2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋地球信息科學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪項(xiàng)不屬于海洋地球信息科學(xué)的主要技術(shù)領(lǐng)域？A.海洋遙感B.海洋地理信息系統(tǒng)C.大氣探測D.水聲信息技術(shù)2.衛(wèi)星海洋遙感中，利用微波輻射計(jì)測量海面溫度主要依賴于哪種物理效應(yīng)？A.海洋光學(xué)特性B.海面波浪對(duì)微波的散射C.海水比熱容D.水體對(duì)紅外輻射的吸收3.在海洋環(huán)境監(jiān)測中，GIS的主要作用不包括？A.海洋數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)與管理B.海洋污染擴(kuò)散模擬預(yù)測C.海洋資源三維可視化D.海岸線變化趨勢(shì)分析4.以下哪種技術(shù)最適合用于獲取高精度、大范圍的海底地形地貌數(shù)據(jù)？A.航空攝影測量B.聲納測深（如多波束、側(cè)掃聲吶）C.海洋光學(xué)遙感D.水下機(jī)器人（ROV/AUV）搭載相機(jī)5.人工智能在海洋地球信息科學(xué)中的應(yīng)用前景廣闊，主要體現(xiàn)在？A.自動(dòng)化處理海量海洋數(shù)據(jù)B.提高海洋參數(shù)反演精度C.輔助海洋災(zāi)害預(yù)警決策D.以上都是6.海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)建設(shè)面臨的主要挑戰(zhàn)之一是？A.數(shù)據(jù)獲取手段單一B.數(shù)據(jù)格式不統(tǒng)一，難以融合C.海洋環(huán)境惡劣，設(shè)備維護(hù)困難D.缺乏高層次海洋信息科學(xué)人才7.赤潮災(zāi)害的監(jiān)測預(yù)警主要依賴哪種海洋信息技術(shù)的綜合應(yīng)用？A.衛(wèi)星海色遙感B.船舶現(xiàn)場采樣C.海洋浮標(biāo)監(jiān)測D.A與B的結(jié)合8.海岸帶綜合管理中，遙感技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于？A.實(shí)現(xiàn)厘米級(jí)海岸線精確測量B.獲取高分辨率動(dòng)態(tài)海岸變化信息C.直接進(jìn)行海岸工程結(jié)構(gòu)物設(shè)計(jì)D.精確評(píng)估海岸帶社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值9.深海環(huán)境探測面臨的主要困難是？A.光學(xué)遙感信號(hào)衰減嚴(yán)重B.聲波傳播速度不穩(wěn)定C.水下能見度極低D.以上都是10.北斗等衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)在海洋地球信息科學(xué)中的應(yīng)用場景不包括？A.船舶定位與導(dǎo)航B.海底重力異常測量C.漁業(yè)資源動(dòng)態(tài)跟蹤D.海洋環(huán)境參數(shù)實(shí)時(shí)獲取二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述海洋遙感技術(shù)在獲取海面溫度信息方面的基本原理。2.簡述OGIS在海島帶綜合管理中的應(yīng)用價(jià)值。3.海洋大數(shù)據(jù)有哪些主要特征？4.簡述水聲定位技術(shù)在船舶導(dǎo)航與水下作業(yè)中的應(yīng)用。三、論述題（每題10分，共30分）1.論述海洋地球信息科學(xué)在水下地形測繪中的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)。2.結(jié)合實(shí)例，論述人工智能技術(shù)在海洋災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中的應(yīng)用前景。3.分析當(dāng)前海洋地球信息科學(xué)領(lǐng)域面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的應(yīng)對(duì)策略。四、分析題（15分）當(dāng)前，海洋塑料污染問題日益嚴(yán)重。假設(shè)需要利用海洋地球信息科學(xué)的技術(shù)手段，建立一個(gè)長期、動(dòng)態(tài)監(jiān)測海洋塑料垃圾分布、漂移與聚集區(qū)域的分析系統(tǒng)。