǎo)航和GIS技術(shù)的支持。6.利用航空或航天平臺搭載的合成孔徑雷達(dá)（SAR）進行地形測繪，可以有效克服______對光學(xué)遙感的限制。7.航空攝影測量原理是利用航攝儀在飛機上拍攝地面像片，通過像片______和內(nèi)、外業(yè)處理，獲得地面的地形圖和正射影像圖。8.地理信息系統(tǒng)（GIS）在航空航天航海領(lǐng)域的應(yīng)用，可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的______、分析和可視化。9.無人機遙感憑借其______和______的特點，在應(yīng)急監(jiān)測、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等方面展現(xiàn)出巨大潛力。10.______系統(tǒng)是支撐現(xiàn)代航空航天航?；顒硬豢苫蛉钡幕A(chǔ)設(shè)施之一。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述遙感技術(shù)（RS）在航空航天航海領(lǐng)域中，相對于傳統(tǒng)地面觀測手段的主要優(yōu)勢。2.簡述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在船舶導(dǎo)航定位中需要克服的主要挑戰(zhàn)。3.簡述地球信息科學(xué)在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面。4.簡述航空攝影測量與衛(wèi)星遙感影像在制作地形圖方面的主要區(qū)別。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述地球信息科學(xué)（RS、GIS、GNSS）如何協(xié)同工作，支撐現(xiàn)代航空航天航?；顒?？請結(jié)合具體應(yīng)用實例說明。2.隨著技術(shù)發(fā)展，人工智能（AI）正在深刻改變地球信息科學(xué)在航空航天航海領(lǐng)域的應(yīng)用。請論述AI在其中可能發(fā)揮的作用以及面臨的挑戰(zhàn)。3.選擇一個具體的航空航天航海應(yīng)用領(lǐng)域（如航空應(yīng)急救援、航海交通管理、航天發(fā)射場監(jiān)測等），論述地球信息科學(xué)在該領(lǐng)域發(fā)揮的關(guān)鍵作用、面臨的主要問題以及未來的發(fā)展方向。---試卷答案一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內(nèi)）1.D*解析：地球信息科學(xué)在航空航天航海中的應(yīng)用主要依賴遙感（RS）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）等空間信息技術(shù)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）是一種人工智能算法，雖然可用于地球信息科學(xué)的數(shù)據(jù)分析，但本身不屬于核心的技術(shù)支撐領(lǐng)域。2.B*解析：衛(wèi)星平臺相較于地面觀測，能夠克服地理限制，實現(xiàn)對全球或大范圍區(qū)域的觀測，并且可以根據(jù)任務(wù)需求設(shè)定重復(fù)觀測周期，獲取連續(xù)時序數(shù)據(jù)。3.B*解析：SAR利用微波的穿透性，可以在陰天、夜間等光學(xué)遙感無法工作的條件下獲取地物信息，這是其最主要的優(yōu)勢之一。4.B*解析：GNSS的核心功能是通過接收衛(wèi)星信號進行測距、測速和授時，從而精確確定用戶的位置、速度和時間信息，為船舶導(dǎo)航提供基礎(chǔ)。5.B*解析：利用微波（特別是側(cè)視雷達(dá)）可以穿透海面一定深度，探測海底地形的起伏和覆蓋物信息，是遙感技術(shù)在海底資源勘查中的主要應(yīng)用方式。