2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)課程教學(xué)考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。在每小題列出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)是符合題目要求的，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題后的括號(hào)內(nèi)。)1.地球信息科學(xué)的核心特征之一是（）。A.單一學(xué)科性B.靜態(tài)性C.定量性與空間性D.孤立性2.在地圖投影中，等角投影的主要特性是（）。A.經(jīng)緯線投影后長(zhǎng)度不變B.切線長(zhǎng)度比等于1C.任意點(diǎn)局部角度不變D.地形保持原有面積比例3.使用全站儀進(jìn)行三角高程測(cè)量時(shí)，主要需要觀測(cè)的幾何量是（）。A.水平角和豎直角B.水平角和距離C.豎直角和距離D.水平角、豎直角和距離4.下列GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，最適合表示具有連接關(guān)系的一類空間對(duì)象的是（）。A.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)B.柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)C.點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)D.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)5.遙感衛(wèi)星傳感器獲取的電磁波譜段中，主要用于獲取植被冠層信息的是（）。A.可見(jiàn)光波段B.近紅外波段C.熱紅外波段D.微波波段6.全球定位系統(tǒng)（GPS）提供的主要定位服務(wù)是（）。A.數(shù)字通信B.衛(wèi)星廣播C.定位與授時(shí)D.飛行管制7.地理信息系統(tǒng)（GIS）中，空間查詢操作不包括（）。A.距離查詢B.鄰近查詢C.疊加查詢D.文本搜索8.下列大地坐標(biāo)系中，我國(guó)目前主要使用的國(guó)家大地坐標(biāo)系是（）。A.北京54坐標(biāo)系B.西安80坐標(biāo)系C.CGCS2000坐標(biāo)系D.WGS84坐標(biāo)系9.無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)航空遙感的主要優(yōu)勢(shì)之一是（）。A.傳感器分辨率更高B.覆蓋范圍更廣C.成本更低，靈活性強(qiáng)D.數(shù)據(jù)處理更復(fù)雜10.地理信息系統(tǒng)（GIS）的“3S”通常指（）。A.GPS,GIS,RSB.GPS,RS,DEMC.GIS,DEM,DTMD.RS,GIS,GPRS二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填寫(xiě)在橫線上。)1.地圖的三要素是________、________和地圖比例尺。2.測(cè)量中，水準(zhǔn)測(cè)量主要用于測(cè)定兩點(diǎn)間的________差。3.GIS的四大組成部分是數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、數(shù)據(jù)分析和________。4.遙感影像解譯的基本方法主要包括目視解譯和________解譯。5.全球定位系統(tǒng)（GPS）利用衛(wèi)星信號(hào)進(jìn)行定位的基本原理是________定位。6.地圖投影變形包括長(zhǎng)度變形、角度變形和________變形。7.矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要存儲(chǔ)空間對(duì)象的________和拓?fù)潢P(guān)系。8.遙感中常用的傳感器平臺(tái)包括航天平臺(tái)、航空平臺(tái)和________平臺(tái)。9.數(shù)字高程模型（DEM）是地表形態(tài)的________表示。10.地球信息科學(xué)是一個(gè)典型的________科學(xué)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分。請(qǐng)給出下列名詞的精確定義。)1.地圖比例尺2.