2025年大學《地球信息科學與技術》專業(yè)題庫——地球信息技術在地質環(huán)境監(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。請將正確選項字母填在題干后的括號內）1.在地質環(huán)境監(jiān)測中，利用光學遙感影像解譯巖土類型主要依據的是地物的（）。A.熱輻射特性B.光譜反射特性C.電磁波吸收特性D.磁性特征2.以下哪種地理信息系統(tǒng)分析方法最常用于確定地質災害易發(fā)區(qū)內某個評價因子對風險的影響范圍？（）A.疊加分析B.網絡分析C.緩沖區(qū)分析D.地形分析3.全球定位系統(tǒng)（GPS）在地質災害監(jiān)測中，主要發(fā)揮的作用是（）。A.獲取地表高程信息B.識別地質構造C.精確定位地表形變點D.分析地下水分布4.利用合成孔徑雷達（SAR）數據進行形變監(jiān)測，主要利用了其（）的優(yōu)勢？A.分辨率高B.全天候工作能力C.透視植被的能力D.獲取光譜信息的能力5.在進行地下水位的地球物理探測時，通常優(yōu)先考慮采用的方法是（）。A.重力探測B.電磁探測C.地震反射探測D.測井方法6.以下哪個指標不是用來衡量遙感影像幾何精度的？（）A.根據中誤差B.平面位置中誤差C.高程中誤差D.專題信息分類精度7.地理信息系統(tǒng)（GIS）在地質環(huán)境監(jiān)測中的核心優(yōu)勢在于（）。A.獲取實時監(jiān)測數據B.進行空間數據的管理與可視化C.實現(xiàn)物理過程的數值模擬D.直接進行野外數據采集8.無人機遙感系統(tǒng)在地質環(huán)境監(jiān)測中應用日益廣泛，其主要優(yōu)勢之一是（）。A.獲取全球覆蓋的高分辨率影像B.成本低廉，適合大規(guī)模長期監(jiān)測C.具備極深的穿透地物能力D.能夠進行高精度的地下探測9.以下哪項技術通常不直接屬于地球物理探測技術的范疇？（）A.地震勘探B.磁法探測C.遙感影像解譯D.電阻率探測10.大數據技術在地質環(huán)境監(jiān)測中的應用價值主要體現(xiàn)在（）。A.實現(xiàn)對單一監(jiān)測點的超高頻次觀測B.提升單一數據源的精度和分辨率C.提高海量監(jiān)測數據的處理、分析與預測能力D.降低監(jiān)測系統(tǒng)的硬件成本二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.遙感技術中，利用不同地物對電磁波輻射的______特性來識別和區(qū)分地物。2.地理信息系統(tǒng)（GIS）的三個核心組成部分是：數據庫、______和空間分析。3.全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）進行形變監(jiān)測的主要方法是______干涉測量技術。4.地球物理探測中，利用探測儀器測量地球介質的______變化來推斷地下結構或地質現(xiàn)象。5.地質環(huán)境監(jiān)測中，對監(jiān)測數據的處理流程通常包括數據預處理、______、結果輸出與解譯等環(huán)節(jié)。6.選用地球信息技術進行地質環(huán)境監(jiān)測時，需要綜合考慮監(jiān)測目標、監(jiān)測區(qū)域環(huán)境、技術______和成本等因素。7.地下水位的遙感監(jiān)測通常利用微波輻射計測量地表的______場變化。8.GIS空間分析中的緩沖區(qū)分析，是為地圖上的特定要素（點、線、面）創(chuàng)建一個固定距離的______區(qū)域。9.無人機遙感相比衛(wèi)星遙感，在地質環(huán)境監(jiān)測中更突出的優(yōu)勢在于其______和機動性強。10.隨著監(jiān)測需求的提升，地質環(huán)境監(jiān)測正朝著______化、智能化和精細化方向發(fā)展。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用遙感影像監(jiān)測土地退化的主要方法步驟。2.簡述GPS/GNSS在滑坡監(jiān)測中如何實現(xiàn)位移量的測定。3.簡述GIS在多源地質環(huán)境監(jiān)測數據融合中的作用。4.簡述地球物理探測技術在地下水探測中面臨的主要挑戰(zhàn)。四、論述題（每題10分，共30分）1.論述遙感技術（至少兩種不同類型）在地質災害預警中的應用潛力與局限性。2.結合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，論述如何構建一個區(qū)域地質環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，并說明其功能。3.