2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)研究方向考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每小題5分，共20分）1.遙感2.地理信息系統(tǒng)（GIS）3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）4.空間數(shù)據(jù)挖掘二、簡答題（每小題8分，共40分）1.簡述遙感圖像獲取的主要方式及其特點(diǎn)。2.簡述地理信息系統(tǒng)的主要功能模塊及其作用。3.簡述數(shù)字高程模型（DEM）的主要應(yīng)用領(lǐng)域。4.簡述北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其在地球信息科學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢。5.簡述空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性和主要任務(wù)。三、論述題（每小題15分，共30分）1.論述地理信息科學(xué)多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢。2.論述遙感、GIS和GNSS技術(shù)相結(jié)合在智慧城市中的應(yīng)用價值。四、計算題（共10分）假設(shè)某區(qū)域平均高程為500米，標(biāo)準(zhǔn)差為50米?，F(xiàn)采集到該區(qū)域內(nèi)一個點(diǎn)的DEM值為580米，請計算該點(diǎn)的高程相對平均值的標(biāo)準(zhǔn)差（即離差）。試卷答案一、名詞解釋1.遙感：利用傳感器（航空、航天或地面）遠(yuǎn)距離、非接觸地探測地表物體所輻射或反射的電磁波信息，并通過處理、分析，提取有用信息，從而認(rèn)識物體屬性、狀態(tài)及其變化的綜合性技術(shù)。**解析思路：*考察對遙感基本概念的掌握。需答出核心要素：遠(yuǎn)距離、非接觸、探測電磁波信息、提取信息、認(rèn)識物體屬性/狀態(tài)/變化。關(guān)鍵詞包括“傳感器”、“電磁波信息”、“非接觸探測”。2.地理信息系統(tǒng)（GIS）：一種集計算機(jī)軟硬件、地理空間數(shù)據(jù)、專業(yè)人員和方法于一體，用于采集、存儲、管理、處理、分析、顯示和應(yīng)用地理空間信息的計算機(jī)系統(tǒng)。**解析思路：*考察對GIS定義的理解。需答出其組成要素：計算機(jī)軟硬件、數(shù)據(jù)、人員、方法；核心功能：采集、管理、處理、分析、顯示、應(yīng)用地理空間信息。關(guān)鍵詞包括“計算機(jī)系統(tǒng)”、“地理空間數(shù)據(jù)”、“分析處理”。3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）：由導(dǎo)航衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)和用戶接收機(jī)三部分組成的，能在全球范圍內(nèi)提供高精度、全天候、連續(xù)的導(dǎo)航定位和授時服務(wù)的基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)。**解析思路：*考察對GNSS系統(tǒng)構(gòu)成和功能的掌握。需答出三部分組成：星座、監(jiān)控、用戶接收機(jī)；核心功能：全球范圍、全天候、連續(xù)提供導(dǎo)航定位和授時服務(wù)。關(guān)鍵詞包括“衛(wèi)星星座”、“導(dǎo)航定位授時”、“全球覆蓋”。4.空間數(shù)據(jù)挖掘：從大量的地理空間數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱含的、先前未知的有意義的模式、關(guān)聯(lián)和趨勢的過程，是數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在地理空間信息領(lǐng)域的應(yīng)用。**解析思路：*考察對空間數(shù)據(jù)挖掘概念的理解。需答出其本質(zhì)是從大量空間數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)“未知”的“模式”、“關(guān)聯(lián)”、“趨勢”；并將其定位為“數(shù)據(jù)挖掘在地理空間信息領(lǐng)域的應(yīng)用”。關(guān)鍵詞包括“發(fā)現(xiàn)未知模式”、“數(shù)據(jù)挖掘應(yīng)用”、“地理空間數(shù)據(jù)”。二、簡答題1.簡述遙感圖像獲取的主要方式及其特點(diǎn)。