遙感（RS）3.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)4.地理信息系統(tǒng)（GIS）5.數(shù)字高程模型（DEM）四、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分。請(qǐng)簡(jiǎn)要回答下列問(wèn)題。)1.簡(jiǎn)述地圖投影變形的三大類及其含義。2.簡(jiǎn)述GPS定位的基本原理。3.簡(jiǎn)述GIS在城市管理中至少三個(gè)方面的主要應(yīng)用。4.簡(jiǎn)述遙感圖像解譯的基本流程。五、論述題（10分。請(qǐng)就以下問(wèn)題展開(kāi)論述。）結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）的特點(diǎn)，論述其在現(xiàn)代社會(huì)管理和可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用潛力與面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案1.C解析：地球信息科學(xué)是交叉學(xué)科，涉及地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、遙感科學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域，具有綜合性而非單一學(xué)科性；它研究地球表層空間信息，具有動(dòng)態(tài)變化性；強(qiáng)調(diào)對(duì)空間信息的定量分析和可視化表達(dá)，具有定量性與空間性。2.C解析：等角投影的主要特性是投影前后任意點(diǎn)處的角度保持不變，即局部形狀保持相似。雖然等角投影在角度上保持不變，但在長(zhǎng)度和面積上通常會(huì)產(chǎn)生變形。3.D解析：三角高程測(cè)量的原理類似于視距測(cè)量，需要同時(shí)觀測(cè)目標(biāo)的豎直角和測(cè)站點(diǎn)到目標(biāo)的距離（斜距或平距），通過(guò)三角函數(shù)計(jì)算目標(biāo)點(diǎn)的高程。水平角主要用于定向，但在三角高程測(cè)量中并非必需的主要觀測(cè)值。4.D解析：網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是專門(mén)用于表示具有連接關(guān)系（如道路網(wǎng)絡(luò)、管線網(wǎng)絡(luò)）的空間對(duì)象集合，能夠有效地存儲(chǔ)和處理網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系，如路徑分析、最短路徑搜索等。矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要表示點(diǎn)、線、面要素的幾何形狀和屬性；柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示連續(xù)現(xiàn)象的離散化表達(dá)；點(diǎn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是矢量數(shù)據(jù)的一種。5.B解析：植被對(duì)近紅外波段有強(qiáng)烈的反射，而在可見(jiàn)光波段反射率相對(duì)較低，熱紅外波段主要反映地物自身溫度。因此，近紅外波段是遙感中用于探測(cè)和監(jiān)測(cè)植被生長(zhǎng)狀況、健康狀況等的重要波段。6.C解析：GPS系統(tǒng)的主要功能是提供精確的位置（三維坐標(biāo)）和時(shí)間信息。其核心服務(wù)是通過(guò)廣播衛(wèi)星信號(hào)，使用戶接收機(jī)能夠利用信號(hào)進(jìn)行定位和授時(shí)。7.D解析：空間查詢是GIS的核心功能之一，主要包括基于幾何關(guān)系的查詢（如點(diǎn)落在面內(nèi)、線與線相交）、基于屬性條件的查詢（如名稱為“XX公園”）、空間關(guān)系查詢（如查找距離某點(diǎn)500米范圍內(nèi)的所有設(shè)施）以及疊加查詢等。文本搜索通常屬于屬性數(shù)據(jù)的管理功能，而非空間查詢范疇。8.C解析：自2008年7月1日起，中國(guó)全面啟用新的國(guó)家大地坐標(biāo)系——2000國(guó)家大地坐標(biāo)系（CGCS2000），它是一個(gè)動(dòng)態(tài)維度的坐標(biāo)框架，基于國(guó)際地球參考系統(tǒng)ITRS，更精確地描述了中國(guó)的地理空間。