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)與城市環(huán)境監(jiān)測考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的字母填在括號內(nèi)）1.下列哪一項(xiàng)不屬于地球信息科學(xué)的主要技術(shù)領(lǐng)域？A.遙感（RS）B.全球定位系統(tǒng)（GPS）C.地理信息系統(tǒng)（GIS）D.人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANN）2.衛(wèi)星遙感中，通常用于獲取高空間分辨率、多光譜或高光譜影像的傳感器類型是？A.氣象衛(wèi)星上的可見光相機(jī)B.成像光譜儀C.海洋浮標(biāo)D.GPS接收機(jī)3.在GIS中，用于存儲(chǔ)和處理地理空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基本單元是？A.圖層B.柵格C.多邊形D.網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)4.下列哪項(xiàng)環(huán)境要素最不易通過被動(dòng)式遙感手段進(jìn)行有效監(jiān)測？A.空氣質(zhì)量（PM2.5濃度）B.城市熱島效應(yīng)C.地表水體面積變化D.噪聲污染水平5.全球定位系統(tǒng)（GPS）提供的主要信息是？A.地理位置和海拔高度B.氣象數(shù)據(jù)C.數(shù)字高程模型D.地面沉降速率6.用于表達(dá)地理現(xiàn)象空間位置和屬性信息的坐標(biāo)系是？A.投影坐標(biāo)系B.網(wǎng)絡(luò)坐標(biāo)系C.地理坐標(biāo)系D.象限坐標(biāo)系7.在城市環(huán)境監(jiān)測中，GIS空間分析功能可用于？A.預(yù)測城市人口增長B.計(jì)算建筑物陰影面積C.評估污染源對周邊環(huán)境的影響范圍D.以上都是8.無人機(jī)遙感在城市環(huán)境監(jiān)測中的主要優(yōu)勢不包括？A.機(jī)動(dòng)靈活，可快速響應(yīng)B.傳感器載荷多樣，分辨率高C.獲取數(shù)據(jù)成本極低D.可進(jìn)行大范圍、常態(tài)化監(jiān)測9.地球信息科學(xué)在城市規(guī)劃中的主要應(yīng)用價(jià)值在于？A.直接進(jìn)行土地規(guī)劃審批B.提供決策支持，分析規(guī)劃方案影響C.自動(dòng)生成城市三維模型D.負(fù)責(zé)城市建設(shè)的具體實(shí)施10.下列哪項(xiàng)技術(shù)不是智慧城市中地球信息科學(xué)常用的關(guān)鍵技術(shù)？A.大數(shù)據(jù)分析B.物聯(lián)網(wǎng)（IoT）C.城市信息模型（CIM）D.核心力學(xué)二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在橫線上）1.遙感技術(shù)的核心是利用傳感器遠(yuǎn)距離探測目標(biāo)，獲取其________和________信息。2.GIS的基本功能主要包括數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、空間查詢、空間分析和________。3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）目前主要包括美國的GPS、俄羅斯的GLONASS、歐盟的________和中國的________。4.城市環(huán)境監(jiān)測的主要對象包括大氣環(huán)境、水環(huán)境、噪聲環(huán)境、土壤環(huán)境、________和熱環(huán)境等。5.遙感影像解譯的方法主要有目視解譯和________解譯兩種。6.地理信息系統(tǒng)（GIS）是專門處理________數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。7.無人機(jī)遙感在獲取城市精細(xì)地形數(shù)據(jù)方面，主要利用________技術(shù)或________技術(shù)。8.城市擴(kuò)展對環(huán)境的影響評估，常用GIS的________分析和疊置分析等方法。