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)在環(huán)境保護(hù)政策制定中的作用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述遙感技術(shù)在監(jiān)測水體污染方面的主要應(yīng)用方法及其優(yōu)勢。2.描述地理信息系統(tǒng)（GIS）在生態(tài)環(huán)境敏感性評價(jià)中的基本步驟和常用分析方法。3.解釋什么是數(shù)字地球，并說明其在環(huán)境保護(hù)政策制定中能提供哪些方面的支持。4.闡述地理信息系統(tǒng)工程在環(huán)境保護(hù)規(guī)劃與管理項(xiàng)目中的重要作用。二、論述題（每題10分，共30分）5.結(jié)合具體環(huán)境問題（如霧霾治理、濕地保護(hù)或土壤侵蝕防治），論述地球信息技術(shù)如何為環(huán)境影響的評估與預(yù)測提供科學(xué)依據(jù)，并說明其局限性。6.探討大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)在提升環(huán)境保護(hù)政策制定與執(zhí)行效率方面的潛在應(yīng)用場景，并分析可能面臨的挑戰(zhàn)。7.分析利用地球信息科學(xué)手段進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測過程中，涉及到的數(shù)據(jù)隱私保護(hù)、信息安全及倫理問題，并提出相應(yīng)的應(yīng)對策略。三、案例應(yīng)用題（每題15分，共45分）8.某區(qū)域近年來面臨沙塵暴問題日益嚴(yán)重的情況。假設(shè)你負(fù)責(zé)該區(qū)域的環(huán)境保護(hù)政策研究工作，請說明你會(huì)如何綜合運(yùn)用遙感、GIS及相關(guān)地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，對該區(qū)域土地沙化狀況進(jìn)行監(jiān)測、評估與動(dòng)態(tài)分析，并為制定防沙治沙政策提供決策支持信息。9.某城市計(jì)劃在近郊建設(shè)一個(gè)新的生態(tài)公園，以改善區(qū)域生態(tài)環(huán)境和提升居民生活質(zhì)量。請闡述在項(xiàng)目規(guī)劃階段，如何利用GIS空間分析技術(shù)，評估候選地點(diǎn)的環(huán)境承載力、生態(tài)敏感性、交通便利性等因素，并篩選出最優(yōu)的公園建設(shè)地點(diǎn)，形成初步的空間規(guī)劃建議。10.假設(shè)政府需要制定一項(xiàng)關(guān)于控制工業(yè)點(diǎn)源污染物排放的政策，并要求建立一套有效的監(jiān)管體系。請論述如何利用衛(wèi)星遙感、GIS數(shù)據(jù)庫、物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)，構(gòu)建一個(gè)環(huán)境監(jiān)管信息平臺，實(shí)現(xiàn)對重點(diǎn)排污企業(yè)的實(shí)時(shí)監(jiān)控、排放狀況的智能分析和違規(guī)行為的及時(shí)預(yù)警，從而支持政策的有效實(shí)施和評估。試卷答案一、簡答題1.答案：遙感技術(shù)通過獲取水體的光學(xué)、熱紅外和微波等信息，可監(jiān)測水體顏色變化（指示污染）、溫度異常（指示熱污染）、懸浮物濃度（指示泥沙或浮游生物異常）、油污slick（紅外或雷達(dá)探測）、熱排放口位置與范圍等。優(yōu)勢在于可快速、大范圍、動(dòng)態(tài)監(jiān)測，獲取不易到達(dá)區(qū)域信息，成本相對較低，適合進(jìn)行長期變化監(jiān)測和趨勢分析。解析思路：考察對遙感基本原理在特定環(huán)境監(jiān)測領(lǐng)域應(yīng)用的掌握。需回答監(jiān)測的具體指標(biāo)（對應(yīng)不同污染類型）以及遙感手段（光學(xué)、熱紅外、微波）的應(yīng)用。優(yōu)勢部分需突出其與傳統(tǒng)監(jiān)測手段相比在時(shí)空覆蓋、效率、成本和動(dòng)態(tài)監(jiān)測方面的特點(diǎn)。2.答案：基本步驟包括：數(shù)據(jù)收集（地形圖、地質(zhì)圖、土壤圖、植被圖、氣象數(shù)據(jù)等）；數(shù)據(jù)預(yù)處理（地理配準(zhǔn)、輻射校正、投影變換、數(shù)據(jù)融合等）；敏感因子選取與量化（如地形起伏、坡度、土壤類型、植被覆蓋度、人類活動(dòng)強(qiáng)度等）；因子圖層疊加（通常采用邏輯運(yùn)算或加權(quán)求和的方法）；敏感性分級（根據(jù)綜合得分，利用閾值法或自然斷點(diǎn)法等將區(qū)域劃分為不同敏感級別）；結(jié)果分析與制圖（分析敏感區(qū)分布特征，制作敏感性評價(jià)圖）。