2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息技術(shù)在國土安全領(lǐng)域中的應(yīng)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(nèi)）1.在國土安全領(lǐng)域，利用遙感技術(shù)監(jiān)測邊境線兩側(cè)一定范圍內(nèi)的活動，主要依賴遙感數(shù)據(jù)的哪種特性？（）A.電磁波譜段選擇性B.分辨率（空間、光譜、時間）C.獲取全天候、全天時的能力D.大范圍同步觀測能力2.以下哪種GIS分析方法最常用于確定某個區(qū)域（如重要設(shè)施或潛在威脅點）周圍一定距離范圍內(nèi)的空間單元（如地塊、道路），以進行緩沖區(qū)管理或風險評估？（）A.疊加分析B.網(wǎng)絡(luò)分析C.緩沖區(qū)分析D.地形分析3.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）在國土安全應(yīng)用中，其提供的時間信息（PVT）對于以下哪個場景至關(guān)重要，但并非絕對必要？（）A.邊境雷達系統(tǒng)的目標距離測量B.應(yīng)急通信網(wǎng)絡(luò)的同步C.海上船舶的定位報告D.空中目標的軌跡推算4.當需要快速、大范圍地獲取地表覆蓋變化信息以監(jiān)測土地利用動態(tài)或非法活動時，哪種遙感數(shù)據(jù)源通常是首選？（）A.高分辨率航空影像B.中分辨率衛(wèi)星影像C.低分辨率氣象衛(wèi)星影像D.特定波段的hyperspectral數(shù)據(jù)5.在處理復(fù)雜地理空間數(shù)據(jù)時，為了提高數(shù)據(jù)管理效率和空間分析性能，通常會將數(shù)據(jù)存儲在哪種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中？（）A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的二維表格B.網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫C.R樹索引結(jié)構(gòu)D.XML文件6.地理空間大數(shù)據(jù)分析在國土安全領(lǐng)域的應(yīng)用，其核心價值主要體現(xiàn)在能夠從海量、多源、異構(gòu)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)什么？（）A.地理坐標B.單一事件信息C.未知的模式、關(guān)聯(lián)和趨勢D.歷史檔案記錄7.對于需要精確測量地表點位的國土安全任務(wù)（如重要目標定位、地形測繪），以下哪種GNSS定位技術(shù)通常精度最高，但可能受電離層閃爍影響？（）A.偽距單點定位（SPS）B.載波相位動態(tài)定位（RTK）C.星基增強系統(tǒng)（SBAS）定位D.多星座GNSS組合定位8.在利用GIS進行災(zāi)害風險評估時，將不同類型的災(zāi)害易發(fā)性圖（如地震斷裂帶分布圖、洪水淹沒范圍圖）進行疊加，主要目的是什么？（）A.計算每個區(qū)域的災(zāi)害損失價值B.識別同時面臨多種災(zāi)害威脅的區(qū)域C.評估單一災(zāi)害類型的嚴重程度D.規(guī)劃災(zāi)害救援物資的運輸路線9.遙感影像的輻射定標是為了將傳感器記錄的原始DN值轉(zhuǎn)換為什么物理量，以便進行后續(xù)的地物參數(shù)反演和分析？（）A.地面反射率B.地面輻射亮度C.植被指數(shù)D.數(shù)字高程模型（DEM）10.在國土安全信息系統(tǒng)中，實現(xiàn)不同來源、不同比例尺、不同投影的地理空間數(shù)據(jù)能夠無縫集成和統(tǒng)一分析的基礎(chǔ)是？（）A.統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式B.坐標系和投影變換方法C.先進的計算機硬件D.精確的遙感傳感器標定二、填空題（每空2分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.利用遙感影像進行土地利用/覆蓋分類，常用的方法包括______分類和______分類。2.GIS的核心功能主要包括數(shù)據(jù)采集與編輯、空間查詢、______、空間分析和可視化。3.GNSS系統(tǒng)一般由空間段、控制段和______三部分組成。4.