2025年大學《地球信息科學與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息技術(shù)在城市城建規(guī)劃中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在城市土地利用適宜性評價中，GIS的主要作用是（）。A.直接進行土地開發(fā)B.獲取高分辨率遙感影像C.對多種影響因素進行空間疊加分析D.制定詳細的用地規(guī)劃圖則2.下列哪種遙感數(shù)據(jù)更適合用于監(jiān)測城市綠地覆蓋變化？（）A.衛(wèi)星雷達影像B.高分辨率航空彩紅外影像C.夜間燈光數(shù)據(jù)D.海洋衛(wèi)星影像3.GPS在城市規(guī)劃中主要用于（）。A.制作高精度數(shù)字高程模型B.監(jiān)測城市建筑物三維變形C.獲取城市基礎地理信息點的精確坐標D.分析城市大氣污染擴散路徑4.當城市規(guī)劃需要分析某個區(qū)域500米范圍內(nèi)的設施分布情況時，最常用的GIS空間分析方法是（）。A.疊加分析B.緩沖區(qū)分析C.網(wǎng)絡分析D.地形分析5.無人機遙感技術(shù)相比傳統(tǒng)衛(wèi)星遙感，在城市規(guī)劃應用中的主要優(yōu)勢在于（）。A.覆蓋范圍更廣B.數(shù)據(jù)獲取成本更低C.能獲取更高分辨率、更精細的局部區(qū)域信息D.傳感器類型更豐富6.用于表達城市道路網(wǎng)絡通行能力、成本等屬性，最適合的GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是（）。A.矢量數(shù)據(jù)中的點（Point）B.矢量數(shù)據(jù)中的線（LineString）C.矢量數(shù)據(jù)中的面（Polygon）D.柵格數(shù)據(jù)7.在城市三維可視化中，地理信息系統(tǒng)的核心作用是（）。A.直接進行三維建模B.管理和分發(fā)三維地理數(shù)據(jù)C.實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實交互D.自動生成城市設計方案8.能夠同時獲取地面多個點三維坐標的地球信息科學技術(shù)是（）。A.光學遙感B.激光掃描（LiDAR）C.普通GPS單點定位D.地籍測量9.城市規(guī)劃者利用GIS分析不同土地利用類型（如住宅、商業(yè)、工業(yè)）之間的空間關(guān)系，主要目的是（）。A.確定各類用地的具體邊界B.評估混合用地的可行性與效益C.計算各類用地的面積比例D.進行土壤類型劃分10.地球信息技術(shù)在城市規(guī)劃決策支持中的主要價值在于（）。A.完全替代規(guī)劃人員的決策B.為規(guī)劃決策提供數(shù)據(jù)依據(jù)、分析工具和模擬平臺C.直接制定城市規(guī)劃政策D.自動生成城市規(guī)劃文本報告二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述遙感影像在城市建成區(qū)建筑物提取中的主要步驟。2.說明GIS在城市交通規(guī)劃中進行交通流量模擬分析的基本原理。3.列舉至少三種地球信息技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測中的應用實例。4.解釋什么是地理數(shù)據(jù)庫，并說明其在城市規(guī)劃項目中的重要性。5.簡述無人機遙感技術(shù)在城市規(guī)劃應急響應中可能發(fā)揮的作用。三、論述題（每小題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）如何支持城市規(guī)劃的土地利用規(guī)劃工作。2.結(jié)合具體應用場景，論述遙感技術(shù)（RS）與全球定位系統(tǒng)（GPS/GNSS）相結(jié)合在城市規(guī)劃與管理中的優(yōu)勢。四、應用設計題（15分）假設某中等城市計劃對其中心城區(qū)的老舊管網(wǎng)（包括供水、排水、燃氣）進行普查和更新。請設計一個利用地球信息科學技術(shù)（如GIS、遙感、GPS/GNSS、無人機等）完成此項任務的技術(shù)路線方案，說明需要采用哪些技術(shù)手段、獲取哪些數(shù)據(jù)、進行哪些數(shù)據(jù)處理與分析，以及最終需要輸出什么樣的成果來支持管網(wǎng)更新規(guī)劃。