9.地球信息科學(xué)在城市環(huán)境監(jiān)測中，有助于實(shí)現(xiàn)環(huán)境問題的________、________和智能化管理。10.數(shù)字高程模型（DEM）是表示地面高程的________數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。三、名詞解釋（每小題3分，共15分）1.遙感分辨率2.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)3.城市環(huán)境信息系統(tǒng)的概念4.城市熱島效應(yīng)5.三維城市建模四、簡答題（每小題5分，共20分）1.簡述遙感圖像獲取的主要過程。2.簡述GIS在城市規(guī)劃與管理中的主要作用。3.簡述無人機(jī)遙感在城市環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)勢。4.簡述城市大氣環(huán)境監(jiān)測的主要指標(biāo)及其遙感監(jiān)測方法。五、論述題（每小題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市環(huán)境問題分析中的具體應(yīng)用價(jià)值。2.結(jié)合實(shí)例，論述地球信息科學(xué)多源技術(shù)融合在城市環(huán)境監(jiān)測中的重要性。---試卷答案一、選擇題1.D2.B3.C4.D5.A6.C7.D8.C9.B10.D二、填空題1.物理特征電磁波2.數(shù)據(jù)輸出與可視化3.GalileoBeiDou4.熱環(huán)境5.計(jì)算機(jī)輔助6.空間7.激光雷達(dá)立體攝影測量8.緩沖區(qū)9.監(jiān)測評估10.柵格三、名詞解釋1.遙感分辨率：指遙感傳感器能夠分辨地物最小尺寸或空間細(xì)節(jié)的能力，通常分為空間分辨率、光譜分辨率、時(shí)間分辨率和輻射分辨率。2.空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：指在GIS中用來表示地理要素及其空間關(guān)系的數(shù)據(jù)組織方式，常見的有矢量結(jié)構(gòu)（點(diǎn)、線、面）、柵格結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等。3.城市環(huán)境信息系統(tǒng)的概念：指綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、遙感等地球信息科學(xué)技術(shù)，集成、處理、分析和管理城市環(huán)境相關(guān)數(shù)據(jù)，為城市環(huán)境監(jiān)測、評價(jià)、預(yù)警、決策和規(guī)劃提供信息支持的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。4.城市熱島效應(yīng)：指城市區(qū)域的氣溫高于周邊郊區(qū)的現(xiàn)象，主要由城市下墊面性質(zhì)（如建筑、道路吸熱快、水體少）、人工熱源、空氣污染物以及城市綠化覆蓋不足等因素造成。5.三維城市建模：指利用各種技術(shù)（如激光雷達(dá)、攝影測量、GIS等）獲取城市地表及建筑物等物體的三維空間數(shù)據(jù)，并構(gòu)建能夠表達(dá)其幾何形狀、材質(zhì)、紋理等信息的虛擬三維城市模型。四、簡答題1.簡述遙感圖像獲取的主要過程。*解析思路：遙感圖像獲取是一個(gè)完整的技術(shù)鏈條，需從平臺(tái)、傳感器、數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛娼邮?。首先明確獲取平臺(tái)（衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)等），然后是搭載的傳感器類型及其工作原理（接收電磁波），接著是數(shù)據(jù)如何從傳感器傳輸?shù)降孛娼邮照净蛑苯佑涗?，最后是地面處理與分發(fā)。需覆蓋核心環(huán)節(jié)。*答案要點(diǎn)：*確定遙感平臺(tái)（如衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)等）。*安裝傳感器（如相機(jī)、掃描儀、光譜儀等），接收目標(biāo)物反射或輻射的電磁波信息。