地理空間大數(shù)據(jù)處理中，為了處理海量數(shù)據(jù)并挖掘有效信息，常常需要采用分布式計算框架，如______或Spark。5.在邊境監(jiān)控中，遙感技術(shù)可以用于______，而GNSS可以用于______。6.評估遙感影像質(zhì)量時，常用的定量指標包括空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率和時間分辨率。7.為了確保不同來源的地理空間數(shù)據(jù)在地圖上準確對應(yīng)，需要進行______處理。8.在國土安全領(lǐng)域，地理空間數(shù)據(jù)共享與交換需要遵循相關(guān)的______和標準。9.利用GIS進行網(wǎng)絡(luò)分析，可以解決路徑規(guī)劃、資源分配、服務(wù)區(qū)劃分等實際問題。10.隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展，其在國土安全領(lǐng)域的地球信息應(yīng)用日益廣泛，例如利用深度學(xué)習(xí)進行遙感影像的______和目標的智能識別。三、判斷題（每小題2分，共20分。請將“正確”或“錯誤”填在題干后的括號內(nèi)）1.任何分辨率的遙感影像都可以用來精確監(jiān)測單個士兵的活動。（）2.GIS的空間分析功能僅限于處理點、線、面等矢量數(shù)據(jù)，無法處理柵格數(shù)據(jù)。（）3.GNSS信號在全球范圍內(nèi)是免費、公開、連續(xù)可用的。（）4.地理空間大數(shù)據(jù)分析的主要挑戰(zhàn)在于數(shù)據(jù)獲取，而非數(shù)據(jù)處理和分析。（）5.遙感圖像的幾何校正主要是消除由傳感器自身造成的系統(tǒng)性變形誤差。（）6.在國土安全應(yīng)用中，GIS和遙感技術(shù)可以相互替代，達到同樣的效果。（）7.利用多光譜或高光譜遙感數(shù)據(jù)可以更精細地識別地物的種類和性質(zhì)。（）8.邊境管控是地球信息科學(xué)在國土安全領(lǐng)域應(yīng)用最直接、最核心的場景之一。（）9.地理空間大數(shù)據(jù)分析的結(jié)果總是絕對準確、不容置疑的。（）10.為了提高定位精度，在國土安全應(yīng)用中應(yīng)盡可能將多個GNSS接收機組合使用，例如進行差分定位或組合導(dǎo)航。（）四、名詞解釋（每題3分，共15分）1.遙感圖像解譯2.空間數(shù)據(jù)模型3.基于位置的服務(wù)等（Location-basedServices,LBS）4.地理空間信息共享5.應(yīng)急地理空間信息五、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用遙感技術(shù)監(jiān)測土地利用變化的主要步驟。2.說明GIS在國土安全態(tài)勢感知中的作用。3.GNSS在海上維權(quán)行動中可能提供哪些關(guān)鍵信息支持？4.闡述地理空間大數(shù)據(jù)分析在自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中的應(yīng)用價值。六、論述題（10分）結(jié)合你所學(xué)的地球信息科學(xué)技術(shù)知識，論述其在維護國家邊境安全方面可以發(fā)揮哪些關(guān)鍵作用？請從數(shù)據(jù)獲取、信息處理、態(tài)勢分析、決策支持等多個角度進行闡述。試卷答案一、選擇題1.B解析：監(jiān)測邊境線兩側(cè)活動依賴于能夠看清細節(jié)的能力，即高分辨率。2.C解析：緩沖區(qū)分析是圍繞一個點或線要素創(chuàng)建一定距離區(qū)域的方法，常用于影響范圍分析。3.A解析：目標距離測量依賴精確距離計算，GNSS提供距離信息，但雷達本身也可測距。PVT中的時間對于同步、授時、軌跡推算都重要。4.B解析：中分辨率衛(wèi)星影像兼具覆蓋范圍廣和一定細節(jié)分辨率，適合大范圍動態(tài)監(jiān)測。5.C解析：R樹是常用的空間索引結(jié)構(gòu)，能高效支持空間查詢和分析操作。6.C解析：大數(shù)據(jù)分析的核心價值在于從海量數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏的模式和規(guī)律。7.B解析：RTK技術(shù)通過載波相位觀測，精度最高，但易受電離層閃爍影響。SBAS定位精度相對較低。8.B解析：疊加分析（OverlayAnalysis）可以將不同來源的易發(fā)性圖合并，識別疊加區(qū)域，即同時面臨多種災(zāi)害的區(qū)域。