2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)探討考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.以下哪種大氣窗口主要適用于被動(dòng)遙感探測(cè)大氣水汽含量？A.0.76-0.90微米B.3.5-4.0微米C.8-14微米D.35-40微米2.用于精確測(cè)量大氣中CO2濃度的差分吸收激光雷達(dá)（DIAL）系統(tǒng)，其核心原理依賴于：A.大氣分子的熱輻射特性B.不同氣體對(duì)特定波長(zhǎng)激光的吸收率差異C.大氣散射對(duì)信號(hào)的影響D.傳感器自身的熱穩(wěn)定性3.以下哪種遙感傳感器主要利用微波發(fā)射和接收來探測(cè)大氣風(fēng)場(chǎng)？A.伽利略成像儀（GOES）B.散射計(jì)（Scatterometer）C.紅外輻射計(jì)（InfraredRadiometer）D.微波輻射計(jì)（MicrowaveRadiometer）4.MODIS傳感器獲取的大氣參數(shù)數(shù)據(jù)產(chǎn)品中，通常用于反演氣溶膠光學(xué)厚度的主要波段是：A.短波紅外波段B.熱紅外波段C.短波可見光波段D.中紅外波段5.大氣中的水汽、臭氧、氣溶膠等對(duì)衛(wèi)星遙感大氣參數(shù)的主要干擾途徑是：A.信號(hào)衰減B.信號(hào)散射C.信號(hào)反射D.A和B6.在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中，TOMS（TotalOzoneMappingSpectrometer）衛(wèi)星主要探測(cè)的參數(shù)是：A.二氧化碳濃度B.平流層臭氧總量C.大氣濕度D.氣溶膠濃度7.以下哪種技術(shù)通常不用于大氣邊界層高度（PBL）的遙感反演？A.激光雷達(dá)后向散射信號(hào)分析B.衛(wèi)星紅外云頂溫度反演C.微波輻射計(jì)測(cè)量的水汽廓線D.普遍氣象要素（溫度、風(fēng)速）梯度分析8.無人機(jī)平臺(tái)在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中的主要優(yōu)勢(shì)之一是：A.全球覆蓋能力B.長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)觀測(cè)能力C.相對(duì)較低的運(yùn)行成本和靈活的部署能力D.高空間分辨率9.臭氧監(jiān)測(cè)對(duì)環(huán)境保護(hù)和氣候變化研究具有重要意義，遙感監(jiān)測(cè)臭氧主要利用其吸收光譜特征，以下哪種氣體在紫外波段有強(qiáng)吸收？A.COB.NO2C.O3D.CH410.大氣校正的主要目的是：A.消除傳感器本身的老化效應(yīng)B.消除大氣氣體對(duì)地面目標(biāo)輻射傳輸?shù)挠绊慍.增強(qiáng)圖像的對(duì)比度D.提高圖像的幾何分辨率二、填空題（每空1分，共15分）1.大氣輻射傳輸過程主要涉及______、______和______三種基本相互作用。2.被動(dòng)遙感利用大氣自身發(fā)射或?qū)μ栞椛涞腳_____來探測(cè)大氣參數(shù)。3.激光雷達(dá)（Lidar）是一種主動(dòng)遙感工具，它通過發(fā)射______并接收其回波來獲取大氣信息。4.氣溶膠是影響大氣能見度和空氣質(zhì)量的關(guān)鍵因子，其光學(xué)特性主要包括______和______。5.常用的紅外大氣窗口如______和______，適用于探測(cè)大氣溫度和濕度等參數(shù)。6.評(píng)估大氣遙感反演產(chǎn)品精度常用的地面驗(yàn)證方法包括______和______。7.衛(wèi)星大氣遙感中，為了克服大氣影響，常采用______、______等方法進(jìn)行大氣校正。三、名詞解釋（每題3分，共12分）1.大氣窗口（AtmosphericWindow）2.氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）3.普遍氣象要素（PME）4.差分吸收激光雷達(dá)（DIAL）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述光學(xué)遙感探測(cè)大氣成分的基本原理。2.簡(jiǎn)述微波遙感在測(cè)量大氣水汽廓線方面的優(yōu)勢(shì)。3.簡(jiǎn)述利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的基本流程。4.簡(jiǎn)述大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中面臨的主要大氣干擾及其基本消除方法。