2025年大學《地球信息科學與技術》專業(yè)題庫——地球信息技術在空氣質量監(jiān)測中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的字母填在括號內）1.下列哪種遙感傳感器不適合用于監(jiān)測大氣中的氣溶膠光學厚度？()A.MODISB.MISRC.GOESD.TROPOMI2.在空氣質量指數(shù)（AQI）的計算中，通常將哪種污染物的濃度作為首要污染物來確定AQI的級別？()A.COB.PM2.5C.O3D.SO23.利用GIS進行空氣質量監(jiān)測時，緩沖區(qū)分析主要適用于什么場景？()A.評估某區(qū)域對周邊空氣質量的影響范圍B.計算不同區(qū)域空氣質量的平均值C.識別空氣污染的空間聚類特征D.分析污染物濃度隨時間的變化趨勢4.光學厚度（AOD）是衡量大氣透明度的一個重要指標，它主要反映了什么？()A.大氣中水汽的含量B.大氣中氣態(tài)污染物的總量C.大氣中懸浮顆粒物的濃度D.大氣對太陽輻射的吸收程度5.下列哪種技術主要用于識別和定位空氣污染的潛在源區(qū)？()A.氣象雷達B.衛(wèi)星遙感C.源排放清單分析D.空氣質量模型6.地面空氣質量監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃的主要目標是什么？()A.獲取最高分辨率的數(shù)據(jù)B.實現(xiàn)對整個區(qū)域空氣質量的全面覆蓋C.降低監(jiān)測成本D.只監(jiān)測重點污染源附近7.下列哪種氣體是形成臭氧（O3）污染的重要前體物？()A.SO2B.NOxC.COD.H2O8.在使用遙感數(shù)據(jù)反演大氣污染物濃度時，通常需要哪些輔助數(shù)據(jù)？()I.污染源信息II.氣象數(shù)據(jù)（如風速、風向）III.地面監(jiān)測數(shù)據(jù)IV.傳感器自身參數(shù)A.I,IIB.II,IIIC.III,IVD.I,IV9.地理信息系統(tǒng)（GIS）在空氣質量模擬中的作用主要體現(xiàn)在哪里？()A.模型的數(shù)值計算B.模擬結果的可視化與分析C.污染源排放數(shù)據(jù)的輸入D.氣象數(shù)據(jù)的預處理10.以下哪項不是影響遙感反演空氣質量參數(shù)精度的主要因素？()A.傳感器光譜分辨率B.大氣水汽含量C.污染物形態(tài)D.地面監(jiān)測站的數(shù)量二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.衛(wèi)星遙感在空氣質量監(jiān)測中，主要利用______和______兩種遙感手段獲取大氣信息。2.空氣質量指數(shù)（AQI）是一個綜合評價指標，它將多種污染物的濃度統(tǒng)一轉換為______。3.GIS的空間分析功能在空氣質量監(jiān)測中可用于______、______等分析。4.光學厚度（AOD）是衡量大氣中______含量的一個關鍵參數(shù)。5.大氣擴散模型主要用于模擬污染物的______和______過程。6.影響空氣質量的因素包括______、______和______等。7.源解析技術旨在識別和定量不同污染源的______和對區(qū)域空氣質量的影響。8.高分辨率遙感影像可以用于______和______等精細尺度的空氣質量研究。9.地面空氣質量監(jiān)測數(shù)據(jù)是評價區(qū)域空氣質量狀況的______依據(jù)。10.隨著城市化和工業(yè)發(fā)展，空氣質量監(jiān)測面臨著______和______的雙重挑戰(zhàn)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.大氣光學厚度（AOD）2.首要污染物3.源解析4.氣象條件5.空氣質量指數(shù)（AQI）四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述利用遙感技術監(jiān)測大氣PM2.5濃度的基本原理。2.簡述GIS在空氣質量監(jiān)測中有哪些主要應用。3.簡述地面空氣質量監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃需要考慮哪些主要因素。4.簡述影響遙感反演大氣污染物濃度精度的因素有哪些。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述多源數(shù)據(jù)融合在空氣質量監(jiān)測中的意義和主要方法。2.論述地球信息技術在重污染天氣應急響應中的應用潛力。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.C5.C6.B7.B8.B9.B10.D二、填空題1.反射2.指數(shù)3.污染源識別，影響范圍評估4.顆粒物5.