6.C*解析：航空攝影測量獲取的是像片，包含豐富的幾何信息和一定的物理信息（如色調(diào)），通過立體測量和空三解算，可以生成高精度的地形圖和正射影像圖，具有多尺度特點。7.A,B*解析：GNSS在航空領(lǐng)域除了提供導(dǎo)航服務(wù)外，其高精度的定位信息是實現(xiàn)航空器防撞預(yù)警和自動著陸的關(guān)鍵技術(shù)支撐。8.B*解析：無人機平臺具有成本相對較低、起降靈活、可貼近目標(biāo)進行低空高分辨率探測等優(yōu)點，靈活性是其相比大型平臺的主要優(yōu)勢。9.D*解析：地球信息科學(xué)在海洋環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用廣泛，包括海面溫度、鹽度、葉綠素濃度、水色、海岸線變化、海洋漁業(yè)資源等眾多方面。10.B*解析：數(shù)據(jù)融合的目的是整合不同數(shù)據(jù)源的優(yōu)勢，彌補單一數(shù)據(jù)源的不足，從而獲得更全面、準(zhǔn)確、可靠、多維度的信息，提升信息獲取和認(rèn)知水平。二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在橫線上）1.遙感，地理信息系統(tǒng)，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)*解析：地球信息科學(xué)的核心技術(shù)包括遙感、GIS和GNSS，這三者在航空航天航海領(lǐng)域相互結(jié)合，形成觀測、管理、定位的完整技術(shù)體系。2.微波*解析：根據(jù)傳感器工作波段，遙感可分為利用可見光和紅外波段的被動遙感，以及利用微波波段的主動遙感（如雷達(dá)）。3.授時*解析：GNSS的三大基本功能是測距（距離）、測速（速度）和授時（精確時間）。4.無人機*解析：航空遙感平臺包括傳統(tǒng)有人駕駛飛機和近年來發(fā)展迅速的無人機（UAV）平臺。5.海岸帶管理*解析：地球信息科學(xué)在海洋開發(fā)與管理中應(yīng)用廣泛，包括資源勘查、航道測量、海岸帶動態(tài)監(jiān)測與管理等。6.惡劣天氣（或云、霧、黑夜）*解析：光學(xué)遙感受自然光照條件限制，在云、霧、雨、雪以及夜間無法工作。SAR利用微波發(fā)射，可以克服這些限制。7.立體測圖*解析：航空攝影測量的核心原理是通過獲取一對或多對具有重疊區(qū)域的像片，利用像片重疊部分的立體視覺效應(yīng)進行立體測圖，從而測繪地形。8.管理*解析：GIS的核心功能是空間數(shù)據(jù)的管理、查詢、分析、顯示和可視化，在航空航天航海領(lǐng)域用于信息集成、決策支持等。9.機動性，低成本*解析：無人機相比大型航空器，具有飛行速度慢、靈活機動、抗毀性強、成本較低等特點。10.全球?qū)Ш叫l(wèi)星*解析：全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）是提供全球范圍內(nèi)全天候、連續(xù)、高精度定位、導(dǎo)航和授時服務(wù)的空間基礎(chǔ)設(shè)施，是現(xiàn)代航空航天航?；顒拥幕A(chǔ)。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述遙感技術(shù)（RS）在航空航天航海領(lǐng)域中，相對于傳統(tǒng)地面觀測手段的主要優(yōu)勢。*解析：遙感技術(shù)的主要優(yōu)勢包括：①宏觀性：能從高空或空間對大范圍甚至全球進行觀測，克服地面觀測的局限性；②快速性：可快速獲取目標(biāo)區(qū)域的信息，尤其適用于動態(tài)監(jiān)測和應(yīng)急響應(yīng)；③經(jīng)濟性：對于大范圍觀測，相比大量地面采樣，成本更低；④安全性：無需人員進入危險或難以到達(dá)的區(qū)域進行觀測；⑤多譜段、多時相：可獲取不同波段（可見光、紅外、微波等）和不同時相的重復(fù)觀測數(shù)據(jù)，利于深入分析。