試分析當前地球信息技術在地質環(huán)境監(jiān)測領域面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應的應對策略或發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.B2.C3.C4.B5.B6.A7.B8.B9.C10.C二、填空題1.光譜2.軟件系統(tǒng)3.干涉4.物理性質5.數據分析與解譯6.可行性7.溫度8.鄰域9.機動性10.多源異構三、簡答題1.簡述利用遙感影像監(jiān)測土地退化的主要方法步驟。答案要點：獲取待監(jiān)測區(qū)域的長時間序列遙感影像數據；對影像進行預處理（輻射校正、幾何校正、大氣校正等）；進行影像質量評估與篩選；利用圖像處理技術（如監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、面向對象分類）提取土地覆蓋信息；計算土地覆蓋變化信息（如面積變化、類型轉移）；分析變化原因（結合社會經濟數據、氣候數據等）；評價土地退化程度與趨勢；制作監(jiān)測結果圖件與報告。解析思路：考察對遙感技術在土地利用/覆蓋變化及其驅動力分析中基本流程的掌握。從數據獲取、處理、信息提取、變化檢測到結果評價，覆蓋了遙感監(jiān)測的主要環(huán)節(jié)。2.簡述GPS/GNSS在滑坡監(jiān)測中如何實現(xiàn)位移量的測定。答案要點：在滑坡體關鍵位置（如滑坡壁、滑床、位移中心等）布設GPS接收機作為監(jiān)測點；定期進行GPS數據采集，記錄接收機天線相位中心的位置坐標；利用GPS數據處理軟件解算各監(jiān)測點的絕對坐標或相對坐標（如兩點間距離）；對比不同時期監(jiān)測點的坐標變化，計算出的坐標差即為位移量（水平位移、垂直位移）；繪制位移時間序列曲線，分析位移速率和趨勢。解析思路：考察對GPS技術在形變監(jiān)測中基本原理和應用方法的掌握。重點在于理解如何通過監(jiān)測點的位置變化來量化滑坡的位移。3.簡述GIS在多源地質環(huán)境監(jiān)測數據融合中的作用。答案要點：GIS具有強大的空間數據管理能力，可以為不同來源（如遙感影像、GPS數據、地面測量點、地球物理數據、水文氣象數據等）的地質環(huán)境監(jiān)測數據提供統(tǒng)一的存儲、管理和索引框架；GIS支持不同類型數據的坐標轉換和投影變換，實現(xiàn)數據的空間對齊；利用GIS的空間分析功能（如疊加分析、緩沖區(qū)分析、網絡分析等）可以綜合分析來自不同源的數據，提取綜合信息；GIS的可視化功能可以將融合后的監(jiān)測結果以地圖、圖表等形式直觀展示。解析思路：考察對GIS在多源數據集成與處理中核心作用的認知。強調GIS的空間管理、數據整合、空間分析及可視化能力在數據融合流程中的關鍵作用。4.簡述地球物理探測技術在地下水探測中面臨的主要挑戰(zhàn)。答案要點：地球物理方法本身是間接探測，只能通過探測地下介質物理性質的變化來推斷含水情況，存在多解性，解釋結果具有一定的不確定性；地下介質復雜多樣，且含水性分布不均，使得探測方法的選擇和參數解釋非常困難；地表覆蓋（如植被、建筑物、厚層人工填土）會嚴重干擾地球物理信號的穿透和接收，影響探測深度和精度；野外數據采集環(huán)境復雜，易受天氣、地形等因素影響；數據處理和解釋需要較高的專業(yè)知識和經驗，且受限于可用數據質量。解析思路：考察對地球物理探測技術在地下水勘查中局限性及挑戰(zhàn)的理解。從方法原理、地質條件復雜性、地表干擾、數據采集及解釋難度等多個方面進行分析。四、論述題1.論述遙感技術（至少兩種不同類型）在地質災害預警中的應用潛力與局限性。答案要點：應用潛力：*光學遙感：可大面積、周期性地監(jiān)測地表形貌、植被覆蓋、水體變化等，用于識別地質災害隱患點（如滑坡危險區(qū)、泥石流易發(fā)區(qū)），監(jiān)測致災因子（如降雨、融雪、植被退化），通過變化檢測發(fā)現(xiàn)早期征兆（如裂縫、變形、植被死亡圈），為預警提供基礎信息。多光譜、高光譜遙感可提供更豐富的地物信息，輔助災害識別和風險評估。*雷達遙感（SAR）：具有全天候、全天時工作能力，可穿透云霧和植被獲取地表信息，適用于對滑坡、地面沉降等形變?yōu)暮M行高精度、高頻率的動態(tài)監(jiān)測，通過InSAR等技術精確量測地表微小形變，實現(xiàn)早期預警。*熱紅外遙感：可監(jiān)測地表溫度異常，用于識別潛在的滑坡體內部活動、地下水位劇烈變化等熱效應現(xiàn)象，輔助判斷災害發(fā)生風險。局限性：*光學遙感：受云雨霧天氣影響大，對某些早期地質災害征兆（如微小變形、微弱滲漏）的識別能力有限，圖像分辨率可能不足以看清細微現(xiàn)象，數據解譯需要專業(yè)知識且可能存在主觀性。*雷達遙感：穿透能力受介質介電常數影響，對植被覆蓋下的地質災害監(jiān)測效果受限，數據處理和解釋相對復雜，成本較高。