*電磁波信號傳輸（如通過無線電波傳回地面接收站，或記錄在飛行器上）。*地面數(shù)據(jù)處理（包括數(shù)據(jù)解調(diào)、校正、格式轉(zhuǎn)換等）。2.簡述GIS在城市規(guī)劃與管理中的主要作用。*解析思路：GIS的核心是空間數(shù)據(jù)管理和分析。在城市規(guī)劃與管理中，其作用體現(xiàn)在利用空間數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、決策和可視化。需要列舉幾個(gè)關(guān)鍵方面，如信息管理、分析決策、規(guī)劃支持、可視化展示等，并簡要說明。*答案要點(diǎn)：*建立城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)空間信息的統(tǒng)一管理。*進(jìn)行四至分析、鄰近性分析、疊加分析、緩沖區(qū)分析等，為土地使用規(guī)劃、交通規(guī)劃、環(huán)境規(guī)劃提供決策支持。*模擬城市發(fā)展情景，評估規(guī)劃方案對城市發(fā)展的影響。*可視化城市空間信息，輔助規(guī)劃方案的展示和溝通。3.簡述無人機(jī)遙感在城市環(huán)境監(jiān)測中應(yīng)用的優(yōu)勢。*解析思路：無人機(jī)相比傳統(tǒng)航空或衛(wèi)星遙感，有其獨(dú)特的優(yōu)勢，主要圍繞其靈活性、成本、分辨率、可達(dá)性等方面展開。需突出其區(qū)別于其他平臺(tái)的特點(diǎn)。*答案要點(diǎn)：*機(jī)動(dòng)靈活，可快速響應(yīng)突發(fā)事件或進(jìn)行定點(diǎn)、定高、定點(diǎn)觀測。*作業(yè)成本相對較低，特別是對于小范圍、高精度的監(jiān)測任務(wù)。*可搭載多種傳感器（可見光、紅外、多光譜、激光等），獲取高分辨率影像或點(diǎn)云數(shù)據(jù)。*可飛越復(fù)雜地形或受限區(qū)域，實(shí)現(xiàn)對特定目標(biāo)（如污染源、事故現(xiàn)場）的近距離監(jiān)測。4.簡述城市大氣環(huán)境監(jiān)測的主要指標(biāo)及其遙感監(jiān)測方法。*解析思路：大氣環(huán)境監(jiān)測關(guān)注的主要指標(biāo)（如PM2.5,O3,CO,NO2,SO2,可見度等）及其對應(yīng)的遙感方法。需要列出幾個(gè)關(guān)鍵指標(biāo)，并說明主要的遙感技術(shù)原理（如被動(dòng)式光譜遙感、主動(dòng)式激光雷達(dá)）。*答案要點(diǎn)：*PM2.5濃度：主要通過被動(dòng)式遙感，利用衛(wèi)星或地面高光譜儀測量特定波段的光學(xué)厚度，結(jié)合反演模型估算濃度。*臭氧（O3）濃度：主要通過被動(dòng)式遙感，利用衛(wèi)星或地面傅里葉變換紅外光譜儀（FTS）或紫外差分吸收激光雷達(dá)（DIAL）在特定吸收波段進(jìn)行反演。*空氣污染物（CO,NO2,SO2）：主要通過被動(dòng)式遙感，利用衛(wèi)星或地面高光譜/超光譜儀測量其在特征波段的吸收光譜，進(jìn)行反演。*大氣可見度：主要通過被動(dòng)式遙感，利用衛(wèi)星或地面測量氣溶膠光學(xué)厚度（AOD），并結(jié)合氣象參數(shù)估算。五、論述題1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市環(huán)境問題分析中的具體應(yīng)用價(jià)值。*解析思路：論述題需有邏輯結(jié)構(gòu)，從GIS的功能入手，結(jié)合具體環(huán)境問題，詳細(xì)闡述GIS如何提供支持。可從數(shù)據(jù)集成、空間分析、模擬預(yù)測、決策支持等多個(gè)維度展開，并結(jié)合實(shí)例（如污染擴(kuò)散、資源分布、風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)等）進(jìn)行說明。強(qiáng)調(diào)GIS在揭示空間關(guān)系、輔助科學(xué)決策方面的獨(dú)特價(jià)值。