9.C解析：與航空遙感相比，無(wú)人機(jī)遙感具有成本較低、起降場(chǎng)地要求不高、飛行靈活、可進(jìn)行低空高分辨率拍攝等優(yōu)點(diǎn)，特別適合小范圍、高精度的局部區(qū)域監(jiān)測(cè)任務(wù)。10.A解析：“3S”是地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS）和遙感（RS）的簡(jiǎn)稱，三者常結(jié)合應(yīng)用，構(gòu)成了現(xiàn)代地理信息技術(shù)的核心組成部分。1.圖例；符號(hào)解析：地圖的三要素是地圖的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)（比例尺、坐標(biāo)網(wǎng)）、地圖的表示方法（圖例、符號(hào)）和地圖的輔助要素（標(biāo)題、圖廓等）。題目要求填寫(xiě)前三者中的后兩項(xiàng)。2.高程解析：水準(zhǔn)測(cè)量是通過(guò)水平視線測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間的高差，它是高程測(cè)量最基本的方法，廣泛應(yīng)用于建立高程控制網(wǎng)和測(cè)定地面點(diǎn)高程。3.數(shù)據(jù)輸出與顯示解析：一個(gè)完整的GIS系統(tǒng)通常包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、空間分析和數(shù)據(jù)輸出與顯示四個(gè)基本功能部分。4.計(jì)算機(jī)輔助解析：遙感影像解譯方法包括人工目視解譯和利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)或半自動(dòng)解譯（計(jì)算機(jī)輔助解譯），后者是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展而興起的重要方法。5.三維解析：GPS定位的基本原理是三維空間幾何測(cè)量，用戶接收機(jī)通過(guò)測(cè)量接收到的至少四顆GPS衛(wèi)星信號(hào)的傳播時(shí)間，利用距離交會(huì)法解算出自身在三維空間中的位置坐標(biāo)（經(jīng)度、緯度、高度）和精確時(shí)間。6.面積解析：地圖投影變形是指將地球橢球面上的點(diǎn)投影到平面上時(shí)，由于投影方法的不同，會(huì)導(dǎo)致點(diǎn)的形狀、角度、長(zhǎng)度和面積發(fā)生改變。三大類變形分別是長(zhǎng)度變形、角度變形和面積變形。7.幾何解析：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通過(guò)點(diǎn)（Vertex）、線（Edge）、面（Face）等基本幾何元素來(lái)表示空間實(shí)體，并存儲(chǔ)這些元素的幾何坐標(biāo)以及拓?fù)潢P(guān)系（如連接關(guān)系、鄰接關(guān)系）。8.地面解析：遙感傳感器平臺(tái)主要分為航天平臺(tái)（衛(wèi)星）、航空平臺(tái)（飛機(jī)、無(wú)人機(jī)等）和地面平臺(tái)（塔架、車輛、無(wú)人機(jī)等）。題目要求填寫(xiě)除航天和航空外的另一主要平臺(tái)。9.數(shù)字化解析：數(shù)字高程模型（DEM）是利用數(shù)字方式模擬地表形態(tài)（高程）的連續(xù)變化，它將連續(xù)的地形起伏離散化為規(guī)則的網(wǎng)格點(diǎn)集，并記錄每個(gè)點(diǎn)的三維坐標(biāo)（X,Y,Z）或高程值。10.系統(tǒng)解析：地球信息科學(xué)是一個(gè)綜合性學(xué)科，它并非孤立地研究某個(gè)單一現(xiàn)象，而是將地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、信息科學(xué)等多個(gè)學(xué)科的知識(shí)和方法系統(tǒng)地整合起來(lái)，以研究、管理和利用地球表層空間信息。1.簡(jiǎn)述地圖投影變形的三大類及其含義。解析：地圖投影變形是指將地球橢球面上的點(diǎn)投影到平面上時(shí)，由于地球是球體而地圖是平面，必然會(huì)產(chǎn)生幾何形狀的改變。主要分為三類：*長(zhǎng)度變形：指地圖上某一線段長(zhǎng)度與其在地球橢球面上對(duì)應(yīng)的實(shí)際線段長(zhǎng)度之差。