試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分）1.C*解析思路：GIS的核心功能之一是空間分析，特別是疊加分析，可以將不同來源、不同主題的地理信息（如地形、交通、環(huán)境、政策等）疊加在一起，評價土地的適宜性、進行空間查詢和模擬等。選項A、D超出了GIS的直接作用范圍；選項B是遙感的功能，但不是GIS的主要作用；選項C準確描述了GIS在適宜性評價中的關(guān)鍵作用。2.B*解析思路：高分辨率航空彩紅外影像能夠提供地物豐富的光譜信息，區(qū)分植被、建筑、水體等不同地物，且空間分辨率高，細節(jié)表現(xiàn)力強，非常適合監(jiān)測城市內(nèi)部建成區(qū)細微的綠地變化，如新增、砍伐、綠化升級等。3.C*解析思路：GPS的主要功能是精確測定地面點的三維坐標（經(jīng)度、緯度、高程）。在城市規(guī)劃中，精確坐標是基礎地理信息數(shù)據(jù)采集的關(guān)鍵，廣泛應用于建立城市控制網(wǎng)、測繪地形圖、定位重要地物（如道路交叉口、建筑物角點、管線節(jié)點）等。4.B*解析思路：緩沖區(qū)分析是在GIS數(shù)據(jù)庫中圍繞一個點、線或面要素自動生成其周圍一定距離范圍內(nèi)的區(qū)域（即緩沖帶）。在城市規(guī)劃中，常用于分析保護目標（如水源地、學校、醫(yī)院）周邊需要控制開發(fā)的地域范圍，或分析設施服務范圍（如公園、服務網(wǎng)點500米覆蓋區(qū)）。5.C*解析思路：無人機具有機動靈活、可低空懸停、分辨率高、成本相對較低等特點，能夠快速獲取城市局部區(qū)域、特定細節(jié)的高分辨率影像或點云數(shù)據(jù)，彌補衛(wèi)星遙感宏觀但細節(jié)不足的缺點，滿足城市規(guī)劃中對局部地塊的精細調(diào)查需求。6.B*解析思路：城市道路網(wǎng)絡本質(zhì)上是線狀要素的集合，描述其拓撲關(guān)系（連通性）、長度、方位以及相關(guān)的通行屬性（如路面等級、限速、承載能力等），最適合使用GIS中的線（LineString）數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來表示。7.B*解析思路：城市三維可視化系統(tǒng)需要大量的地理數(shù)據(jù)作為基礎，GIS負責管理和組織這些二維地理信息（地形、地物、注記等），并與三維建模軟件或引擎進行數(shù)據(jù)交互，是實現(xiàn)三維可視化不可或缺的環(huán)節(jié)。8.B*解析思路：激光雷達（LiDAR）通過發(fā)射激光束并接收反射信號，能夠快速精確地獲取地面及近地面目標（如建筑物、植被）的三維坐標信息，一次掃描即可獲取大量點的數(shù)據(jù)，特別適用于城市三維建模和地形測繪。9.B*解析思路：分析不同土地利用類型的空間關(guān)系，如鄰近性、分離度、混合程度等，有助于評估城市功能的集聚與分散狀況，判斷土地混合利用的合理性，為優(yōu)化城市空間結(jié)構(gòu)、促進職住平衡、提升城市活力和安全性等提供依據(jù)。10.B*解析思路：地球信息技術(shù)本身不具備決策能力，但其提供的海量、動態(tài)、空間化的數(shù)據(jù)，以及強大的空間分析、模擬、可視化功能，能夠幫助規(guī)劃者更全面地了解城市現(xiàn)狀，評估不同方案的潛在影響，從而做出更科學、更合理的規(guī)劃決策。二、簡答題（每小題5分，共25分）1.簡述遙感影像在城市建成區(qū)建筑物提取中的主要步驟。*解析思路：此題考察遙感圖像處理的核心技術(shù)之一。答案應涵蓋數(shù)據(jù)選擇、預處理、特征提取、分類/分割、后處理等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。例如：選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源（如高分辨率光學影像或多光譜數(shù)據(jù)）；進行輻射校正和幾何校正；根據(jù)建筑物光譜、紋理、形狀特征，采用閾值分割、邊緣檢測、面向?qū)ο蠓诸惢驒C器學習方法進行提??；對提取結(jié)果進行去除噪聲、填充空洞、連接碎塊等后處理，最終得到建筑物分布圖。2.說明GIS在城市交通規(guī)劃中進行交通流量模擬分析的基本原理。