常用分析方法包括疊加分析、緩沖區(qū)分析等。解析思路：考察GIS在生態(tài)環(huán)境評價(jià)中的流程和方法。需概述標(biāo)準(zhǔn)化的工作流程，并提及關(guān)鍵步驟中的具體操作（如預(yù)處理內(nèi)容、因子選擇示例、疊加方法）。同時(shí)要能列舉并簡要說明常用的空間分析方法及其在此類評價(jià)中的應(yīng)用。3.答案：數(shù)字地球是以地理坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨率、海量、多維度、快速、動(dòng)態(tài)和智能化特征的地球信息資源庫和虛擬系統(tǒng)。它通過集成遙感、GIS、GPS、互聯(lián)網(wǎng)等多種技術(shù)和信息資源，構(gòu)建一個(gè)可感知、可操作、可認(rèn)識的虛擬地球。在環(huán)境保護(hù)政策制定中，可提供全局性、可視化、交互式的環(huán)境信息瀏覽與分析平臺，支持環(huán)境態(tài)勢監(jiān)測、污染擴(kuò)散模擬、資源環(huán)境承載力評估、政策情景推演、公眾信息服務(wù)等。解析思路：考察對數(shù)字地球概念及其內(nèi)涵的理解。首先要準(zhǔn)確定義數(shù)字地球。其次要說明其核心特征（多分辨率、海量等）。最后重點(diǎn)闡述其在環(huán)境政策制定中的具體支持作用，如信息集成、可視化分析、模擬推演、決策支持等。4.答案：地理信息系統(tǒng)工程在環(huán)境保護(hù)規(guī)劃與管理中作用重大。在規(guī)劃階段，可用于環(huán)境資源調(diào)查與評價(jià)、生態(tài)環(huán)境敏感性分析、適宜性評價(jià)（如土地利用適宜性）、規(guī)劃方案的空間布局與模擬評估（如規(guī)劃方案對環(huán)境的影響預(yù)測）。在管理階段，可用于建立環(huán)境管理信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、管理業(yè)務(wù)的集成管理；支持環(huán)境動(dòng)態(tài)監(jiān)測與預(yù)警；輔助制定環(huán)境監(jiān)管策略和應(yīng)急響應(yīng)方案；為環(huán)境質(zhì)量評估、政策效果評價(jià)提供技術(shù)支撐。解析思路：考察對GIS工程綜合應(yīng)用能力的理解。需從規(guī)劃和管理兩個(gè)主要環(huán)節(jié)展開，分別說明GIS工程在數(shù)據(jù)管理、空間分析、模型應(yīng)用、決策支持等方面的具體作用。強(qiáng)調(diào)其從規(guī)劃到管理的全鏈條應(yīng)用價(jià)值。二、論述題5.答案：地球信息技術(shù)在環(huán)境影響評估與預(yù)測中作用顯著。例如，利用遙感監(jiān)測植被退化、水體富營養(yǎng)化、土壤侵蝕等，結(jié)合GIS進(jìn)行空間疊加分析，評估污染源影響范圍和程度；利用GIS構(gòu)建環(huán)境模型（如大氣擴(kuò)散模型、水文模型），結(jié)合實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)（可通過傳感器網(wǎng)絡(luò)獲取并集成到GIS中），預(yù)測污染物遷移轉(zhuǎn)化路徑和未來濃度分布，為制定防控措施提供依據(jù)。局限性在于：遙感數(shù)據(jù)可能存在分辨率限制、云雨覆蓋影響、對某些污染物的識別能力有限；GIS模型依賴輸入數(shù)據(jù)的精度和準(zhǔn)確性，參數(shù)設(shè)定有不確定性；模型預(yù)測結(jié)果受算法假設(shè)和計(jì)算精度的限制；技術(shù)本身成本較高，需要專業(yè)人才操作。解析思路：考察綜合運(yùn)用多種地球信息技術(shù)解決復(fù)雜環(huán)境問題的能力。需先闡述技術(shù)（遙感、GIS、模型）如何應(yīng)用于評估（現(xiàn)狀分析、影響范圍）和預(yù)測（未來趨勢）。然后需辯證地分析其局限性，從數(shù)據(jù)源、模型、成本、人才等多個(gè)維度進(jìn)行論述，體現(xiàn)全面性和批判性思維。6.答案：大數(shù)據(jù)和人工智能在環(huán)境保護(hù)政策制定與執(zhí)行中潛力巨大。