**答案要點(diǎn)：**航空遙感：利用飛機(jī)等航空器搭載傳感器獲取圖像。特點(diǎn)：分辨率高、時效性強(qiáng)、靈活性高、成本相對較高、覆蓋范圍有限。*航天遙感：利用人造地球衛(wèi)星搭載傳感器獲取圖像。特點(diǎn)：覆蓋范圍廣、重訪周期短、可獲取全球性信息、分辨率相對較低（隨技術(shù)發(fā)展提高）、成本高、受衛(wèi)星軌道限制。*地面遙感：利用地面平臺（如車輛、無人機(jī)、塔架）搭載傳感器獲取信息。特點(diǎn)：分辨率高、可近距離、高精度觀測、機(jī)動靈活、覆蓋范圍小、通常為區(qū)域性。**解析思路：*考察對不同遙感平臺（航空、航天、地面）獲取方式及其優(yōu)缺點(diǎn)的掌握。需要分別列舉至少兩種方式，并準(zhǔn)確描述每種方式的特點(diǎn)（至少兩點(diǎn)，如分辨率、時效性、覆蓋范圍、成本等）。區(qū)分不同方式的核心在于平臺不同及其帶來的直接影響。2.簡述地理信息系統(tǒng)的主要功能模塊及其作用。**答案要點(diǎn)：**數(shù)據(jù)輸入與編輯：負(fù)責(zé)將各種來源的地理空間數(shù)據(jù)（地圖、遙感影像、數(shù)據(jù)庫等）轉(zhuǎn)換成GIS可識別和處理的數(shù)字格式，并進(jìn)行修改、更新。作用是構(gòu)建和維護(hù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫。*數(shù)據(jù)存儲與管理：負(fù)責(zé)以高效、可靠的方式存儲、組織、檢索和管理地理空間數(shù)據(jù)。作用是保證數(shù)據(jù)的安全、完整和易于訪問。*數(shù)據(jù)處理與轉(zhuǎn)換：對數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何變換、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、投影變換、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、疊加分析等操作。作用是改善數(shù)據(jù)質(zhì)量、提取有用信息、進(jìn)行空間關(guān)系分析。*空間查詢與分析：提供對地理空間數(shù)據(jù)進(jìn)行空間關(guān)系（如包含、相交、鄰近）和非空間關(guān)系（如屬性匹配）的查詢，以及緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、地形分析等。作用是發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)間的空間模式、解決空間問題。*數(shù)據(jù)可視化與輸出：將分析結(jié)果以地圖、圖表、報告等可視化形式展現(xiàn)出來。作用是直觀表達(dá)空間信息和分析結(jié)果，便于理解和交流。**解析思路：*考察對GIS核心功能模塊（數(shù)據(jù)獲取、存儲、處理、分析、輸出）的認(rèn)識。需要列舉常見的功能模塊，并準(zhǔn)確說明每個模塊的主要任務(wù)和作用。重點(diǎn)在于理解每個模塊在GIS工作流程中的位置和功能。3.簡述數(shù)字高程模型（DEM）的主要應(yīng)用領(lǐng)域。**答案要點(diǎn)：**地形分析：計算坡度、坡向、地形起伏度、可視域分析、通視性分析等。*水文分析：計算流域匯水面積、河網(wǎng)密度、水系結(jié)構(gòu)、產(chǎn)匯流計算、洪水模擬等。*土地利用規(guī)劃：地形適宜性評價、坡度坡向分析（如用于農(nóng)業(yè)、建筑選址）、地貌單元劃分等。*環(huán)境評價：地形對環(huán)境因子（如排水、侵蝕）的影響分析、災(zāi)害評估（如滑坡、泥石流易發(fā)性區(qū)）。*地形可視化：制作三維地形圖、虛擬現(xiàn)實(shí)場景構(gòu)建。*工程應(yīng)用：道路、橋梁、隧道等工程選址與設(shè)計中的地形分析。**解析思路：*考察對DEM應(yīng)用價值的理解。需要列舉DEM在多個領(lǐng)域的典型應(yīng)用，如地形分析本身、水文、規(guī)劃、環(huán)境、可視化、工程等。每個領(lǐng)域至少給出一個具體應(yīng)用實(shí)例即可。4.簡述北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的主要特點(diǎn)及其在地球信息科學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢。