2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——地球科學(xué)中的海洋環(huán)境信息數(shù)據(jù)分析技術(shù)研究考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)不屬于主要的海洋環(huán)境衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)源？（A）(B）(C）(D）A.飛機(jī)多光譜掃描儀B.海洋浮標(biāo)C.海洋熱紅外掃描儀D.水色衛(wèi)星2.海洋水色遙感反演葉綠素濃度主要依據(jù)的原理是色素對(duì)特定波段光譜的（A）(B）(C）(D）A.強(qiáng)烈吸收B.微弱吸收C.強(qiáng)烈散射D.微弱散射3.在海洋數(shù)據(jù)預(yù)處理中，對(duì)傳感器原始數(shù)據(jù)進(jìn)行大氣校正的主要目的是（A）(B）(C）(D）A.消除傳感器本身噪聲B.消除幾何變形C.消除大氣對(duì)輻射傳輸?shù)挠绊慏.增強(qiáng)圖像對(duì)比度4.用于測(cè)量海表溫度（SST）的衛(wèi)星遙感器通常位于可見(jiàn)光和近紅外波段，其主要利用的物理依據(jù)是（A）(B）(C）(D）A.水體對(duì)可見(jiàn)光吸收強(qiáng)B.水體對(duì)紅外輻射發(fā)射強(qiáng)C.水體對(duì)可見(jiàn)光反射強(qiáng)D.水體對(duì)紅外輻射吸收強(qiáng)5.在海洋地理信息系統(tǒng)中，進(jìn)行海洋功能區(qū)劃屬于哪種空間分析類型？（A）(B）(C）(D）A.疊加分析B.網(wǎng)絡(luò)分析C.聚類分析D.幾何分析6.下列哪種方法通常不用于海洋環(huán)境時(shí)間序列數(shù)據(jù)的趨勢(shì)分析？（A）(B）(C）(D）A.移動(dòng)平均法B.線性回歸C.聚類分析D.統(tǒng)計(jì)診斷7.海洋環(huán)境信息可視化中，制作海流矢量圖的主要目的是（A）(B）(C）(D）A.展示海岸線形狀B.展示水深變化C.展示海流方向和強(qiáng)度D.展示海面溫度分布8.下列哪種技術(shù)能夠從多源異構(gòu)的海洋數(shù)據(jù)中自動(dòng)提取有用信息或模式？（A）(B）(C）(D）A.GPS定位B.遙感影像解譯C.數(shù)據(jù)挖掘D.海底測(cè)繪9.ADCP（聲學(xué)多普勒流速剖面儀）主要用于測(cè)量（A）(B）(C）(D）A.海面風(fēng)場(chǎng)B.海洋表層溫度C.水下聲納信號(hào)D.海水垂直剖面流速和流向10.將不同時(shí)間、不同平臺(tái)的海洋數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與融合，其主要目的是（A）(B）(C）(D）A.提高數(shù)據(jù)分辨率B.增加數(shù)據(jù)覆蓋范圍C.提升數(shù)據(jù)精度和完整性D.減少數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.海洋環(huán)境信息獲取的主要手段包括遙感、______、______和直接采樣觀測(cè)等。2.海洋遙感數(shù)據(jù)預(yù)處理中的幾何校正主要解決圖像的______和______問(wèn)題。3.海表溫度（SST）是影響海洋環(huán)流和______的重要參數(shù)。4.海洋環(huán)境GIS的空間數(shù)據(jù)類型主要包括點(diǎn)、線、______和______。5.利用機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)進(jìn)行赤潮預(yù)測(cè)，屬于海洋環(huán)境信息分析中的______應(yīng)用范疇。6.海洋環(huán)境數(shù)據(jù)可視化應(yīng)遵循______、______和交互性等原則。7.海洋數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的常用方法包括范圍檢查、______和交叉驗(yàn)證等。8.海洋環(huán)境信息分析技術(shù)在國(guó)家海洋權(quán)益維護(hù)、______和______等方面發(fā)揮著重要作用。9.隨著大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展，海量海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理面臨新的挑戰(zhàn)，需要借助______技術(shù)。10.海洋環(huán)境信息分析研究的核心目標(biāo)是揭示海洋環(huán)境的______規(guī)律，并為人類活動(dòng)提供科學(xué)依據(jù)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.海洋水色2.海面高度異常（SSH）3.