2.簡述全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在船舶導(dǎo)航定位中需要克服的主要挑戰(zhàn)。*解析：GNSS在船舶導(dǎo)航定位中面臨的主要挑戰(zhàn)有：①信號遮擋：在港口、碼頭、橋墩密集區(qū)、海峽狹窄處、城市峽谷下方或遭遇惡劣海況（如大浪導(dǎo)致船體劇烈搖擺）時，衛(wèi)星信號可能被遮擋或減弱，導(dǎo)致定位中斷或精度下降；②多路徑效應(yīng)：信號在到達(dá)接收機前，可能在海面、甲板等表面反射，形成多條路徑到達(dá)接收機，干擾測距精度；③電離層/對流層延遲：信號穿過電離層和對流層時會發(fā)生延遲，影響定位精度，尤其在長距離測量時需要模型修正；④強干擾/欺騙：在特殊環(huán)境下可能存在信號干擾或惡意欺騙，威脅導(dǎo)航安全；⑤定位精度局限性：標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)（SPS）的精度可能滿足不了所有船舶（特別是高精度導(dǎo)航、定位保持或動態(tài)測量）的需求。3.簡述地球信息科學(xué)在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在哪些方面。*解析：地球信息科學(xué)在海洋環(huán)境監(jiān)測中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在：①海表參數(shù)反演：利用遙感技術(shù)（特別是衛(wèi)星雷達(dá)高度計、微波輻射計、光學(xué)衛(wèi)星等）監(jiān)測海面溫度、海面高度（反映海面坡度，與洋流相關(guān)）、海表鹽度、葉綠素濃度、懸浮泥沙濃度、海色（水色）等參數(shù)；②海洋動力監(jiān)測：通過衛(wèi)星雷達(dá)高度計、衛(wèi)星跟蹤浮標(biāo)等監(jiān)測海流、潮汐、海浪等海洋動力現(xiàn)象；③海洋氣象災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警：利用衛(wèi)星監(jiān)測臺風(fēng)、風(fēng)暴潮、海冰、赤潮、有害藻華等海洋氣象與環(huán)境災(zāi)害；④海岸帶變化監(jiān)測：利用遙感影像監(jiān)測海岸線侵蝕、淤積、濕地變化、人工建筑擴張等；⑤海洋漁業(yè)資源調(diào)查：通過遙感監(jiān)測魚卵、幼魚聚集區(qū)（與葉綠素、溫度、鹽度相關(guān)）和水域環(huán)境，輔助漁業(yè)管理。4.簡述航空攝影測量與衛(wèi)星遙感影像在制作地形圖方面的主要區(qū)別。*解析：航空攝影測量與衛(wèi)星遙感影像在制作地形圖方面的主要區(qū)別在于：①空間分辨率與幾何精度：通常，航空攝影測量具有更高的空間分辨率和地面點幾何精度，尤其對于小范圍、高精度地形圖測繪，效果更優(yōu)。②像幅大小與覆蓋范圍：航空像片單張像幅較小，覆蓋范圍有限，需要多張像片鑲嵌；衛(wèi)星影像單幅圖像幅面大，覆蓋范圍廣，但單點幾何精度可能受多種因素影響（如地形起伏、衛(wèi)星姿態(tài)等）。③獲取靈活性：航空攝影測量可以根據(jù)需要靈活選擇航線、高度、時間，甚至進行低空傾斜攝影獲取立體像對；衛(wèi)星影像獲取相對固定，受衛(wèi)星軌道和過境時間限制。④數(shù)據(jù)獲取條件：航空攝影受天氣影響較大，易受云、霧、風(fēng)等干擾；衛(wèi)星遙感受天氣影響相對較小，可實現(xiàn)全天候、全天時獲取，但易受光照條件影響。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述地球信息科學(xué)（RS、GIS、GNSS）如何協(xié)同工作，支撐現(xiàn)代航空航天航?；顒樱空埥Y(jié)合具體應(yīng)用實例說明。