應(yīng)用場景包括：利用大數(shù)據(jù)分析城市交通流量、氣象數(shù)據(jù)、社交媒體信息等，智能預(yù)測重污染天氣并提前發(fā)布預(yù)警；基于物聯(lián)網(wǎng)傳感器網(wǎng)絡(luò)和大數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)對水質(zhì)、空氣質(zhì)量、噪聲的實(shí)時(shí)、精細(xì)監(jiān)測與污染源智能追蹤；利用AI和大數(shù)據(jù)挖掘歷史環(huán)境數(shù)據(jù)、法規(guī)政策文件、專家知識，構(gòu)建環(huán)境決策支持系統(tǒng)，輔助進(jìn)行政策模擬與效果評估；通過大數(shù)據(jù)分析公眾環(huán)境訴求，為環(huán)境政策制定提供民意支持依據(jù)；利用無人機(jī)、衛(wèi)星遙感結(jié)合AI進(jìn)行大范圍、高精度環(huán)境監(jiān)測（如非法排污、盜伐森林）。解析思路：考察對前沿技術(shù)在傳統(tǒng)領(lǐng)域應(yīng)用前景的拓展能力。需明確指出大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)，并列舉具體的、具有前瞻性的應(yīng)用場景，如智能預(yù)測、智能監(jiān)測、智能決策支持、民意分析、智能執(zhí)法等。同時(shí)要能分析這些應(yīng)用可能面臨的挑戰(zhàn)，如數(shù)據(jù)質(zhì)量、算法偏見、隱私安全、技術(shù)融合難度等。7.答案：應(yīng)用地球信息科學(xué)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測涉及的倫理與安全問題主要包括：數(shù)據(jù)隱私保護(hù)，如利用遙感或GIS分析可能間接泄露個(gè)人或敏感區(qū)域（如特定小區(qū)、重要設(shè)施）的信息；數(shù)據(jù)安全，海量環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)（特別是涉及國家安全或商業(yè)秘密的數(shù)據(jù)）易受網(wǎng)絡(luò)攻擊或泄露；倫理偏見，算法設(shè)計(jì)可能隱含偏見，導(dǎo)致監(jiān)測或評估結(jié)果不公；技術(shù)應(yīng)用濫用，如過度監(jiān)控可能侵犯公眾隱私或企業(yè)商業(yè)秘密；數(shù)據(jù)所有權(quán)與共享機(jī)制不明確。應(yīng)對策略包括：建立健全相關(guān)法律法規(guī)，明確數(shù)據(jù)采集、處理、使用、共享的邊界和責(zé)任；采用數(shù)據(jù)脫敏、加密、匿名化等技術(shù)手段保護(hù)敏感信息；加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)能力建設(shè)；確保算法的透明度和公平性，進(jìn)行倫理審查；制定合理的數(shù)據(jù)共享政策，平衡信息公開與隱私保護(hù)。解析思路：考察對技術(shù)應(yīng)用背后社會(huì)、倫理、法律問題的關(guān)注和思考能力。需能識別出在環(huán)境監(jiān)測中可能出現(xiàn)的具體問題，并從法律、技術(shù)、倫理、管理等多個(gè)層面提出具有建設(shè)性的應(yīng)對策略。體現(xiàn)對學(xué)生綜合素質(zhì)和社會(huì)責(zé)任感的培養(yǎng)。三、案例應(yīng)用題8.答案：運(yùn)用地球信息技術(shù)監(jiān)測評估土地沙化狀況，首先進(jìn)行多源數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，包括長時(shí)間序列的陸地衛(wèi)星（Landsat）或高分衛(wèi)星遙感影像、地形數(shù)據(jù)（DEM）、氣象數(shù)據(jù)（降水、風(fēng)速）、土地利用/覆蓋數(shù)據(jù)、地面沙化監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)等。利用遙感影像進(jìn)行監(jiān)督或非監(jiān)督分類，提取土地覆蓋信息，特別是沙漠、沙化土地、綠洲等類別。通過計(jì)算植被指數(shù)（如NDVI），評估植被覆蓋狀況及其變化。利用GIS進(jìn)行空間分析：計(jì)算不同區(qū)域沙化土地的面積、比例和空間分布；利用地形數(shù)據(jù)和氣象數(shù)據(jù)，分析沙化風(fēng)險(xiǎn)因子（如風(fēng)力侵蝕、水資源短缺）的空間分布格局；結(jié)合地面監(jiān)測數(shù)據(jù)，驗(yàn)證和修正遙感反演結(jié)果；建立沙化動(dòng)態(tài)監(jiān)測模型，分析不同時(shí)間段沙化擴(kuò)張/退縮的趨勢和速率；生成沙化監(jiān)測評估報(bào)告和動(dòng)態(tài)變化圖件，為制定和調(diào)整防沙治沙政策提供空間依據(jù)和決策支持。