2025年大學(xué)《地球系統(tǒng)科學(xué)》專業(yè)題庫(kù)——地球系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)在城市建設(shè)中的應(yīng)用考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在題干后的括號(hào)內(nèi)）1.根據(jù)地球系統(tǒng)科學(xué)觀點(diǎn)，城市熱島效應(yīng)的形成可被視為地球系統(tǒng)哪個(gè)圈層內(nèi)部能量失衡的表現(xiàn)？A.大氣圈B.水圈C.巖石圈D.生物圈2.在城市環(huán)境空氣污染監(jiān)測(cè)中，利用衛(wèi)星遙感技術(shù)主要優(yōu)勢(shì)在于？A.獲取高時(shí)間分辨率的數(shù)據(jù)B.實(shí)現(xiàn)對(duì)特定污染源（如工廠煙囪）的精確定位C.直接測(cè)量地面污染物濃度D.一次性覆蓋大范圍區(qū)域進(jìn)行監(jiān)測(cè)3.地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市環(huán)境管理中的核心價(jià)值在于？A.直接進(jìn)行環(huán)境污染物的物理凈化B.實(shí)時(shí)采集環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)C.空間分析、可視化與管理環(huán)境信息D.設(shè)計(jì)城市景觀的具體方案4.以下哪項(xiàng)技術(shù)最適合用于監(jiān)測(cè)城市大型水體（如湖泊、河流）的宏觀水質(zhì)變化和藻類水華動(dòng)態(tài)？A.地面自動(dòng)氣象站B.無(wú)人機(jī)搭載高光譜相機(jī)C.衛(wèi)星遙感影像多光譜/高光譜數(shù)據(jù)D.岸基水質(zhì)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)站5.城市噪聲污染地圖的繪制主要依賴于哪種技術(shù)或技術(shù)的組合？A.GPS定位與傳感器網(wǎng)絡(luò)B.遙感技術(shù)與GIS空間分析C.城市聲環(huán)境模擬軟件D.GIS與地面噪聲監(jiān)測(cè)站網(wǎng)數(shù)據(jù)集成6.傳感器網(wǎng)絡(luò)（SensorNetworks）在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)中的主要優(yōu)勢(shì)是？A.提供歷史氣象數(shù)據(jù)B.實(shí)現(xiàn)對(duì)城市環(huán)境參數(shù)的廣泛、實(shí)時(shí)、分布式自動(dòng)監(jiān)測(cè)C.進(jìn)行大規(guī)模遙感影像處理D.獨(dú)立完成環(huán)境問(wèn)題的解決方案設(shè)計(jì)7.在利用遙感數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)城市綠地覆蓋時(shí)，通常需要解決的主要問(wèn)題是？A.如何精確測(cè)量單個(gè)樹(shù)木的高度B.如何區(qū)分不同類型的城市下墊面（如水泥、土壤、水體）C.如何實(shí)時(shí)獲取植被的光合作用速率D.如何避免云層對(duì)地面觀測(cè)的遮擋8.將城市空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的數(shù)據(jù)與地理信息系統(tǒng)結(jié)合分析，主要目的是？A.計(jì)算城市平均空氣質(zhì)量指數(shù)B.確定空氣污染物的全球輸送路徑C.識(shí)別污染熱點(diǎn)區(qū)域及其空間分布特征D.預(yù)測(cè)未來(lái)一周的空氣質(zhì)量變化9.下列哪項(xiàng)措施不屬于利用環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)支持城市交通規(guī)劃？A.利用GPS數(shù)據(jù)分析城市交通流量時(shí)空分布B.基于遙感影像監(jiān)測(cè)城市道路網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)張情況C.利用傳感器網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)交叉口擁堵?tīng)顟B(tài)D.通過(guò)GIS模擬不同交通管制方案下的污染物擴(kuò)散效果10.地球系統(tǒng)科學(xué)視角下，評(píng)價(jià)一項(xiàng)城市環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果的關(guān)鍵指標(biāo)應(yīng)包括？A.技術(shù)成本是否最低B.獲取數(shù)據(jù)的分辨率是否最高C.監(jiān)測(cè)結(jié)果是否準(zhǔn)確反映環(huán)境真實(shí)狀況并能有效支持決策D.