*解析：地球信息科學(xué)（RS、GIS、GNSS）三者的協(xié)同工作是支撐現(xiàn)代航空航天航?；顒拥闹匾A(chǔ)。GNSS提供精確的位置、速度和時間基準(zhǔn)，是導(dǎo)航和測量的基礎(chǔ)；RS（主要是遙感影像）提供航空航天航海活動所依賴的環(huán)境、資源、設(shè)施等可視化信息；GIS則負(fù)責(zé)對這些時空數(shù)據(jù)進行管理、分析、建模和可視化，實現(xiàn)信息的集成與智能決策支持。*實例1（航空導(dǎo)航與運行管理）：飛機利用GNSS進行精確定位和導(dǎo)航；利用機載雷達(dá)或高分辨率光學(xué)/紅外傳感器（RS）獲取下方機場場面、障礙物、其他飛機信息；將這些實時數(shù)據(jù)（GNSS定位、RS觀測圖像/數(shù)據(jù)）與GIS中存儲的機場布局圖、航線規(guī)劃、空域管制規(guī)則、天氣信息等數(shù)據(jù)進行融合分析，實現(xiàn)場面態(tài)勢監(jiān)控、沖突告警、自動著陸輔助、飛行路徑優(yōu)化等。*實例2（海洋船舶導(dǎo)航與監(jiān)控）：船舶利用船載GNSS接收機進行定位和航跡記錄；利用雷達(dá)、AIS（船舶自動識別系統(tǒng)，可視為移動目標(biāo)信息源，與GIS概念相關(guān)）獲取周邊船舶動態(tài)信息；利用衛(wèi)星遙感（RS）獲取海面氣象（風(fēng)浪）、海流、海冰、油污等環(huán)境信息；這些信息與GIS中存儲的電子海圖、航路指南、危險區(qū)、港口碼頭信息、AIS歷史軌跡數(shù)據(jù)等結(jié)合，進行航行風(fēng)險評估、航線規(guī)劃、交通流量管理、港口作業(yè)調(diào)度等。*實例3（航天發(fā)射場監(jiān)測與管理）：發(fā)射場利用GNSS進行場地定位和測量；利用場區(qū)部署的傳感器網(wǎng)絡(luò)（部分?jǐn)?shù)據(jù)可視為RS應(yīng)用）和可見光/紅外攝像機（RS）監(jiān)測發(fā)射塔架、發(fā)射臺、周圍環(huán)境安全等；利用GIS管理場區(qū)地理信息，包括建筑物、道路、禁區(qū)、氣象站分布等，進行場地規(guī)劃、安全預(yù)警、應(yīng)急指揮、環(huán)境監(jiān)測分析等。*協(xié)同價值：這種協(xié)同使得航空航天航海活動能夠更加精準(zhǔn)、安全、高效和智能化。RS提供“眼睛”，GNSS提供“羅盤”和“時鐘”，GIS提供“大腦”進行信息處理與決策支持。2.論述人工智能（AI）正在深刻改變地球信息科學(xué)在航空航天航海領(lǐng)域的應(yīng)用。請論述AI在其中可能發(fā)揮的作用以及面臨的挑戰(zhàn)。*解析：人工智能（AI），特別是機器學(xué)習(xí)（ML）和深度學(xué)習(xí)（DL）技術(shù)，正在為地球信息科學(xué)在航空航天航海領(lǐng)域的應(yīng)用帶來革命性的變化。*AI可能發(fā)揮的作用：①智能化信息提?。豪肁I（尤其是深度學(xué)習(xí)）自動從海量遙感影像（航空、衛(wèi)星、無人機）中智能識別、分類和提取地物信息（如船只、飛機、海岸線變化、農(nóng)作物類型、災(zāi)害類型），提高效率和精度，超越傳統(tǒng)人工解譯或半自動方法。②高精度目標(biāo)檢測與跟蹤：在航空、航海領(lǐng)域，AI可用于自動檢測和跟蹤空域、海面上的目標(biāo)（飛機、船舶、潛艇等），實現(xiàn)更有效的交通管制和安全監(jiān)控。③復(fù)雜環(huán)境感知與預(yù)測：利用AI分析多源數(shù)據(jù)（遙感、氣象、GNSS軌跡等），更準(zhǔn)確地感知復(fù)雜海洋環(huán)境（如海流、浪場、風(fēng)暴）、空域態(tài)勢，并進行短期預(yù)測。