遷移，擴散6.污染源，氣象條件，區(qū)域地理環(huán)境7.貢獻8.污染熱點識別，精細化污染溯源9.主要10.污染復雜性，監(jiān)測數(shù)據(jù)不足三、名詞解釋1.大氣光學厚度（AOD）：指大氣中的氣溶膠等粒子對太陽輻射的直射路徑所產生的消光分數(shù)，是衡量大氣透明度的一個無量綱參數(shù)，它與大氣中懸浮顆粒物的濃度密切相關。2.首要污染物：指在多種空氣污染物中，對空氣質量影響最大、濃度最高的污染物，其濃度值決定了一個地區(qū)的空氣質量指數(shù)（AQI）級別。3.源解析：指利用各種技術手段（如受體模型、源排放清單、地理信息分析等）識別和定量不同區(qū)域或行業(yè)污染源對大氣環(huán)境質量（如污染物濃度）的貢獻率的過程。4.氣象條件：指影響大氣污染物擴散、遷移和轉化的一系列氣象因素，主要包括風（風速、風向）、溫度、濕度、氣壓、湍流等。5.空氣質量指數(shù)（AQI）：是一個用于報告空氣質量的綜合指數(shù)，它將空氣中多種主要污染物的濃度值轉換為一個相對統(tǒng)一的指數(shù)值，并按指數(shù)值的高低劃分空氣質量級別，以方便公眾理解和比較不同地區(qū)或時間的空氣質量狀況。四、簡答題1.簡述利用遙感技術監(jiān)測大氣PM2.5濃度的基本原理。解析思路：遙感監(jiān)測PM2.5主要利用其光學特性。大氣中的PM2.5顆粒物會吸收和散射太陽輻射，導致衛(wèi)星傳感器接收到的信號（如反射率、輻射亮度）發(fā)生變化。通過大氣輻射傳輸模型，將觀測到的信號與大氣中的PM2.5濃度聯(lián)系起來，從而反演得到PM2.5濃度分布信息。常用的方法包括利用特定波段的光學厚度反演、結合氣象參數(shù)的算法模型等。2.簡述GIS在空氣質量監(jiān)測中有哪些主要應用。解析思路：GIS的核心是空間數(shù)據(jù)管理與分析。在空氣質量監(jiān)測中，GIS可用于：1）管理各類空間數(shù)據(jù)，如監(jiān)測站點分布、污染源位置、地形地貌、氣象場等；2）進行空間分析，如計算站點周邊污染源的累積影響（緩沖區(qū)分析）、識別污染物的擴散方向和影響范圍（疊置分析、網(wǎng)絡分析）、分析污染物濃度的空間分布特征和熱點區(qū)域；3）進行可視化展示，將監(jiān)測數(shù)據(jù)、分析結果以地圖形式直觀呈現(xiàn)。3.簡述地面空氣質量監(jiān)測站網(wǎng)規(guī)劃需要考慮哪些主要因素。解析思路：合理的站網(wǎng)規(guī)劃是獲取代表性空氣質量數(shù)據(jù)的基礎。需要考慮：1）監(jiān)測目標：明確是評估區(qū)域整體空氣質量、識別污染熱點，還是監(jiān)測特定源的影響；2）區(qū)域地理特征：包括地形、下墊面性質、城市布局等；3）污染源分布：站點應能反映主要污染源的影響；4）監(jiān)測指標：根據(jù)需要監(jiān)測的污染物種類布設站點；5）覆蓋范圍與密度：確保在一定范圍內有足夠的站點密度以反映空間變化；6）數(shù)據(jù)質量要求：考慮站點周邊環(huán)境對數(shù)據(jù)準確性的影響。4.簡述影響遙感反演大氣污染物濃度精度的因素有哪些。解析思路：遙感反演精度受多種因素影響：1）傳感器自身因素：如光譜分辨率、空間分辨率、輻射分辨率、觀測幾何條件（太陽天頂角、傳感器視角）等；2）大氣因素：如大氣水汽含量、氣溶膠類型和光學特性、臭氧含量、分子散射等；3）反演模型因素：模型的假設、參數(shù)化方案、算法的復雜性等；4）地面數(shù)據(jù)因素：用于驗證或同化的地面數(shù)據(jù)質量；5）污染源信息：污染源排放強度和高度等信息的不確定性。五、論述題1.論述多源數(shù)據(jù)融合在空氣質量監(jiān)測中的意義和主要方法。解析思路：意義：單一數(shù)據(jù)源（如遙感、地面監(jiān)測）各有優(yōu)劣，融合多源數(shù)據(jù)可以優(yōu)勢互補，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的完整性、準確性和時空分辨率，為更全面、精準的空氣質量評估和預報提供支持。方法：主要包括：1）數(shù)據(jù)層融合：將不同來源的數(shù)據(jù)進行時空匹配和配準，形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)集；2）特征層融合：提取各數(shù)據(jù)源的特征信息（如AOD、氣象要素），然后進行融合，如利用機器學習算法進行信息融合；3）決策層融合：基于各數(shù)據(jù)源對同一結論的判斷，進行邏輯推理或投票，得出最終的綜合判斷。具體方法如卡爾曼濾波、貝葉斯網(wǎng)絡、證據(jù)理論等。2.論述地球信息技術在重污染天氣應急響應中的應用潛力。解析思路：地球信息技術在應急響應中具有重要作用：1）快速監(jiān)測與評估：利用遙感快速獲取大范圍污染分布