*答案要點(diǎn)：*數(shù)據(jù)集成與管理：GIS能夠集成城市環(huán)境多源、異構(gòu)的空間數(shù)據(jù)（如地形、氣象、污染源、監(jiān)測點(diǎn)、土地利用等），建立統(tǒng)一的環(huán)境信息平臺(tái)，為環(huán)境問題分析提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。*空間分析與挖掘：利用GIS的空間查詢、緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析等功能，可以揭示環(huán)境要素的空間分布特征、相互關(guān)系及潛在問題。例如，分析污染源與監(jiān)測點(diǎn)之間的空間關(guān)系，識(shí)別污染影響范圍；進(jìn)行土地利用變化與生態(tài)環(huán)境質(zhì)量的相關(guān)性分析。*環(huán)境模型構(gòu)建與模擬：GIS可以作為環(huán)境模型（如大氣擴(kuò)散模型、水文模型、生態(tài)模型）的基礎(chǔ)平臺(tái)，輸入空間變量，模擬環(huán)境要素的動(dòng)態(tài)變化過程，如預(yù)測污染物擴(kuò)散路徑與濃度分布、模擬城市熱島效應(yīng)的形成與演變。*環(huán)境影響評價(jià)與決策支持：GIS能夠?qū)Σ煌某鞘邪l(fā)展或環(huán)境管理方案進(jìn)行可視化模擬和影響評價(jià)（如評估建設(shè)項(xiàng)目對環(huán)境的影響），為政府制定環(huán)境政策、規(guī)劃城市空間布局提供科學(xué)依據(jù)和決策支持。*環(huán)境監(jiān)測與預(yù)警：結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)，GIS可以動(dòng)態(tài)更新環(huán)境信息，進(jìn)行空間可視化展示，及時(shí)發(fā)現(xiàn)環(huán)境異常狀況，為環(huán)境預(yù)警提供支持。2.結(jié)合實(shí)例，論述地球信息科學(xué)多源技術(shù)融合在城市環(huán)境監(jiān)測中的重要性。*解析思路：融合是地球信息科學(xué)發(fā)展的趨勢，在城市環(huán)境監(jiān)測中尤為重要。需要強(qiáng)調(diào)單一技術(shù)局限性，論述融合的優(yōu)勢（信息互補(bǔ)、精度提高、監(jiān)測維度豐富等），并結(jié)合具體環(huán)境監(jiān)測實(shí)例（如水環(huán)境、大氣環(huán)境、噪聲環(huán)境等）說明融合如何解決實(shí)際問題。突出多源數(shù)據(jù)綜合分析的強(qiáng)大能力。*答案要點(diǎn)：*克服單一技術(shù)局限性：單一遙感技術(shù)（如僅靠光學(xué)衛(wèi)星）或GIS技術(shù)難以全面、準(zhǔn)確地監(jiān)測復(fù)雜的城市環(huán)境問題。例如，光學(xué)遙感對低空、近地污染監(jiān)測效果不佳，而激光雷達(dá)可探測低空大氣，但光學(xué)影像更能反映地表信息。融合可取長補(bǔ)短。*實(shí)現(xiàn)信息互補(bǔ)與增強(qiáng)：融合不同來源、不同類型的數(shù)據(jù)（如遙感影像、GPS監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)、地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)、社會(huì)媒體數(shù)據(jù)等）可以提供更全面、更立體的環(huán)境信息。例如，融合遙感影像與地面?zhèn)鞲衅鲾?shù)據(jù)，可以更準(zhǔn)確地評估區(qū)域污染水平。*提高監(jiān)測精度與可靠性：通過多源數(shù)據(jù)的交叉驗(yàn)證和融合處理，可以減少單一數(shù)據(jù)源的誤差，提高環(huán)境參數(shù)反演或監(jiān)測的精度和可靠性。例如，融合光學(xué)影像和雷達(dá)數(shù)據(jù)制作高精度數(shù)字高程模型，用于洪水淹沒分析。*豐富監(jiān)測維度與時(shí)空尺度：融合不同傳感器（如可見光、紅外、多光譜、高光譜、雷達(dá)）和不同平臺(tái)（衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)、地面）的數(shù)據(jù)，可以實(shí)現(xiàn)對城市環(huán)境多維度（成分、狀態(tài)、過程）、多尺