9.A解析：輻射定標是將傳感器記錄的數(shù)字量（DN）轉(zhuǎn)換為地物真實的反射率或輻射亮度等物理量。10.B解析：統(tǒng)一坐標系和投影是不同數(shù)據(jù)集能夠準確疊加、比較和聯(lián)合分析的基礎(chǔ)。二、填空題1.統(tǒng)計；分類解析：統(tǒng)計分類基于地物光譜特征的統(tǒng)計分布，分類分類（如決策樹、支持向量機）基于規(guī)則或模型進行分類。2.空間分析解析：GIS四大核心功能是數(shù)據(jù)操作、空間查詢、空間分析和可視化。3.用戶段（或用戶接收機）解析：GNSS系統(tǒng)構(gòu)成包括空間段（衛(wèi)星）、控制段（地面站）和用戶段（接收機）。4.Hadoop解析：Hadoop是廣泛使用的分布式計算框架，適用于地理空間大數(shù)據(jù)處理。5.目標探測/識別；精確定位解析：遙感可用于大范圍監(jiān)視探測目標，GNSS用于精確獲取目標位置。6.定性解析：影像質(zhì)量評估包括定量指標（分辨率、輻射等）和定性指標（影像清晰度、信息豐富度等）。7.投影解析：確保不同數(shù)據(jù)在地圖上準確對應(yīng)，需要進行坐標投影轉(zhuǎn)換，使其屬于同一投影坐標系。8.法律法規(guī)解析：數(shù)據(jù)共享交換需遵守國家相關(guān)法律法規(guī)和行業(yè)技術(shù)標準。9.路徑規(guī)劃解析：GIS網(wǎng)絡(luò)分析可解決路徑規(guī)劃、資源分配等問題，是重要應(yīng)用方向。10.目標檢測解析：AI在遙感影像應(yīng)用中，常用于自動檢測感興趣的目標。三、判斷題1.錯誤解析：監(jiān)測單個士兵活動需要極高分辨率（亞米級）的遙感影像，且通常需要結(jié)合紅外等手段，普通遙感難以實現(xiàn)。2.錯誤解析：GIS既能處理矢量數(shù)據(jù)，也能處理柵格數(shù)據(jù)（如遙感影像），并對其進行分析。3.正確解析：GNSS系統(tǒng)設(shè)計初衷即為全球公用，免費、連續(xù)提供服務(wù)。4.錯誤解析：地理空間大數(shù)據(jù)處理和分析是主要挑戰(zhàn)，涉及技術(shù)、算法、人才等多方面。5.正確解析：幾何校正主要消除傳感器成像時產(chǎn)生的系統(tǒng)性幾何畸變。6.錯誤解析：GIS和遙感是互補的技術(shù)，各有優(yōu)勢，不能完全替代。7.正確解析：多光譜（多個波段）和高光譜（數(shù)百個波段）數(shù)據(jù)能提供更豐富的地物光譜信息，利于精細識別。8.正確解析：邊境管控是地球信息科學(xué)在國土安全中應(yīng)用最直接、最典型的領(lǐng)域之一。9.錯誤解析：地理空間大數(shù)據(jù)分析結(jié)果受數(shù)據(jù)質(zhì)量、模型算法、分析方法等多種因素影響，存在不確定性。10.正確解析：組合使用多個GNSS接收機（如多頻接收機、多系統(tǒng)接收機或進行差分定位）能有效提高定位精度和可靠性。四、名詞解釋1.遙感圖像解譯：指利用遙感影像，結(jié)合專業(yè)知識、輔助資料，通過目視判讀或計算機自動/半自動分類等方法，識別地物屬性、提取地物信息、分析地物現(xiàn)象變化的過程。2.空間數(shù)據(jù)模型：用于有效地組織和表達地理空間數(shù)據(jù)及其相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型，它定義了空間數(shù)據(jù)的基本結(jié)構(gòu)、操作和約束，常見的有矢量模型、柵格模型和面向?qū)ο竽Ｐ偷取?.基于位置的服務(wù)等（Location-basedServices,LBS）：一類根據(jù)用戶的位置信息提供相關(guān)應(yīng)用服務(wù)的技術(shù)系統(tǒng)，常結(jié)合地圖、導(dǎo)航、信息查詢等功能，在國土安全中可用于人員定位、應(yīng)急指揮、區(qū)域警戒等。4.地理空間信息共享：指在法律法規(guī)和標準規(guī)范指導(dǎo)下，將不同部門、不同層級、不同來源的地理空間數(shù)據(jù)資源進行整合、交換和發(fā)布，以實現(xiàn)資源共享和協(xié)同應(yīng)用的過程。5.應(yīng)急地理空間信息：在自然災(zāi)害、事故災(zāi)難、公共衛(wèi)生事件等突發(fā)事件應(yīng)急響應(yīng)和恢復(fù)過程中，用于支持監(jiān)測預(yù)警、風險評估、指揮調(diào)度、資源管理、災(zāi)情評估和輔助決策的地理空間信息。五、簡答題1.簡述利用遙感技術(shù)監(jiān)測土地利用變化的主要步驟。