如果投影后線段變長(zhǎng)，為正變形；變短，為負(fù)變形。*角度變形：指地圖上某一點(diǎn)附近的局部多邊形（如由三條邊構(gòu)成的小三角形）內(nèi)角度之和與其在地球橢球面上對(duì)應(yīng)的實(shí)際角度之和之差。如果角度和大于180度，為正變形（通常表現(xiàn)為方向偏）；小于180度，為負(fù)變形；理論上等角投影角度變形為零。*面積變形：指地圖上某一區(qū)域圖形面積與其在地球橢球面上對(duì)應(yīng)的實(shí)際面積之差。如果地圖上圖形面積變大，為正變形；變小，為負(fù)變形。2.簡(jiǎn)述GPS定位的基本原理。解析：GPS定位的基本原理是利用衛(wèi)星測(cè)距的原理。假設(shè)用戶接收機(jī)位于空間某點(diǎn)，已知該點(diǎn)至三顆（或以上）GPS衛(wèi)星的精確距離（或距離平方），根據(jù)球面三角學(xué)，這三個(gè)距離方程就能確定用戶在三維空間中的位置（X,Y,Z）。由于衛(wèi)星星歷中包含了衛(wèi)星信號(hào)的發(fā)射時(shí)間和精確的衛(wèi)星位置，接收機(jī)通過(guò)測(cè)量信號(hào)傳播到衛(wèi)星再返回的時(shí)間，可以計(jì)算出距離。為了確定用戶的三維坐標(biāo)和精確的接收機(jī)鐘差（時(shí)間同步），至少需要接收四顆衛(wèi)星的信號(hào)，從而構(gòu)成四個(gè)距離方程。3.簡(jiǎn)述GIS在城市管理中至少三個(gè)方面的主要應(yīng)用。解析：GIS在城市管理中有廣泛的應(yīng)用，例如：*城市規(guī)劃與管理：利用GIS進(jìn)行土地利用現(xiàn)狀分析、規(guī)劃方案制定與評(píng)估、城市空間結(jié)構(gòu)分析、基礎(chǔ)設(shè)施（道路、管網(wǎng)、綠地等）布局優(yōu)化與管理。*基礎(chǔ)設(shè)施維護(hù)：對(duì)城市地下管網(wǎng)（供水、排水、燃?xì)?、電力等）進(jìn)行信息管理、狀態(tài)監(jiān)測(cè)、故障定位、維修路線規(guī)劃與優(yōu)化，提高維護(hù)效率。*環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)：監(jiān)測(cè)城市空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲污染等，分析污染源分布與擴(kuò)散規(guī)律，規(guī)劃環(huán)境敏感區(qū)，進(jìn)行城市生態(tài)規(guī)劃與保護(hù)。*公共安全與應(yīng)急響應(yīng)：進(jìn)行災(zāi)害（火災(zāi)、地震、洪水等）風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與模擬，規(guī)劃應(yīng)急疏散路線，優(yōu)化應(yīng)急資源（消防站、醫(yī)院等）布局，輔助應(yīng)急指揮。*交通管理：分析交通流量、規(guī)劃最優(yōu)路徑，進(jìn)行公共交通調(diào)度，監(jiān)控交通擁堵，管理停車設(shè)施。4.簡(jiǎn)述遙感圖像解譯的基本流程。解析：遙感圖像解譯是指通過(guò)分析遙感影像，提取地物信息，并判釋其性質(zhì)、狀態(tài)和分布規(guī)律的過(guò)程。基本流程通常包括：*準(zhǔn)備階段：收集遙感影像數(shù)據(jù)，了解成像時(shí)間、傳感器類型、太陽(yáng)高度角等參數(shù)；收集解譯區(qū)的相關(guān)資料（地圖、地面實(shí)況調(diào)查資料等）；確定解譯目標(biāo)和任務(wù)。*輻射校正與幾何校正：對(duì)原始影像進(jìn)行輻射校正，消除大氣、傳感器等因素引起的輻射誤差，使影像亮度與地物真實(shí)反射率相關(guān)；進(jìn)行幾何校正，消除由地球曲率、傳感器姿態(tài)等引起的幾何畸變，使影像具有精確的地理坐標(biāo)。*圖像預(yù)處理：根據(jù)需要，可能進(jìn)行圖像增強(qiáng)（如對(duì)比度拉伸、銳化）、圖像融合、圖像分類（監(jiān)督分類或非監(jiān)督分類）等操作，以突出目標(biāo)特征或簡(jiǎn)化解譯環(huán)境。*目視解譯或計(jì)算機(jī)解譯：這是核心步驟。目視解譯通過(guò)人眼觀察影像的波譜特征（顏色、灰度）、形狀、紋理、大小、陰影、空間關(guān)系等，結(jié)合地面知識(shí)，判讀地物的類別和屬性。