2025年大學《地球信息科學與技術》專業(yè)題庫——地球信息技術在資源調(diào)查中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共30分）1.簡述遙感影像在礦產(chǎn)資源調(diào)查中主要利用的地質(zhì)信息標志及其原理。2.描述地理信息系統(tǒng)（GIS）在土地資源評價中常用的空間分析方法及其作用。3.說明全球定位系統(tǒng)（GPS）在大型資源勘探工程測量中相較于傳統(tǒng)測量方法的主要優(yōu)勢。4.地球信息技術在水資源調(diào)查中可以應用于哪些方面？請列舉至少三個具體應用實例。5.簡述三維激光掃描技術在獲取地表資源（如地形地貌、植被覆蓋）信息方面相較于傳統(tǒng)遙感方法的特點和優(yōu)勢。6.結合資源調(diào)查實例，簡述將遙感、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)三種技術集成應用的意義。二、論述題（每題10分，共20分）1.論述大數(shù)據(jù)和人工智能技術如何推動地球信息科學在資源調(diào)查與管理領域的變革。2.以某種具體資源（如煤炭、石油、地下水）為例，論述地球信息技術在其勘查、評價與可持續(xù)利用監(jiān)測中的綜合應用流程。三、案例分析題（每題25分，共50分）1.某地區(qū)需要調(diào)查評價其土地資源適宜性，用于農(nóng)業(yè)發(fā)展規(guī)劃。假設已有該區(qū)域的遙感影像、數(shù)字高程模型（DEM）、土壤類型圖和交通網(wǎng)絡數(shù)據(jù)。請簡述利用地理信息系統(tǒng)（GIS）進行土地資源適宜性評價的主要步驟和需要考慮的關鍵因素。2.某礦產(chǎn)資源公司計劃在一個新區(qū)進行礦產(chǎn)勘查，初步懷疑存在某種金屬礦產(chǎn)。假設可獲取該區(qū)域的航空遙感多光譜影像和雷達影像，以及部分地面地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)。請設計一個利用遙感技術進行礦產(chǎn)勘查的初步方案，說明需要提取哪些遙感信息特征，以及如何利用這些特征輔助判斷礦產(chǎn)存在的可能性。試卷答案一、簡答題1.答案：遙感影像在礦產(chǎn)資源調(diào)查中利用的主要地質(zhì)信息標志包括：航片上的線性構造（斷層、褶皺）、環(huán)形構造（背斜、向斜、火山口）、巖性色彩差異（不同巖礦反射特性不同）、影象組合特征（如巖層、礦體、圍巖的形態(tài)、大小、紋理）、水文地質(zhì)地貌特征（如泉、泉線、礦泉、鹽湖、干鹽湖等指示礦物存在的線索）以及第四紀地質(zhì)現(xiàn)象（如滑坡、崩塌、泥石流等可能揭露基巖和礦產(chǎn)）。其原理主要是基于不同地物對電磁波輻射和反射特性的差異，通過解譯這些差異表現(xiàn)出的影象特征來推斷地質(zhì)構造、巖性和礦化信息。解析思路：本題考查遙感技術在礦產(chǎn)勘查中的應用基礎。需要學生掌握遙感信息標志（線狀、環(huán)狀構造，巖性差異，特殊地貌水體等）與礦產(chǎn)、地質(zhì)構造之間可能存在的成因聯(lián)系，并理解其基本成像原理（地物電磁波特性差異導致影象差異）。2.答案：GIS在土地資源評價中常用的空間分析方法包括：疊置分析（如土地適宜性評價中，將土壤類型圖、坡度圖、水源距離圖等疊加）、緩沖區(qū)分析（如評估某保護地周邊一定范圍內(nèi)的土地利用影響）、網(wǎng)絡分析（如確定土地服務設施的最佳布局點）、地形分析（如計算坡度、坡向、地形起伏度等影響土地利用的因素）。