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述多源數(shù)據(jù)融合（如衛(wèi)星遙感、地面監(jiān)測(cè)、數(shù)值模型）在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中的必要性及其優(yōu)勢(shì)。2.結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例，論述大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在未來氣候變化研究和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用與挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.C5.D6.B7.C8.C9.C10.B二、填空題1.吸收，散射，透射2.吸收/散射3.激光4.直徑，形狀/光學(xué)半徑5.8-14微米，3.5-4.0微米6.直接測(cè)量，獨(dú)立反演7.多通道差分法，大氣校正模型三、名詞解釋1.大氣窗口：指地球大氣層對(duì)于特定波長(zhǎng)范圍的紅外或可見光輻射具有較低吸收和較高透過率的區(qū)域。這些窗口是進(jìn)行被動(dòng)遙感探測(cè)大氣參數(shù)的基礎(chǔ)。2.氣溶膠光學(xué)厚度（AOD）：描述大氣中氣溶膠粒子對(duì)太陽輻射消光能力的量度，是無量綱量，是表征氣溶膠濃度及其光學(xué)特性的關(guān)鍵參數(shù)。3.普遍氣象要素（PME）：指那些可以通過多種遙感手段（如紅外、微波）間接反演得到，并且與大氣狀態(tài)參數(shù)（如溫度、濕度、氣壓）密切相關(guān)的常規(guī)氣象要素，如氣溫、水汽含量、氣壓等。4.差分吸收激光雷達(dá)（DIAL）：一種主動(dòng)遙感技術(shù)，通過發(fā)射特定波長(zhǎng)（吸收線附近）和背景波長(zhǎng)（吸收線之外）的激光脈沖，并比較兩種波長(zhǎng)的回波信號(hào)強(qiáng)度來反演大氣中特定吸收氣體（如CO2、O3、NO2等）的濃度。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述光學(xué)遙感探測(cè)大氣成分的基本原理。光學(xué)遙感探測(cè)大氣成分主要利用不同大氣氣體分子對(duì)太陽輻射（或地物反射/發(fā)射輻射）具有選擇性吸收或散射的物理特性。通過傳感器接收特定波長(zhǎng)（大氣窗口）的輻射信息，測(cè)量輻射的強(qiáng)度變化（如吸收減弱、散射特性改變），并結(jié)合大氣輻射傳輸理論模型，反演得到大氣成分（如氣體濃度、分子數(shù)密度）的空間分布信息。例如，通過測(cè)量某氣體特征吸收線的深度，可以推算該氣體的濃度。2.簡(jiǎn)述微波遙感在測(cè)量大氣水汽廓線方面的優(yōu)勢(shì)。微波遙感探測(cè)大氣水汽的主要優(yōu)勢(shì)在于其能夠穿透云層、霧、霾等光學(xué)障礙物，實(shí)現(xiàn)全天候、立體觀測(cè)水汽分布。微波輻射在大氣窗口處受到水汽的強(qiáng)烈吸收，水汽含量不同會(huì)導(dǎo)致微波信號(hào)的強(qiáng)度、相位、偏振態(tài)等發(fā)生變化，因此可以利用微波輻射計(jì)、散射計(jì)、探空儀等工具，在不同高度層精確測(cè)量水汽含量及其垂直廓線。此外，微波也能與液態(tài)水（云、降水）相互作用，提供云水、降水信息。3.簡(jiǎn)述利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的基本流程。利用衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)的基本流程通常包括：首先，獲取目標(biāo)區(qū)域的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（如AOD、SO2、NO2等污染物濃度產(chǎn)品）；其次，對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，如幾何校正、大氣校正（消除大氣對(duì)地表反射信號(hào)的影響）等；然后，根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)，提取或計(jì)算相應(yīng)的空氣質(zhì)量參數(shù)，如AOD、AQI指數(shù)等；接著，進(jìn)行數(shù)據(jù)質(zhì)量控制，剔除無效數(shù)據(jù)；最后，將結(jié)果進(jìn)行可視化展示，并結(jié)合其他數(shù)據(jù)源進(jìn)行綜合分析評(píng)估，用于發(fā)布空氣質(zhì)量報(bào)告、進(jìn)行污染溯源、評(píng)估污染影響等。