遙感大氣校正4.海洋環(huán)境GIS5.數(shù)據(jù)挖掘四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述海洋環(huán)境信息獲取中遙感技術(shù)和直接采樣觀測(cè)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述海洋環(huán)境數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要步驟及其目的。3.簡(jiǎn)述地理信息系統(tǒng)（GIS）在海洋環(huán)境研究中的主要功能。4.簡(jiǎn)述機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在海洋環(huán)境信息分析中可以解決哪些類型的實(shí)際問(wèn)題。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述海洋環(huán)境信息分析技術(shù)在應(yīng)對(duì)氣候變化研究中的重要作用，并舉例說(shuō)明。2.論述發(fā)展海洋環(huán)境信息可視化技術(shù)的重要意義，并分析當(dāng)前海洋環(huán)境可視化面臨的主要挑戰(zhàn)。六、計(jì)算題（共15分）假設(shè)某研究區(qū)域使用遙感方法獲取了海表溫度（SST）數(shù)據(jù)，部分結(jié)果如下表所示（單位：°C）。請(qǐng)計(jì)算該區(qū)域平均海表溫度（SST），并簡(jiǎn)要說(shuō)明在計(jì)算過(guò)程中可能需要考慮的因素。|時(shí)間點(diǎn)|區(qū)域1|區(qū)域2|區(qū)域3||:-----|:----|:----|:----||T1|18.5|19.2|17.8||T2|19.1|19.5|18.0||T3|18.7|19.3|17.9|七、綜合應(yīng)用題（共15分）某研究需要分析某海域近十年（2014-2023年）的年平均海表溫度變化趨勢(shì)。已知研究人員已獲取了該區(qū)域十年間的SST遙感影像數(shù)據(jù)，并完成了數(shù)據(jù)預(yù)處理工作。請(qǐng)簡(jiǎn)述從數(shù)據(jù)讀取、統(tǒng)計(jì)分析到結(jié)果可視化的基本分析流程，并說(shuō)明在分析過(guò)程中需要注意的關(guān)鍵點(diǎn)。試卷答案一、選擇題1.B2.A3.C4.B5.A6.C7.C8.C9.D10.C二、填空題1.船舶調(diào)查，海底觀測(cè)2.幾何位置，輻射校正3.氣候變化4.面狀，體狀5.預(yù)測(cè)預(yù)警6.清晰性，有效性7.離群值檢測(cè)8.海洋資源開發(fā)，防災(zāi)減災(zāi)9.云計(jì)算10.變化三、名詞解釋1.海洋水色：指海水表層的顏色特征，主要由水中浮游植物、懸浮泥沙和葉綠素等物質(zhì)的含量和性質(zhì)決定，是反映海洋初級(jí)生產(chǎn)力、水團(tuán)性質(zhì)和污染狀況的重要參數(shù)。2.海面高度異常（SSH）：指扣除大地水準(zhǔn)面效應(yīng)后的海面高度，主要由海水的質(zhì)量分布（如溫度、鹽度變化引起）和地球自轉(zhuǎn)等因素引起，是監(jiān)測(cè)海洋環(huán)流和海平面變化的重要指標(biāo)。3.遙感大氣校正：指消除或補(bǔ)償遙感傳感器接收到的海洋反射信號(hào)在大氣傳輸過(guò)程中受到的大氣散射和吸收影響，以獲取水體真實(shí)反射特性的技術(shù)。4.海洋環(huán)境GIS：指專門應(yīng)用于海洋環(huán)境空間數(shù)據(jù)采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示和解釋的地理信息系統(tǒng)，具有處理海陸交互、多時(shí)相變化等海洋特色空間問(wèn)題的能力。5.數(shù)據(jù)挖掘：指從大規(guī)模數(shù)據(jù)集合中通過(guò)算法自動(dòng)發(fā)現(xiàn)隱藏的、潛在的有價(jià)值的模式和關(guān)聯(lián)信息的過(guò)程，在海洋環(huán)境信息分析中可用于模式識(shí)別、異常檢測(cè)、預(yù)測(cè)建模等。四、簡(jiǎn)答題1.遙感技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：覆蓋范圍廣、觀測(cè)效率高、可重復(fù)性、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)能力強(qiáng)、成本相對(duì)較低；缺點(diǎn)：空間分辨率受傳感器限制、易受天氣影響、數(shù)據(jù)精度需地面驗(yàn)證、信息提取主觀性。