④智能路徑規(guī)劃與決策：結(jié)合AI優(yōu)化算法，根據(jù)實時環(huán)境信息（由RS和GNSS提供）和任務(wù)需求，為飛行器、船舶規(guī)劃最優(yōu)航線、著陸路徑或搜救路徑，并輔助進行智能決策（如避障、燃油管理）。⑤自動化數(shù)據(jù)處理與質(zhì)量評估：AI可用于自動化遙感影像預(yù)處理（如輻射校正、幾何校正、云檢測與掩膜）、數(shù)據(jù)融合、產(chǎn)品生成，并評估數(shù)據(jù)質(zhì)量。⑥模式識別與異常檢測：AI能從大數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的模式和規(guī)律，用于長期變化監(jiān)測（如冰川融化、土地利用變化）和異常事件（如森林火災(zāi)、油污泄漏）的自動檢測與報警。*面臨的挑戰(zhàn)：①數(shù)據(jù)依賴性與質(zhì)量：AI算法效果高度依賴大量高質(zhì)量、標(biāo)注良好的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，而地球信息科學(xué)領(lǐng)域（特別是復(fù)雜、動態(tài)的環(huán)境）獲取此類數(shù)據(jù)成本高昂且難度大。②算法的可解釋性與魯棒性：許多AI模型（如深度學(xué)習(xí)）如同“黑箱”，其決策過程難以解釋，這在安全性要求極高的航空航天航海領(lǐng)域是個挑戰(zhàn)。同時，AI模型在遇到訓(xùn)練數(shù)據(jù)未覆蓋的新情況或噪聲干擾時，性能可能急劇下降。③實時性要求：航空航天航海應(yīng)用（如導(dǎo)航、實時監(jiān)控）對處理速度要求極高，如何將復(fù)雜的AI模型部署到資源受限的平臺上并保證實時響應(yīng)是個難題。④跨學(xué)科人才缺乏：需要既懂AI又精通地球信息科學(xué)、航空航天航海應(yīng)用的復(fù)合型人才，目前這類人才相對匱乏。⑤標(biāo)準(zhǔn)化與集成：將AI技術(shù)無縫集成到現(xiàn)有的航空航天航海信息系統(tǒng)和工作流程中，并建立相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，仍面臨諸多問題。3.選擇一個具體的航空航天航海應(yīng)用領(lǐng)域（如航空應(yīng)急救援、航海交通管理、航天發(fā)射場監(jiān)測等），論述地球信息科學(xué)在該領(lǐng)域發(fā)揮的關(guān)鍵作用、面臨的主要問題以及未來的發(fā)展方向。*選擇領(lǐng)域：航空應(yīng)急救援*地球信息科學(xué)發(fā)揮的關(guān)鍵作用：①災(zāi)害監(jiān)測與預(yù)警：利用遙感（RS）技術(shù)（衛(wèi)星、航空、無人機）監(jiān)測森林火災(zāi)、洪水、地震、臺風(fēng)等災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展態(tài)勢和影響范圍，結(jié)合氣象數(shù)據(jù)（也源于地球信息科學(xué)）進行預(yù)警。②應(yīng)急資源（飛機、直升機、救援隊伍）定位與調(diào)度：利用GNSS技術(shù)實時定位deployed的應(yīng)急資源，利用GIS技術(shù)分析災(zāi)情分布、道路狀況、避難場所信息，規(guī)劃最優(yōu)救援隊伍部署點和物資運輸路線，實現(xiàn)科學(xué)調(diào)度。③災(zāi)情評估與損失統(tǒng)計：利用遙感影像（特別是災(zāi)前、災(zāi)后對比）評估災(zāi)害造成的損失（如房屋損毀、道路中斷、植被破壞），為災(zāi)后重建提供依據(jù)。④應(yīng)急通信與信息發(fā)布：基于GIS構(gòu)建應(yīng)急指揮信息系統(tǒng)平臺，集成各類監(jiān)測預(yù)警信息、資源分布信息、災(zāi)情動態(tài)，支持指揮決策；利用遙感影像制作應(yīng)急地圖，通過多種渠道發(fā)布給救援人員