*解析思路：此題考察GIS在交通領域的應用。答案應解釋GIS如何支持交通流建模。例如：GIS首先用于構(gòu)建城市道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)（線要素），并加載道路屬性（長度、限速、坡度等）。然后，利用GIS的空間分析功能（如網(wǎng)絡分析中的最短路徑、服務區(qū)分析）模擬車輛行駛路徑和速度。結(jié)合交通調(diào)查數(shù)據(jù)（流量、延誤等），在GIS中進行建模（如使用交通仿真軟件接口或基于GIS的簡化模型），分析不同交通狀況下的流量分布、擁堵點、瓶頸路段等，為交通管理和規(guī)劃提供依據(jù)。3.列舉至少三種地球信息技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測中的應用實例。*解析思路：此題考察對地球信息技術(shù)應用領域的廣度理解。答案需要列舉具體的應用場景。例如：①遙感技術(shù)用于監(jiān)測城市綠地覆蓋變化、熱島效應（通過夜燈光或熱紅外影像）、水體污染（監(jiān)測懸浮物、藻類密度）等；②GIS用于管理環(huán)境監(jiān)測站點數(shù)據(jù)，進行空間統(tǒng)計分析，評估污染物擴散范圍和影響區(qū)域，規(guī)劃環(huán)境緩沖區(qū)；③GPS/GNSS用于定位移動污染源（如車輛、船舶）或監(jiān)測大型環(huán)境設施（如污水處理廠）的運行狀態(tài)。4.解釋什么是地理數(shù)據(jù)庫，并說明其在城市規(guī)劃項目中的重要性。*解析思路：此題考察GIS的基礎概念及其在專業(yè)項目中的作用。答案需先定義地理數(shù)據(jù)庫，再闡述其重要性。例如：地理數(shù)據(jù)庫是一個結(jié)構(gòu)化、標準化的數(shù)據(jù)庫，專門用于存儲、管理、組織和訪問地理空間數(shù)據(jù)及其相關(guān)屬性信息。在城市規(guī)劃項目中，其重要性體現(xiàn)在：①保證數(shù)據(jù)的一致性、準確性和完整性；②支持海量、多源、多尺度的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)（地形、地籍、道路、建筑、管線、土地利用等）的有效管理；③為空間分析、數(shù)據(jù)共享和協(xié)同工作提供基礎平臺；④是進行城市規(guī)劃決策、模擬預測和成果表達的基礎。5.簡述無人機遙感技術(shù)在城市規(guī)劃應急響應中可能發(fā)揮的作用。*解析思路：此題考察新興技術(shù)在特定場景下的應用。答案應圍繞應急響應的環(huán)節(jié)展開。例如：①快速獲取災害（如地震、洪水、火災）現(xiàn)場的高分辨率影像或點云數(shù)據(jù)，評估災情范圍和嚴重程度；②精確定位被困人員、重要設施（如避難所、關(guān)鍵管線）的位置，為救援行動提供導航和參考；③對受損的建筑物、道路、橋梁、管線等進行快速檢測和評估，為災后重建規(guī)劃提供依據(jù)；④作為移動監(jiān)控平臺，實時監(jiān)視災情發(fā)展或救援過程。三、論述題（每小題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）如何支持城市規(guī)劃的土地利用規(guī)劃工作。*解析思路：此題要求深入闡述GIS在核心規(guī)劃領域的綜合作用。答案應從數(shù)據(jù)管理、分析、決策支持等多個方面展開。例如：GIS通過建立統(tǒng)一的空間數(shù)據(jù)庫，有效管理城市土地利用現(xiàn)狀信息（現(xiàn)狀地類圖、權(quán)屬圖等）。利用GIS的空間分析功能（如疊加分析評估土地適宜性、緩沖區(qū)分析設定控制范圍、鄰近性分析優(yōu)化設施布局），可以對不同地塊進行綜合評價和篩選。GIS能夠支持規(guī)劃方案的模擬和比選（如模擬不同開發(fā)強度下的空間形態(tài)變化），并自動生成規(guī)劃圖件（如規(guī)劃用地圖、控制線圖）。此外，GIS還能支持規(guī)劃實施監(jiān)測和動態(tài)調(diào)整，為土地管理部門提供決策支持，提高土地利用規(guī)劃的科學性和可操作性。2.結(jié)合具體應用場景，論述遙感技術(shù)（RS）與全球定位系統(tǒng)（GPS/GNSS）相結(jié)合在城市規(guī)劃與管理中的優(yōu)勢。