這些分析方法的作用在于能夠綜合利用多源土地相關數(shù)據(jù)，定量評價土地的適宜性、限制性，識別土地資源分布規(guī)律，為土地規(guī)劃、管理和決策提供科學依據(jù)。解析思路：本題考查GIS在土地評價中的核心功能。要求學生熟悉GIS的基本空間分析功能（疊置、緩沖、網(wǎng)絡、地形分析）的名稱，并能闡述其在土地評價中的具體應用場景及其目的（定量化評價、識別規(guī)律、輔助決策）。3.答案：GPS在大型資源勘探工程測量中的主要優(yōu)勢在于：①精度高，尤其采用差分GPS（DGPS）或?qū)崟r動態(tài)（RTK）技術時，可達到厘米級精度，滿足勘探工程對點位精度的要求；②作業(yè)效率高，可實現(xiàn)全天候、快速、自動化的三維定位，大大縮短野外測量工期；③數(shù)據(jù)處理方便，可直接獲取帶有時間戳的坐標數(shù)據(jù)，易于與GIS、遙感等其他技術集成；④相比傳統(tǒng)光學測量或全站儀測量，不受通視條件限制，尤其適合地形復雜、通視困難的勘探區(qū)。解析思路：本題考查GPS技術在工程測量中的優(yōu)勢。需要學生對比GPS與傳統(tǒng)測量方法（如光學經(jīng)緯儀、全站儀）在精度、效率、全天候作業(yè)能力、數(shù)據(jù)處理便捷性及對通視條件要求等方面的差異，并聚焦于大型資源勘探工程的具體需求來闡述GPS的優(yōu)勢。4.答案：地球信息技術在水資源調(diào)查中可以應用于：①水資源普查與評價：利用遙感技術監(jiān)測水體范圍、變化，評估地表水資源；利用GIS進行地下水資源評價，分析含水層分布、富水性等；②水環(huán)境監(jiān)測：利用遙感監(jiān)測水體富營養(yǎng)化、水華、排污口分布等；利用GIS管理污染源信息，進行環(huán)境影響評價；③水旱災害監(jiān)測預警：利用遙感監(jiān)測旱情、洪水范圍與進展；利用GIS進行災害風險評估與預警；④水資源規(guī)劃與管理：利用GIS進行水資源供需分析、優(yōu)化配置、水利工程選址等。解析思路：本題考查地球信息技術在水資源領域的廣泛應用。要求學生能列舉出遙感、GIS等技術在水資源普查、環(huán)境監(jiān)測、災害預警、規(guī)劃管理等不同環(huán)節(jié)的具體應用實例，體現(xiàn)技術的多樣性。5.答案：三維激光掃描技術獲取地表資源信息的特點和優(yōu)勢在于：①高精度和高密度：能夠獲取厘米級精度、數(shù)十萬甚至上百萬點的密集三維坐標數(shù)據(jù)，生成高分辨率的三維點云模型，細節(jié)表現(xiàn)能力強；②非接觸式測量：無需接觸目標，可安全快速地獲取危險或難以到達區(qū)域（如陡峭山體、大型設備）的地表信息；③采集信息全面：一次掃描即可獲取目標表面的完整幾何形狀和紋理信息，數(shù)據(jù)維度豐富；④實時性：部分移動掃描系統(tǒng)可實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集；相較于傳統(tǒng)遙感（主要提供二維影像或有限高度信息），三維激光掃描能直接獲取精確的三維空間數(shù)據(jù)，更適合需要精確幾何模型的資源調(diào)查任務。解析思路：本題考查三維激光掃描技術的特點與優(yōu)勢。需要學生對比三維激光掃描與傳統(tǒng)遙感（主要是二維影像）在精度、密度、數(shù)據(jù)維度（幾何+紋理）、測量方式（接觸/非接觸）、實時性等方面的差異，并針對獲取“地表資源（地形地貌、植被）”信息的需求，說明其優(yōu)勢所在。6.