4.簡(jiǎn)述大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中面臨的主要大氣干擾及其基本消除方法。主要干擾包括：①水汽：水汽對(duì)紅外和可見光波段有強(qiáng)吸收，也影響微波信號(hào)；②云和氣溶膠：云層遮擋傳感器，氣溶膠影響輻射傳輸路徑，均導(dǎo)致信號(hào)失真?；鞠椒ǎ孩龠x擇合適的大氣窗口進(jìn)行觀測(cè)；②利用不同類型傳感器（如紅外、微波）進(jìn)行互補(bǔ)觀測(cè)；③發(fā)展大氣校正模型，根據(jù)大氣參數(shù)反演或假設(shè)，模擬大氣影響，對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行訂正；④結(jié)合多時(shí)相、多角度數(shù)據(jù)進(jìn)行幾何校正和不確定性分析，提高結(jié)果可靠性。五、論述題1.論述多源數(shù)據(jù)融合在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中的必要性及其優(yōu)勢(shì)。多源數(shù)據(jù)融合在大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)中具有必要性，因?yàn)閱我粩?shù)據(jù)源（無論是衛(wèi)星、地面還是模型）在時(shí)空分辨率、覆蓋范圍、觀測(cè)維度、精度穩(wěn)定性等方面都存在局限性。例如，衛(wèi)星數(shù)據(jù)覆蓋廣但時(shí)效性可能受限，地面監(jiān)測(cè)點(diǎn)時(shí)空分辨率低但精度高，數(shù)值模型能提供連續(xù)時(shí)空模擬但依賴初始和邊界條件。融合多源數(shù)據(jù)可以有效彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)源的不足。其優(yōu)勢(shì)在于：①提高監(jiān)測(cè)結(jié)果的整體精度和可靠性；②實(shí)現(xiàn)時(shí)空分辨率的雙重優(yōu)化，獲取更精細(xì)、更連續(xù)的觀測(cè)信息；③獲取更全面、多維度的信息，如同時(shí)獲取氣體、氣溶膠、云、氣象參數(shù)等；④增強(qiáng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的魯棒性和冗余度，在部分?jǐn)?shù)據(jù)缺失或失效時(shí)仍能維持監(jiān)測(cè)能力；⑤為復(fù)雜大氣過程研究和模擬提供更豐富的、高保真度的觀測(cè)約束。2.結(jié)合具體應(yīng)用實(shí)例，論述大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在未來氣候變化研究和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中的作用與挑戰(zhàn)。大氣環(huán)境遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)在氣候變化研究和生態(tài)環(huán)境保護(hù)中扮演著關(guān)鍵角色。在氣候變化研究方面，通過長(zhǎng)期、連續(xù)的衛(wèi)星遙感觀測(cè)，可以獲取全球尺度的大氣成分（如CO2、CH4、O3）、溫室氣體排放源匯信息、海平面變化（通過衛(wèi)星測(cè)高）、極地冰蓋融化（通過衛(wèi)星雷達(dá)高度計(jì)和光學(xué)影像）、植被變化與碳循環(huán)、氣溶膠變化及其對(duì)氣候系統(tǒng)的影響等關(guān)鍵數(shù)據(jù)，為氣候變化監(jiān)測(cè)、歸因分析和模式驗(yàn)證提供重要依據(jù)。例如，利用衛(wèi)星DIAL技術(shù)監(jiān)測(cè)全球CO2濃度變化，利用衛(wèi)星AOD監(jiān)測(cè)氣溶膠長(zhǎng)期變化趨勢(shì)。在生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面，遙感技術(shù)可廣泛應(yīng)用于空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)（如PM2.5、O3分布）、沙塵暴監(jiān)測(cè)與源區(qū)分析、火災(zāi)監(jiān)測(cè)與火險(xiǎn)評(píng)估、植被覆蓋動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、水體污染（如藍(lán)藻爆發(fā)）監(jiān)測(cè)、生物多樣性調(diào)查等。例如，利用衛(wèi)星遙感監(jiān)測(cè)N