計(jì)算機(jī)解譯則利用圖像處理和模式識(shí)別算法，自動(dòng)或半自動(dòng)地提取影像特征，進(jìn)行分類和識(shí)別。*解譯結(jié)果驗(yàn)證與編輯：對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行精度評(píng)價(jià)和驗(yàn)證，通過(guò)與地面實(shí)況對(duì)比或利用其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行核查；對(duì)錯(cuò)誤或不確定的解譯結(jié)果進(jìn)行修改和補(bǔ)充，形成最終的解譯地圖或數(shù)據(jù)庫(kù)。*成果輸出與報(bào)告：將解譯結(jié)果以地圖、數(shù)據(jù)表格或其他形式輸出，并撰寫(xiě)解譯報(bào)告，說(shuō)明解譯方法、過(guò)程、精度和結(jié)果應(yīng)用。六、論述題結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS）的特點(diǎn)，論述其在現(xiàn)代社會(huì)管理和可持續(xù)發(fā)展中的應(yīng)用潛力與面臨的挑戰(zhàn)。解析：地理信息系統(tǒng)（GIS）作為一種集計(jì)算機(jī)軟硬件、地理空間數(shù)據(jù)、專業(yè)方法與應(yīng)用模型于一體的綜合性技術(shù)系統(tǒng)，具有強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理、分析、可視化能力，為現(xiàn)代社會(huì)管理和可持續(xù)發(fā)展提供了強(qiáng)大的技術(shù)支撐。應(yīng)用潛力：*優(yōu)化資源配置與管理：GIS能夠整合土地、人口、資源、環(huán)境等多維度空間信息，進(jìn)行可視化展示和空間分析。例如，在城市規(guī)劃中，可利用GIS分析人口分布、土地利用現(xiàn)狀、基礎(chǔ)設(shè)施布局，優(yōu)化公共設(shè)施（學(xué)校、醫(yī)院、公園）選址，合理規(guī)劃城市空間結(jié)構(gòu)；在資源管理中，可監(jiān)測(cè)森林、水資源、礦產(chǎn)資源等的分布與變化，進(jìn)行可持續(xù)利用規(guī)劃。*提升應(yīng)急響應(yīng)與管理能力：面對(duì)自然災(zāi)害（地震、洪水、臺(tái)風(fēng)）或突發(fā)事件（疫情、事故），GIS可以快速整合災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)、受災(zāi)區(qū)域、救援力量、避難場(chǎng)所等空間信息，進(jìn)行態(tài)勢(shì)分析、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、資源調(diào)度、應(yīng)急路徑規(guī)劃，顯著提升應(yīng)急響應(yīng)效率和效果。*加強(qiáng)環(huán)境監(jiān)測(cè)與保護(hù)：GIS可用于監(jiān)測(cè)環(huán)境污染（空氣、水、土壤）的時(shí)空分布與擴(kuò)散規(guī)律，識(shí)別污染源，評(píng)估環(huán)境影響，為環(huán)境治理和生態(tài)修復(fù)提供決策支持。同時(shí)，可用于生物多樣性保護(hù)，分析棲息地分布、生態(tài)廊道建設(shè)等。*促進(jìn)智慧城市建設(shè)：GIS是智慧城市建設(shè)的核心基礎(chǔ)平臺(tái)之一。它可以支撐智能交通管理、智慧能源管理、智慧安防、智慧醫(yī)療、智慧社區(qū)等多個(gè)領(lǐng)域，通過(guò)數(shù)據(jù)融合與分析，提升城市運(yùn)行效率和居民生活品質(zhì)。*支持可持續(xù)發(fā)展決策：可持續(xù)發(fā)展要求在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、社會(huì)進(jìn)步和環(huán)境保護(hù)之間尋求平衡。GIS能夠提供空間決策支持，例如，評(píng)估不同發(fā)展項(xiàng)目對(duì)環(huán)境的影響，規(guī)劃生態(tài)紅線，監(jiān)測(cè)碳排放，支持循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展，助力實(shí)現(xiàn)