**答案要點(diǎn)：**主要特點(diǎn)：自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行；具備短報文通信功能（獨(dú)有的）；定位、導(dǎo)航、授時（PNT）一體化服務(wù)；提供多種服務(wù)類型（公開服務(wù)、授權(quán)服務(wù)等）；具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時能力，并正向全球服務(wù)擴(kuò)展。*應(yīng)用優(yōu)勢：*對于中國及周邊地區(qū)用戶，服務(wù)連續(xù)穩(wěn)定，無國外系統(tǒng)信號中斷風(fēng)險。*短報文通信功能在應(yīng)急救援、遠(yuǎn)洋漁業(yè)、交通運(yùn)輸?shù)葓鼍熬哂歇?dú)特價值。*作為重要的空間基礎(chǔ)設(shè)施，與遙感、GIS等技術(shù)結(jié)合，可提升智慧城市、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、交通監(jiān)控、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域的應(yīng)用效能和自主可控水平。*高精度服務(wù)（如北斗高精版）為測繪、自動駕駛等高精度應(yīng)用提供有力支撐。**解析思路：*考察對北斗系統(tǒng)特點(diǎn)及其在特定領(lǐng)域（地球信息科學(xué)）應(yīng)用價值的理解。首先列出北斗區(qū)別于其他GNSS系統(tǒng)（如GPS）的主要特點(diǎn)，特別是自主性、短報文通信。然后闡述這些特點(diǎn)在地球信息科學(xué)相關(guān)應(yīng)用（如區(qū)域服務(wù)穩(wěn)定性、特殊通信需求、提升綜合應(yīng)用效能、支撐高精度應(yīng)用）中的優(yōu)勢。5.簡述空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的重要性和主要任務(wù)。**答案要點(diǎn)：**重要性：實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)資源共享和交換的基礎(chǔ)；保證空間數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性；提高數(shù)據(jù)處理和分析的效率；促進(jìn)地理信息產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展；是建設(shè)“數(shù)字地球”和實(shí)現(xiàn)空間信息互聯(lián)互通的前提。*主要任務(wù)：*數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)化：統(tǒng)一空間實(shí)體、屬性、關(guān)系的描述方式。*元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化：規(guī)范描述數(shù)據(jù)內(nèi)容和特征的元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)（如FGDC、ISO19115）。*數(shù)據(jù)格式/編碼標(biāo)準(zhǔn)化：規(guī)定數(shù)據(jù)存儲的結(jié)構(gòu)和編碼規(guī)則（如Shapefile、GeoJSON、GML等）。*語義標(biāo)準(zhǔn)化：統(tǒng)一數(shù)據(jù)內(nèi)容的定義和分類體系（如分類編碼標(biāo)準(zhǔn)、地名庫標(biāo)準(zhǔn)）。*服務(wù)接口標(biāo)準(zhǔn)化：制定數(shù)據(jù)服務(wù)（如WMS、WFS、WCS）的調(diào)用接口標(biāo)準(zhǔn)。**解析思路：*考察對空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的意義和具體內(nèi)容的理解。首先說明其重要性（對共享、質(zhì)量、效率、產(chǎn)業(yè)、數(shù)字地球的意義）。然后列舉標(biāo)準(zhǔn)化的主要任務(wù)領(lǐng)域，包括模型、元數(shù)據(jù)、格式編碼、語義、服務(wù)接口等方面。三、論述題1.論述地理信息科學(xué)多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)及其發(fā)展趨勢。**答案要點(diǎn)：**特點(diǎn)：*學(xué)科基礎(chǔ)廣泛：橫跨地理學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、測繪學(xué)、遙感科學(xué)、信息科學(xué)、數(shù)學(xué)、統(tǒng)計學(xué)、管理學(xué)、環(huán)境科學(xué)、經(jīng)濟(jì)學(xué)等多個學(xué)科。