答：主要步驟包括：①獲取時相差異的遙感影像（如多期衛(wèi)星影像）；②對影像進行預(yù)處理（輻射校正、幾何校正、大氣校正）；③進行圖像解譯或分類，提取土地覆蓋類型信息；④對不同時相的土地覆蓋結(jié)果進行疊置比較，識別變化區(qū)域；⑤對變化區(qū)域進行量算，分析變化類型（如耕地轉(zhuǎn)用、建設(shè)用地擴張等）、面積、速度和空間分布特征；⑥整理分析結(jié)果，形成土地利用變化報告或數(shù)據(jù)庫。2.說明GIS在國土安全態(tài)勢感知中的作用。答：GIS在國土安全態(tài)勢感知中作用關(guān)鍵，主要體現(xiàn)在：①提供統(tǒng)一的空間視圖，整合顯示各類安全相關(guān)信息（如地形、邊界、設(shè)施、風險區(qū)、動態(tài)監(jiān)控點等）；②支持多源信息融合與可視化，直觀展示安全態(tài)勢；③實現(xiàn)空間查詢與統(tǒng)計分析，快速提取與評估態(tài)勢要素特征；④進行模擬推演與風險評估，預(yù)測態(tài)勢發(fā)展變化；⑤輔助決策支持，為指揮調(diào)度提供空間依據(jù)。3.GNSS在海上維權(quán)行動中可能提供哪些關(guān)鍵信息支持？答：GNSS在海上維權(quán)中提供關(guān)鍵信息支持：①精確定位：為執(zhí)法船艇、飛機提供實時、精確的位置信息，用于導(dǎo)航、定位目標、劃定管轄海域；②時間同步：為海上通信、數(shù)據(jù)傳輸、證據(jù)記錄提供精確的時間基準，確保信息同步性和有效性；③軌跡記錄：記錄目標（自身或他國船只）的運動軌跡，用于監(jiān)控、取證和評估行為；④組合導(dǎo)航：與其他傳感器（如雷達、AIS）組合，提高復(fù)雜海況下的導(dǎo)航定位精度和可靠性。4.闡述地理空間大數(shù)據(jù)分析在自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中的應(yīng)用價值。答：地理空間大數(shù)據(jù)分析在自然災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)中具有重要價值：①快速監(jiān)測與評估：利用遙感、社交媒體、物聯(lián)網(wǎng)等多源數(shù)據(jù)，快速監(jiān)測災(zāi)害影響范圍、損失情況；②精準預(yù)警與預(yù)測：分析歷史數(shù)據(jù)和實時數(shù)據(jù)，預(yù)測災(zāi)害發(fā)展趨勢，提高預(yù)警精度；③智能輔助決策：分析災(zāi)害影響、資源分布、交通狀況等，為救援路線規(guī)劃、避難場所選址、物資調(diào)配提供優(yōu)化方案；④高效資源調(diào)度：實時追蹤救援力量和物資位置，優(yōu)化調(diào)度，提高響應(yīng)效率；⑤全鏈條追溯與優(yōu)化：對應(yīng)急響應(yīng)全過程數(shù)據(jù)進行分析，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，優(yōu)化未來應(yīng)急準備和響應(yīng)策略。六、論述題結(jié)合你所學(xué)的地球信息科學(xué)技術(shù)知識，論述其在維護國家邊境安全方面可以發(fā)揮哪些關(guān)鍵作用？請從數(shù)據(jù)獲取、信息處理、態(tài)勢分析、決策支持等多個角度進行闡述。答：地球信息科學(xué)技術(shù)在維護國家邊境安全方面發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵作用，主要體現(xiàn)在以下幾個層面：首先，在數(shù)據(jù)獲取層面，地球信息科學(xué)提供了多樣化、全天候、大范圍的數(shù)據(jù)獲取手段。遙感技術(shù)（衛(wèi)星遙感、航空遙感、無人機遙感）能夠?qū)崟r或定期獲取邊境區(qū)域的影像數(shù)據(jù)，不受地理條件和天氣狀況限制，可覆蓋廣闊的陸地和近海區(qū)域。高分辨率遙感影像可用于細節(jié)觀察，識別人員活動、車輛通行、可疑設(shè)施等；多光譜、高光譜數(shù)據(jù)有助于區(qū)分地物類型。GNSS技術(shù)不僅能自身定位，還能用于導(dǎo)航、目標跟蹤和時間同步，為邊境巡邏、監(jiān)控提供精確時空基準。地理空間大數(shù)據(jù)技術(shù)則能整合整合視頻監(jiān)控、無人機、移動通信、社交媒體等多源異構(gòu)信息，構(gòu)建邊境區(qū)域的綜合信息感知網(wǎng)絡(luò)