解析思路：考察將遙感、GIS技術(shù)綜合應(yīng)用于解決具體環(huán)境問題的完整流程設(shè)計(jì)能力。需涵蓋數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理、信息提?。ǚ诸?、植被指數(shù)）、空間分析（面積統(tǒng)計(jì)、格局分析、風(fēng)險(xiǎn)因子關(guān)聯(lián)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測）、結(jié)果表達(dá)（報(bào)告、圖件）等環(huán)節(jié)。強(qiáng)調(diào)多源數(shù)據(jù)融合、多種技術(shù)方法結(jié)合以及與地面實(shí)測數(shù)據(jù)的結(jié)合。9.答案：利用GIS進(jìn)行生態(tài)公園選址，首先收集相關(guān)數(shù)據(jù)，包括高分辨率遙感影像（用于提取土地利用、植被覆蓋）、數(shù)字高程模型（DEM，用于計(jì)算坡度、坡向）、地質(zhì)地貌圖、水文數(shù)據(jù)（河流分布、水源）、現(xiàn)行的土地利用規(guī)劃圖、生態(tài)敏感區(qū)劃圖（自然保護(hù)區(qū)、水源涵養(yǎng)區(qū)、生態(tài)脆弱區(qū)）、交通網(wǎng)絡(luò)圖（道路、公共交通）、社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（人口分布、居民點(diǎn)）。在GIS中進(jìn)行空間分析：根據(jù)生態(tài)公園的功能需求，確定關(guān)鍵選址因子（如靠近水源、交通便利、遠(yuǎn)離工業(yè)區(qū)、生態(tài)價(jià)值高等）。對各項(xiàng)選址因子進(jìn)行加權(quán)，生成綜合適宜性評價(jià)圖。利用GIS的空間查詢和疊加分析功能，篩選出綜合適宜性得分高、同時(shí)滿足其他約束條件（如不占用基本農(nóng)田、不破壞重要生態(tài)敏感區(qū)）的候選區(qū)域。對篩選出的最優(yōu)地點(diǎn)，進(jìn)行詳細(xì)的空間布局規(guī)劃，例如確定公園入口、主要游覽路線、功能分區(qū)（如休閑區(qū)、科普區(qū)、生態(tài)保育區(qū)）等，并制作概念性規(guī)劃圖，為決策者提供科學(xué)依據(jù)。解析思路：考察GIS在土地適宜性評價(jià)和空間規(guī)劃中的應(yīng)用能力。需明確評價(jià)目標(biāo)和需要考慮的因素。重點(diǎn)在于闡述如何運(yùn)用GIS的加權(quán)疊置分析等方法生成綜合適宜性圖，以及如何利用GIS的空間查詢和編輯功能進(jìn)行地點(diǎn)篩選和初步的空間規(guī)劃設(shè)計(jì)。強(qiáng)調(diào)因子選擇、權(quán)重確定、約束條件處理等步驟的重要性。10.答案：構(gòu)建環(huán)境監(jiān)管信息平臺，需綜合運(yùn)用多種地球信息技術(shù)。利用衛(wèi)星遙感（光學(xué)、熱紅外、高光譜）和無人機(jī)遙感，定期監(jiān)測重點(diǎn)排污企業(yè)的排污口狀況、煙囪排放情況（如黑煙、紅煙）、廠區(qū)周邊環(huán)境質(zhì)量（如水體顏色、植被生長狀況）變化，獲取宏觀、動(dòng)態(tài)的監(jiān)控影像。利用GIS建立空間數(shù)據(jù)庫，存儲企業(yè)基本信息、排污許可證信息、環(huán)境監(jiān)測站點(diǎn)數(shù)據(jù)（水質(zhì)、空氣質(zhì)量）、遙感監(jiān)測影像、歷史執(zhí)法記錄等。集成物聯(lián)網(wǎng)（IoT）傳感器網(wǎng)絡(luò)，在排污口、廠界、環(huán)境監(jiān)測點(diǎn)部署在線監(jiān)測設(shè)備（如水質(zhì)自動(dòng)監(jiān)測站、煙氣在線監(jiān)測儀、噪聲傳感器），實(shí)時(shí)采集污染物濃度、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)。將遙感影像、GIS空間數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)集成到統(tǒng)一的平臺中，利用GIS進(jìn)行空間分析，如根據(jù)排放口位置和實(shí)時(shí)濃度，追蹤污染擴(kuò)散路徑；利用遙感影像變化檢測，發(fā)現(xiàn)未經(jīng)許可