*熱紅外遙感：對溫度異常敏感，但地表溫度受多種因素（如日照、植被、地表材質）影響，易產生“假”信號，且通常只能反映地表淺層信息。*共同局限：遙感技術主要用于監(jiān)測和識別災害前兆，對于需要精確預測災害發(fā)生時間、地點和規(guī)模的短期臨災預警，其直接預測能力有限，通常需要結合其他監(jiān)測手段和模型進行綜合評估。解析思路：考察對遙感技術不同類型在地質災害預警中應用的理解深度和廣度。需要分別闡述至少兩種遙感類型（如光學、雷達）的應用場景、優(yōu)勢和不足，并能認識到單一技術的局限性以及綜合應用的重要性。2.結合地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，論述如何構建一個區(qū)域地質環(huán)境監(jiān)測信息管理系統(tǒng)，并說明其功能。答案要點：構建步驟：*需求分析：明確監(jiān)測區(qū)域范圍、監(jiān)測目標（如滑坡、沉降、水土流失等）、監(jiān)測對象、數據來源、用戶需求（管理人員、研究人員、公眾等）。*系統(tǒng)設計：確定系統(tǒng)架構（如采用Client/Server或B/S架構），設計數據庫結構（空間數據庫、屬性數據庫），規(guī)劃功能模塊，選擇合適的GIS軟件平臺和開發(fā)工具。*數據采集與入庫：收集和整合區(qū)域內各種地質環(huán)境監(jiān)測數據（遙感影像、GPS/GNSS數據、地面測量點、地球物理數據、水文氣象數據、社會經濟數據等），進行預處理、坐標轉換、屬性關聯(lián)，并將數據導入GIS數據庫。*功能開發(fā)與集成：根據設計，開發(fā)系統(tǒng)的各項功能模塊，并將GIS核心功能（空間查詢、疊加分析、緩沖區(qū)分析、網絡分析、地圖制圖、三維可視化等）集成到系統(tǒng)中。*系統(tǒng)測試與部署：進行系統(tǒng)功能測試、性能測試和用戶界面測試，修復Bug，然后在服務器上部署系統(tǒng)，并進行用戶培訓。系統(tǒng)功能：*數據管理功能：實現(xiàn)監(jiān)測數據的錄入、存儲、更新、查詢、檢索和管理。*空間分析功能：提供對監(jiān)測數據進行空間查詢、疊加分析（如災害風險評估）、緩沖區(qū)分析（如劃定保護區(qū)）、網絡分析（如應急資源調度）、地形分析（如坡度坡向分析）等。*監(jiān)測預警功能：基于實時或歷史監(jiān)測數據，結合模型分析，對潛在地質環(huán)境風險進行評估和預警。*可視化展示功能：提供地圖展示、二維/三維可視化、專題圖制作、數據報表生成等功能，直觀展示監(jiān)測結果和分析成果。*用戶管理與權限控制功能：管理不同用戶的登錄信息和操作權限。解析思路：考察將GIS技術應用于構建實際管理系統(tǒng)時的整體思路和能力。需要涵蓋從需求分析到系統(tǒng)設計、數據集成、功能實現(xiàn)到最終應用的完整過程，并清晰闡述系統(tǒng)應具備的核心功能模塊及其作用。3.試分析當前地球信息技術在地質環(huán)境監(jiān)測領域面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應的應對策略或發(fā)展方向。答案要點：主要挑戰(zhàn)：*多源數據融合與集成困難：不同來源（遙感、GPS、GIS、地球物理、地面監(jiān)測等）的數據格式、精度、時間分辨率、空間尺度差異大，難以有效融合共享，形成信息孤島。*高精度、高頻率監(jiān)測需求與成本壓力：許多地質災害（如滑坡、地面沉降）需要連續(xù)、高頻次的精密監(jiān)測，對技術精度和更新頻率提出更高要求，但相應的成本投入巨大。*復雜環(huán)境下的探測能力限制：地表植被覆蓋、城市建筑群、地形復雜等因素嚴重制約了遙感、地球物理等技術的探測深度和效果。*大數據分析與智能解譯能力不足：海量監(jiān)測數據如何高效處理、挖掘深層次信息、建立可靠的預測模型，對數據處理算法和人工智能技術提出了挑戰(zhàn)。*專業(yè)知識交叉與人才培養(yǎng)難題：地球信息技術與地質學、環(huán)境科學等傳統(tǒng)學科交叉融合，需要復合型人才，但目前相關人才培養(yǎng)體系尚不完善。應對策略與發(fā)展方向：*加強多源數據融合技術研發(fā)與應用：發(fā)展先進的數據融合算法，建立統(tǒng)一的數據標準和共享平臺，打破信息壁壘。*推動技術創(chuàng)新與成本控制：研發(fā)更高精度、更低成本、更智能化的監(jiān)測設備和技術（如高分辨率對地觀測系統(tǒng)、無人機遙感、低成本傳感器網絡、人工智能算法），優(yōu)化監(jiān)測方案，降低綜合成本。*發(fā)展穿透性探測技術：加大對雷達遙感（特別是穿透性雷達）、探地雷達、先進地球物理探測方法（如可控源電磁法）