*研究對象復(fù)雜：關(guān)注地理空間現(xiàn)象及其相互關(guān)系，問題通常涉及空間、時間、屬性三維信息。*方法論多樣：融合多種學(xué)科的研究方法，如GIS空間分析、遙感信息提取、數(shù)據(jù)庫管理、人工智能算法、統(tǒng)計建模等。*應(yīng)用領(lǐng)域廣闊：滲透到社會經(jīng)濟(jì)的各個方面，如城市規(guī)劃、交通管理、環(huán)境監(jiān)測、災(zāi)害防治、公共衛(wèi)生、智慧農(nóng)業(yè)等。*技術(shù)驅(qū)動明顯：信息技術(shù)（特別是計算機(jī)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)）的發(fā)展是推動GIS學(xué)科交叉的重要動力。*發(fā)展趨勢：*與人工智能（AI）深度融合：利用機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等技術(shù)提升空間數(shù)據(jù)分析、模式識別、預(yù)測預(yù)警能力。*與大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)（IoT）結(jié)合：處理海量多源異構(gòu)地理空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測、智能服務(wù)。*時空大數(shù)據(jù)分析成為主流：更加關(guān)注地理現(xiàn)象的動態(tài)演變過程和時空關(guān)聯(lián)性。*面向服務(wù)的架構(gòu)（SOA）和WebGIS深化：促進(jìn)地理信息資源的網(wǎng)絡(luò)化共享與服務(wù)化應(yīng)用。*前沿技術(shù)驅(qū)動：如無人機(jī)遙感、激光雷達(dá)（LiDAR）、虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）等技術(shù)拓展應(yīng)用邊界。*更加注重人文與社會：關(guān)注地理信息科學(xué)在社會科學(xué)、人地關(guān)系研究中的應(yīng)用。**解析思路：*考察對GIS學(xué)科交叉屬性和未來發(fā)展方向宏觀把握的能力。先從學(xué)科基礎(chǔ)、研究對象、方法、應(yīng)用、技術(shù)驅(qū)動等方面論述其交叉融合的“特點(diǎn)”。再從AI融合、大數(shù)據(jù)/IoT結(jié)合、時空分析、服務(wù)化、前沿技術(shù)、人文關(guān)懷等角度闡述其未來的“發(fā)展趨勢”。需要展現(xiàn)對學(xué)科全局和前沿動態(tài)的理解。2.論述遙感、GIS和GNSS技術(shù)相結(jié)合在智慧城市中的應(yīng)用價值。**答案要點(diǎn)：**技術(shù)互補(bǔ)性：*GNSS提供精確的位置（點(diǎn)）信息，是城市要素（人、車、物）時空動態(tài)的基礎(chǔ)。*遙感（特別是多源、高分辨率遙感）提供大范圍、宏觀的城市地表覆蓋、地形、建筑物等空間結(jié)構(gòu)信息。*GIS提供強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理、存儲、查詢、分析以及可視化能力，是整合、處理、分析各類空間信息的核心平臺。*應(yīng)用價值體現(xiàn)在智慧城市的多個方面：*城市規(guī)劃與管理：整合遙感影像（土地利用、建筑分布）、GNSS定位數(shù)據(jù)（人口熱力、車輛軌跡）和GIS分析（日照分析、可達(dá)性分析、規(guī)劃方案評估），支持科學(xué)決策。*智能交通：結(jié)合GNSS定位（車輛軌跡、交通流量）、遙感影像（道路狀況、擁堵識別）和GIS網(wǎng)絡(luò)分析（路徑規(guī)劃、交通事件檢測），提升交通運(yùn)行效率和安全性。*環(huán)境監(jiān)測與保護(hù)：利用遙感監(jiān)測空氣質(zhì)量、水體污染、植被覆蓋，結(jié)合GIS空間分析和GNSS定位（污染源追蹤），實(shí)現(xiàn)環(huán)境動態(tài)監(jiān)測和預(yù)警。*公共安全與應(yīng)急：整合遙感影像（災(zāi)害現(xiàn)場情況）、GNSS定位（人員搜救、應(yīng)急資源調(diào)度）和GIS分析（風(fēng)險評估、疏散路徑規(guī)劃），提高應(yīng)急響應(yīng)能力。*智慧能源：結(jié)合遙感監(jiān)測（如太陽能資源）、GNSS定位（智能電表、管網(wǎng)）和GIS分析（負(fù)荷預(yù)測、管網(wǎng)優(yōu)化），提升能源管理效率。*智慧社區(qū)/樓宇：結(jié)合GNSS（定位服務(wù)）、遙感（能耗監(jiān)測）、GIS（設(shè)施管理）