答案：集成應用遙感、GIS和GPS三種技術進行資源調(diào)查意義重大，主要體現(xiàn)在：①實現(xiàn)多源信息融合：綜合利用遙感獲取的宏觀、概略信息，GPS獲取的精確空間位置信息，以及GIS強大的數(shù)據(jù)管理、分析和可視化功能，形成更全面、準確的資源信息體系；②提高調(diào)查效率與精度：遙感可快速覆蓋大范圍獲取初步信息，GPS可精確定位關鍵點和采樣點，GIS可進行空間分析和模型構建，各技術優(yōu)勢互補，協(xié)同工作，提升整體調(diào)查效率與成果精度；③增強決策支持能力：集成系統(tǒng)可提供從數(shù)據(jù)采集、處理、分析到可視化決策支持的完整解決方案，為資源評價、規(guī)劃、管理和監(jiān)測提供更科學、動態(tài)的依據(jù)。解析思路：本題考查多源信息集成的重要性。要求學生理解每種技術（遙感、GIS、GPS）各自的功能特點，并闡述將它們集成起來進行資源調(diào)查時，能夠如何實現(xiàn)優(yōu)勢互補、提高效率精度、增強信息表達和決策支持能力。二、論述題1.答案：大數(shù)據(jù)和人工智能技術正在深刻變革地球信息科學在資源調(diào)查與管理領域。大數(shù)據(jù)技術使得處理和分析海量、多源（遙感影像、地面測量、傳感器網(wǎng)絡、歷史文獻等）資源數(shù)據(jù)成為可能，通過數(shù)據(jù)挖掘發(fā)現(xiàn)隱藏的資源分布模式、預測資源潛力。人工智能，特別是機器學習算法，能夠自動從復雜的遙感影像中智能識別和提取地物信息（如礦產(chǎn)異常、土地利用變化），實現(xiàn)更高精度和效率的解譯。AI還可以構建資源預測模型，基于歷史數(shù)據(jù)和多種影響因素（如地質(zhì)構造、氣候、環(huán)境）預測資源儲量和分布趨勢。此外，AI驅(qū)動的智能決策支持系統(tǒng)有助于優(yōu)化資源勘查布局、實現(xiàn)資源的精準管理和可持續(xù)利用監(jiān)測，推動資源調(diào)查向智能化、精準化、預測性方向發(fā)展。解析思路：本題考查前沿技術在資源調(diào)查中的變革作用。要求學生論述大數(shù)據(jù)（處理海量數(shù)據(jù)、挖掘模式）和人工智能（特別是機器學習，自動解譯、預測建模）如何分別或在結合上，提升資源調(diào)查的精度、效率、智能化水平，并舉例說明其在數(shù)據(jù)挖掘、智能解譯、預測建模、智能決策支持等方面的具體應用和帶來的變革。2.答案：以煤炭資源為例，地球信息技術在其勘查、評價與可持續(xù)利用監(jiān)測中的綜合應用流程大致如下：①勘查階段：利用遙感技術（如航空/衛(wèi)星影像）進行區(qū)域地質(zhì)背景分析，識別有利成煤環(huán)境；利用GIS管理地質(zhì)圖件、鉆孔數(shù)據(jù)、物探資料，進行成礦條件綜合分析，圈定重點勘查區(qū)；在重點區(qū)，利用GPS進行勘探工程（如鉆孔、探槽）的精確定位和測量；利用三維激光掃描等技術獲取巷道、工作面等空間信息。②評價階段：利用GIS進行煤層展布、厚度、儲量計算；結合遙感和物探數(shù)據(jù)（如雷達、重力）進行隱伏煤層探測；利用GIS進行礦井地質(zhì)災害（如瓦斯、水、火、頂板）風險評估。③可持續(xù)利用監(jiān)測階段：利用遙感（如多光譜、高光譜）監(jiān)測地表沉陷、植被變化；利用GIS疊加分析沉陷區(qū)與建筑物、水體關系；利用GPS監(jiān)測礦井生產(chǎn)活動、環(huán)境參數(shù)（如空氣質(zhì)量、水質(zhì)）；利用GIS建立礦井資源與環(huán)境影響動態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，為資源合理開采和環(huán)境治理提供依據(jù)。解析思路：本題考查綜合技術在具體資源調(diào)查全流程的應用。