請(qǐng)分析需要綜合運(yùn)用哪些關(guān)鍵技術(shù)（如遙感、GIS、大數(shù)據(jù)、模型等），并簡述各技術(shù)環(huán)節(jié)的主要作用及系統(tǒng)構(gòu)建的基本思路。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.B5.D6.B7.D8.B9.D10.B二、簡答題1.解析思路：海洋遙感獲取海面溫度主要依賴被動(dòng)式微波遙感。海面溫度影響海面電磁波的輻射特性（如發(fā)射率、介電常數(shù)），特定微波頻段（如10.7GHz的輻射計(jì)）的輻射亮度與海面溫度存在函數(shù)關(guān)系。通過接收并測量海面發(fā)射或反射的微波信號(hào)強(qiáng)度，利用預(yù)設(shè)的算法模型反演得到海面溫度值。該方法不受光照條件影響，可全天候工作。2.解析思路：OGIS通過建立海島帶的空間數(shù)據(jù)模型，有效管理海島、海岸線、潮間帶、海洋功能區(qū)劃等地理信息。其應(yīng)用價(jià)值在于：可視化展示海島帶資源與環(huán)境現(xiàn)狀；進(jìn)行空間分析，如海岸線侵蝕/淤積分析、生態(tài)敏感區(qū)評(píng)價(jià)、人類活動(dòng)影響范圍評(píng)估；輔助規(guī)劃與管理，如制定海島保護(hù)政策、優(yōu)化岸線利用、劃定海洋保護(hù)區(qū)域邊界；為跨部門協(xié)同管理提供統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺(tái)和決策支持工具。3.解析思路：海洋大數(shù)據(jù)主要特征包括：體量大（源于多源、多時(shí)相、多尺度的觀測數(shù)據(jù)）；類型多樣（涉及遙感、水文、氣象、聲學(xué)、生物、化學(xué)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多類型數(shù)據(jù)）；速度快（實(shí)時(shí)或近實(shí)時(shí)觀測數(shù)據(jù)流）；價(jià)值密度低（海量數(shù)據(jù)中有效信息需通過復(fù)雜處理挖掘）；時(shí)空分布不均（數(shù)據(jù)在空間上分布廣泛，時(shí)間上變化迅速）。4.解析思路：水聲定位技術(shù)利用聲波在水中的傳播進(jìn)行測距或定位。在船舶導(dǎo)航中，通過接收岸基或浮標(biāo)播發(fā)的聲信號(hào)（如GPS羅蘭C）確定船舶位置。在水下作業(yè)中，廣泛應(yīng)用于ROV/AUV的導(dǎo)航與定位，可通過聲相關(guān)定位系統(tǒng)（聲學(xué)應(yīng)答器）、水聲信標(biāo)（USBL）、多波束測深數(shù)據(jù)（通過地形匹配定位）或聲納定位等多種方式實(shí)現(xiàn)高精度、長距離或復(fù)雜環(huán)境下的水下目標(biāo)定位、跟蹤與作業(yè)引導(dǎo)。三、論述題1.解析思路：現(xiàn)狀：當(dāng)前水下地形測繪主要依賴聲學(xué)遙感技術(shù)，特別是多波束測深系統(tǒng)和側(cè)掃聲吶。多波束系統(tǒng)可快速獲取大面積、高精度的海底bathymetry數(shù)據(jù)，是大陸架和近海區(qū)域地形測繪的主要手段。側(cè)掃聲吶提供海底沉積物類型、地貌形態(tài)的二維圖像信息。發(fā)展趨勢(shì)：向更高精度、更高分辨率、更大范圍、全天候、智能化方向發(fā)展。技術(shù)融合成為趨勢(shì)，如多波束、側(cè)掃聲吶、淺地層剖面儀、水聲成像等技術(shù)的集成應(yīng)用。結(jié)合海底重力、磁力等地球物理數(shù)據(jù)，利用人工智能進(jìn)行海底地形反演和沉積環(huán)境分析。深海探測技術(shù)不斷發(fā)展，適應(yīng)更深、更復(fù)雜環(huán)境的測繪設(shè)備將被研發(fā)和應(yīng)用。2.解析思路：人工智能在海洋災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警中的應(yīng)用前景廣闊。例如，利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法分析衛(wèi)星遙感影像（如雷達(dá)、光學(xué)）變化，自動(dòng)識(shí)別和追蹤海冰、臺(tái)風(fēng)路徑與強(qiáng)度變化、赤潮/綠潮范圍與密度分布、海岸侵蝕變化等災(zāi)害跡象。