直接采樣觀測(cè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：數(shù)據(jù)精度高、能獲取水下直接測(cè)量值、可針對(duì)特定目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)；缺點(diǎn)：覆蓋范圍小、觀測(cè)效率低、成本高、難以實(shí)現(xiàn)大范圍連續(xù)監(jiān)測(cè)。2.海洋環(huán)境數(shù)據(jù)預(yù)處理的主要步驟及其目的：幾何校正（目的：消除傳感器成像畸變，使圖像坐標(biāo)與地理坐標(biāo)系統(tǒng)一致）；輻射校正（目的：消除大氣和傳感器自身影響，獲取地表真實(shí)輻射亮度或反射率）；大氣校正（目的：進(jìn)一步精確消除大氣影響，獲取水體真實(shí)光學(xué)特性）；數(shù)據(jù)融合（目的：結(jié)合不同傳感器或不同時(shí)相數(shù)據(jù)優(yōu)勢(shì)，提高信息量）；坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換與配準(zhǔn)（目的：統(tǒng)一不同數(shù)據(jù)源的坐標(biāo)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)空間疊加分析）。3.地理信息系統(tǒng)（GIS）在海洋環(huán)境研究中的主要功能：空間數(shù)據(jù)管理（存儲(chǔ)、檢索、更新）；空間可視化（地圖制作、三維顯示）；空間查詢與分析（緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、鄰近性分析）；時(shí)間序列分析（動(dòng)態(tài)變化監(jiān)測(cè)）；模型構(gòu)建與應(yīng)用（生態(tài)模型、水文模型集成與可視化）。4.機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)在海洋環(huán)境信息分析中可以解決：海洋現(xiàn)象模式識(shí)別（如溢油追蹤、赤潮識(shí)別）；異常事件檢測(cè)（如海嘯預(yù)警、異常水溫區(qū)發(fā)現(xiàn)）；數(shù)據(jù)降維與特征提取（處理高維遙感數(shù)據(jù)）；預(yù)測(cè)建模（如海表溫度、海流預(yù)測(cè)）；分類與分類（如水團(tuán)分類、海岸帶土地利用分類）。五、論述題1.海洋環(huán)境信息分析技術(shù)在應(yīng)對(duì)氣候變化研究中的重要作用體現(xiàn)在：監(jiān)測(cè)氣候變化對(duì)海洋環(huán)境的影響（如海溫升高、海平面上升、海洋酸化、極地海冰融化監(jiān)測(cè)）；揭示海洋在全球氣候系統(tǒng)中的作用和反饋機(jī)制（如海洋碳循環(huán)、海氣相互作用研究）；評(píng)估氣候變化對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)、漁業(yè)資源和海岸帶環(huán)境的影響；為制定海洋適應(yīng)氣候變化策略和減緩措施提供科學(xué)依據(jù)。例如，通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間序列的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)分析海表溫度變化趨勢(shì)，評(píng)估其與大氣環(huán)流變化的關(guān)系；利用數(shù)值模型模擬不同溫室氣體排放情景下海平面上升和海洋酸化的未來(lái)趨勢(shì)。2.發(fā)展海洋環(huán)境信息可視化技術(shù)的重要意義在于：將海量、復(fù)雜的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)以直觀、易懂的方式呈現(xiàn)出來(lái)，幫助科研人員和管理者快速理解海洋現(xiàn)象的空間分布、時(shí)間變化和相互關(guān)系；提高海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)、評(píng)估和預(yù)警的效率；增強(qiáng)公眾對(duì)海洋環(huán)境問(wèn)題的認(rèn)知和理解，促進(jìn)海洋環(huán)境保護(hù)意識(shí)；為海洋資源開發(fā)、防災(zāi)減災(zāi)、海洋權(quán)益維護(hù)等決策提供可視化支持。當(dāng)前海洋環(huán)境可視化面臨的主要挑戰(zhàn)包括：多源異構(gòu)數(shù)據(jù)融合與一體化可視化難度大；如何有效表達(dá)海洋環(huán)境復(fù)雜現(xiàn)象（如三維流場(chǎng)、多物理場(chǎng)耦合）；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)可視化技術(shù)要求高；可視化結(jié)果的主觀性評(píng)價(jià)與標(biāo)準(zhǔn)化；開發(fā)用戶友好且功能強(qiáng)大的可視化工具。六、計(jì)算題平均海表溫度（SST）計(jì)算：(18.5+19.2+17.