要求學生以一個具體資源（煤炭）為實例，系統(tǒng)性地闡述遙感、GIS、GPS等技術在勘查（區(qū)域分析、重點區(qū)圈定、工程定位）、評價（儲量計算、隱伏資源探測、災害評估）和監(jiān)測（環(huán)境監(jiān)測、動態(tài)管理）等不同階段的具體應用方法和作用，體現(xiàn)技術的集成應用和流程覆蓋。三、案例分析題1.答案：利用GIS進行土地資源適宜性評價的主要步驟和關鍵因素如下：①數(shù)據(jù)準備：收集并整理評價所需的各類數(shù)據(jù)，包括遙感影像（用于提取土地利用現(xiàn)狀、植被覆蓋等信息）、DEM（用于計算坡度、坡向等地形因子）、土壤類型圖（土壤肥力、質(zhì)地等）、交通網(wǎng)絡數(shù)據(jù)（距離市中心或市場的可達性）、氣候數(shù)據(jù)（光照、降水等）、水系分布圖（灌溉便利性）等，并統(tǒng)一坐標系統(tǒng)，進行數(shù)據(jù)預處理（如矢量化、柵格化、重分類）。②確定評價指標體系：根據(jù)土地用途（如農(nóng)業(yè)、建設用地），選擇合適的評價指標，如地形因子（坡度、坡向）、土壤因子（質(zhì)地、肥力、有機質(zhì)含量）、水文條件（距離水源、灌溉保證率）、交通條件（距離道路）、社會經(jīng)濟因素（人口密度、市場距離）等。③建立適宜性評價模型：通常采用層次分析法（AHP）確定各指標的權重，然后通過GIS空間分析（如疊置分析）將各指標的適宜性等級圖進行加權求和，生成土地資源適宜性評價圖，通常劃分為適宜、較適宜、一般、不適宜等等級。④結果分析與解譯：對評價結果進行可視化展示，結合實際情況（如特殊地塊限制）進行修正，分析不同區(qū)域土地適宜性的空間分布特征，為土地規(guī)劃提供依據(jù)。關鍵因素包括：①數(shù)據(jù)的準確性、完整性和現(xiàn)勢性；②評價指標體系選擇的科學性與合理性；③權重確定的客觀性；④GIS空間分析方法的恰當應用。解析思路：本題考查GIS土地評價的核心流程和關鍵點。要求學生描述標準的GIS土地評價步驟（數(shù)據(jù)準備、指標體系、模型建立、結果分析），并能在步驟中融入GIS的具體操作（疊置分析），同時指出影響評價結果質(zhì)量的關鍵因素（數(shù)據(jù)、指標、權重、方法）。2.答案：利用遙感技術進行礦產(chǎn)勘查的初步方案設計如下：①數(shù)據(jù)獲?。韩@取目標區(qū)域的航空或衛(wèi)星遙感影像，包括可見光、近紅外、短波紅外等多光譜數(shù)據(jù)，以及雷達（SAR）影像。同時，收集該區(qū)域已有的地質(zhì)圖、礦產(chǎn)分布資料、地面地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)（若有的話）。②遙感信息特征提?。豪眠b感影像進行信息解譯，重點提取與礦產(chǎn)勘查相關的地質(zhì)信息標志：a.遙感異常識別：在多光譜影像上，尋找與礦化蝕變相關的植被異常（如紅土、青土）、色彩異常（如特定礦物反射率特征）、水體異常（如礦泉、鹽湖、干鹽湖）；在雷達影像上，關注線性構造（斷層、褶皺，可能控礦）、環(huán)形構造（背斜、向斜、火山構造）、影象組合特征（如巖層接觸關系、礦體圍巖特征）。b.圖像處理增強：可對影像進行輻射校正、幾何校正、大氣校正，并進行圖像增強處理（如比值運算、主成分分析、圖像分類等），突出特定地物信息。c.解譯標志建立：結合已知地質(zhì)礦產(chǎn)資料，建立遙感解譯標志體系，明確不同影象特征與礦產(chǎn)、地質(zhì)構造的對應關系。③初步推斷與驗證：根據(jù)提取的遙感信息特征，結合地質(zhì)背景知識，初步圈定有礦產(chǎn)潛力的區(qū)域或