利用深度學(xué)習(xí)處理多源（遙感、數(shù)值模型、傳感器網(wǎng)絡(luò)）海洋數(shù)據(jù)流，提高海嘯、風(fēng)暴潮、溢油擴(kuò)散等災(zāi)害的實(shí)時(shí)監(jiān)測、預(yù)測和預(yù)警精度。AI可以構(gòu)建智能預(yù)警模型，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測信息，評(píng)估災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供更科學(xué)、更及時(shí)的依據(jù)。AI驅(qū)動(dòng)的智能預(yù)警系統(tǒng)還能實(shí)現(xiàn)從“監(jiān)測-識(shí)別-評(píng)估-預(yù)警”的全鏈條自動(dòng)化處理，提高應(yīng)急響應(yīng)效率。3.解析思路：主要挑戰(zhàn)：1）數(shù)據(jù)層面：多源數(shù)據(jù)融合難度大，格式不統(tǒng)一；數(shù)據(jù)質(zhì)量參差不齊，實(shí)時(shí)性與覆蓋范圍受限；海量數(shù)據(jù)處理與存儲(chǔ)能力不足；數(shù)據(jù)共享與開放機(jī)制不完善。2）技術(shù)層面：部分核心技術(shù)（如高精度參數(shù)反演、深海探測、復(fù)雜環(huán)境水下導(dǎo)航）仍需突破；AI等先進(jìn)技術(shù)在海洋領(lǐng)域的深度應(yīng)用尚不充分。3）應(yīng)用層面：理論與實(shí)踐結(jié)合不夠緊密，面向決策的應(yīng)用系統(tǒng)智能化水平有待提高；跨學(xué)科人才缺乏，協(xié)作機(jī)制不健全。應(yīng)對(duì)策略：1）加強(qiáng)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，建立標(biāo)準(zhǔn)化、開放共享的海洋大數(shù)據(jù)平臺(tái)；發(fā)展高效的數(shù)據(jù)融合與處理技術(shù)。2）加大研發(fā)投入，突破關(guān)鍵核心技術(shù)瓶頸；推動(dòng)AI、云計(jì)算等新技術(shù)在海洋領(lǐng)域的創(chuàng)新應(yīng)用。3）深化產(chǎn)學(xué)研用合作，開發(fā)面向海洋管理和決策的智能化應(yīng)用系統(tǒng)；加強(qiáng)跨學(xué)科人才培養(yǎng)和交流，完善協(xié)同創(chuàng)新機(jī)制。四、分析題解析思路：構(gòu)建海洋塑料垃圾分布、漂移與聚集區(qū)域分析系統(tǒng)，需綜合運(yùn)用以下關(guān)鍵技術(shù)：1.海洋遙感技術(shù)：利用衛(wèi)星光學(xué)遙感（識(shí)別大型漂浮物、聚集區(qū)）和雷達(dá)遙感（穿透云層，監(jiān)測大面積漂浮物，尤其對(duì)白色塑料物效較好）獲取塑料垃圾的空間分布信息。需關(guān)注遙感影像的幾何校正、大氣校正及塑料識(shí)別特征研究。2.水聲探測技術(shù)：對(duì)于近岸、河口、海底或水下聚集的塑料垃圾，可使用側(cè)掃聲吶、聲學(xué)雷達(dá)或水下機(jī)器人搭載的視覺/聲學(xué)傳感器進(jìn)行探測和詳查。3.海洋地理信息系統(tǒng)（OGIS）：建立海洋塑料垃圾數(shù)據(jù)庫，存儲(chǔ)和管理多源遙感、水聲、船舶報(bào)告、浮標(biāo)監(jiān)測等數(shù)據(jù)。利用GIS的空間分析功能（疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等），結(jié)合海洋環(huán)流模型數(shù)據(jù)，分析塑料垃圾的漂移路徑、擴(kuò)散范圍和潛在聚集區(qū)。4.海洋環(huán)流與數(shù)值模型：結(jié)合衛(wèi)星測高、Argo浮標(biāo)、岸基雷達(dá)等獲取的海洋環(huán)流數(shù)據(jù)，或建立數(shù)值海洋模型，模擬塑料垃圾在海水中的漂移和擴(kuò)散過程，預(yù)測其未來位置和聚集趨勢(shì)。5.大數(shù)據(jù)與人工智能：處理和管理海量多源異構(gòu)海洋數(shù)據(jù)。利用AI算法（如機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)）自動(dòng)識(shí)別遙感影像中的塑料垃圾特征，分析歷史漂移數(shù)據(jù)，優(yōu)化預(yù)測模型，實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測與預(yù)警。系統(tǒng)構(gòu)建基本思