*解析思路：此題考察對兩種技術(shù)的組合應用的理解。答案需明確結(jié)合的潛力，并結(jié)合具體場景說明優(yōu)勢。例如：遙感技術(shù)（RS）擅長快速、宏觀地獲取城市地表覆蓋信息，如土地利用/覆蓋現(xiàn)狀、建筑物分布、綠化狀況、交通流量（夜燈光）、環(huán)境狀況（熱島、水體）等。GPS/GNSS則提供精確的位置信息，用于定位特定的地理實體（如道路交叉口、管線節(jié)點、監(jiān)測點）或移動對象（如車輛、人員）。兩者結(jié)合的優(yōu)勢在于：①數(shù)據(jù)互補與精度提升：RS提供宏觀背景和分布信息，GPS/GNSS提供精確的定位數(shù)據(jù)，結(jié)合后可以得到更全面、位置更準確的城市信息。例如，在繪制城市建筑分布圖時，RS可初步提取建筑輪廓，再用GPS精確校準拐點坐標。②動態(tài)監(jiān)測與管理：結(jié)合RS（如多期影像對比）和GPS（用于追蹤移動目標），可以實現(xiàn)對城市變化（如擴張、拆遷）和動態(tài)過程（如垃圾車路線、公交車運營）的精細監(jiān)測與管理。例如，利用RS監(jiān)測綠地變化，結(jié)合GPS追蹤垃圾清運車輛的路徑，優(yōu)化垃圾收集路線。③提升規(guī)劃決策支持能力：結(jié)合兩種技術(shù)獲取更全面、準確、動態(tài)的數(shù)據(jù)，能夠為城市規(guī)劃者提供更可靠的決策依據(jù)，如更精確的城市發(fā)展模擬、更有效的資源調(diào)配等。四、應用設計題（15分）假設某中等城市計劃對其中心城區(qū)的老舊管網(wǎng)（包括供水、排水、燃氣）進行普查和更新。請設計一個利用地球信息科學技術(shù)（如GIS、遙感、GPS/GNSS、無人機等）完成此項任務的技術(shù)路線方案，說明需要采用哪些技術(shù)手段、獲取哪些數(shù)據(jù)、進行哪些數(shù)據(jù)處理與分析，以及最終需要輸出什么樣的成果來支持管網(wǎng)更新規(guī)劃。*技術(shù)路線方案：1.數(shù)據(jù)準備與規(guī)劃：*收集現(xiàn)有管線資料：查閱歷史圖紙、管線檔案，了解管線的大致走向、材質(zhì)、年代等信息。*確定普查范圍和精度要求。*準備基礎地理底圖：獲取中心城區(qū)的DEM、高分辨率正射影像圖、道路網(wǎng)、建筑物等基礎地理信息。2.數(shù)據(jù)采集（外業(yè)）：*方法選擇：對于已有圖紙資料較完善的區(qū)域，可優(yōu)先采用管線探測技術(shù)（如電磁法、聲波法）配合全站儀或GPS/GNSS進行補測和核實。對于圖紙缺失或地形復雜的區(qū)域，采用無人機遙感結(jié)合地面驗證的方式進行普查。*管線探測：使用專業(yè)管線探測儀沿道路或根據(jù)已有線索探測管線的埋設位置、埋深、走向、屬性（材質(zhì)、管徑、權(quán)屬等）。使用全站儀或GPS/GNSS精確記錄管線點（轉(zhuǎn)折點、起終點、閥門點等）的三維坐標。*無人機遙感與激光雷達（LiDAR）：對重點區(qū)域或地形復雜區(qū)域，使用無人機搭載高分辨率相機和多光譜/高光譜傳感器獲取影像，并搭載LiDAR獲取高精度三維點云數(shù)據(jù)。重點獲取管線上方及周圍的地物、地貌信息。*地面驗證：對遙感影像和LiDAR數(shù)據(jù)進行解譯，初步判讀管線位置，并在地面進行核實、補測和屬性確認。3.數(shù)據(jù)處理與入庫（內(nèi)業(yè)）：*數(shù)據(jù)預處理：*對管線探測數(shù)據(jù)進行解算、校正和編輯，生成管線點坐標數(shù)據(jù)。*對無人機影像進行幾何校正、正射校正，生成正射影像圖。*對LiDAR點云數(shù)據(jù)進行去噪、濾波、分類，提取地面點、建筑物點、管線周圍地物點等。*數(shù)據(jù)入庫：*在GIS平臺中，根據(jù)管線探測數(shù)據(jù)和屬性信息，構(gòu)建管線數(shù)據(jù)庫。使用點、線要素表示管線節(jié)點和管線本身，并關(guān)聯(lián)屬性信息（材質(zhì)、管徑、埋深、權(quán)屬、建成年份等）。*將處理后的無人機影像、LiDAR點云數(shù)據(jù)、基礎地理底圖等導入GIS數(shù)據(jù)庫，建立空間參考關(guān)系。4.數(shù)據(jù)分析與整合：