系統(tǒng)是否最易于操作二、填空題（每空2分，共20分。請(qǐng)將答案填在橫線上）1.城市地表溫度遙感反演主要利用地物發(fā)射率與______之間的物理關(guān)系。2.GIS在城市環(huán)境管理中，通過(guò)對(duì)空間數(shù)據(jù)______、分析和可視化，為決策提供支持。3.無(wú)人機(jī)遙感在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)中，相較于衛(wèi)星遙感，其優(yōu)勢(shì)在于______和______。4.為了解城市空氣污染物來(lái)源，常用的監(jiān)測(cè)技術(shù)組合包括______和______。5.城市綠地生態(tài)效益評(píng)估中，監(jiān)測(cè)______和______是兩項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)。6.傳感器網(wǎng)絡(luò)在城市中常被用于構(gòu)建______系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。7.大數(shù)據(jù)技術(shù)在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用，有助于挖掘環(huán)境問(wèn)題的______規(guī)律，提升監(jiān)測(cè)預(yù)警能力。8.將遙感、GIS、地面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等多種信息源進(jìn)行整合分析，是現(xiàn)代城市環(huán)境監(jiān)測(cè)的______特點(diǎn)。9.城市水環(huán)境監(jiān)測(cè)不僅關(guān)注水質(zhì)參數(shù)，也需關(guān)注水體的______狀況。10.從地球系統(tǒng)科學(xué)角度，城市環(huán)境監(jiān)測(cè)應(yīng)關(guān)注人類活動(dòng)對(duì)城市______、______和______的影響。三、名詞解釋（每題3分，共15分）1.城市熱島效應(yīng)（UrbanHeatIslandEffect）2.遙感圖像解譯（RemoteSensingImageInterpretation）3.空氣質(zhì)量指數(shù)（AirQualityIndex,AQI）4.環(huán)境監(jiān)測(cè)站網(wǎng)優(yōu)化（EnvironmentalMonitoringNetworkOptimization）5.智慧城市環(huán)境監(jiān)測(cè)（SmartCityEnvironmentalMonitoring）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)城市綠地覆蓋變化的主要步驟。2.簡(jiǎn)述GIS在城市污染源管理中的主要應(yīng)用功能。3.簡(jiǎn)述地面環(huán)境監(jiān)測(cè)站網(wǎng)在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)中的重要作用。4.簡(jiǎn)述將多種環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)（如RS、GIS、傳感器）集成應(yīng)用于城市環(huán)境問(wèn)題分析的優(yōu)勢(shì)。五、論述題（每題10分，共20分）1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市環(huán)境規(guī)劃與決策支持中的具體作用，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。2.結(jié)合地球系統(tǒng)科學(xué)思想，論述在城市建設(shè)中如何綜合運(yùn)用多種環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)，以促進(jìn)城市的可持續(xù)發(fā)展。---試卷答案一、選擇題1.A*解析思路：城市熱島效應(yīng)是指城市區(qū)域的溫度高于周邊鄉(xiāng)村地區(qū)，主要原因是城市下墊面（如混凝土、瀝青）吸熱和蓄熱能力強(qiáng)，以及人類活動(dòng)產(chǎn)生的熱量排放增加。這直接反映了城市大氣圈內(nèi)部能量平衡的改變。2.D*解析思路：遙感技術(shù)的主要優(yōu)勢(shì)在于其觀測(cè)范圍廣、更新周期相對(duì)較快（尤其衛(wèi)星遙感），能夠快速獲取大區(qū)域的環(huán)境信息。雖然精度可能不如地面監(jiān)測(cè)，但在宏觀、快速覆蓋方面具有顯著優(yōu)勢(shì)。3.C*解析思路：GIS的核心功能是空間數(shù)據(jù)的管理、存儲(chǔ)、查詢、分析、顯示和輸出。在城市環(huán)境管理中，它可以將各種環(huán)境要素（如污染源、監(jiān)測(cè)點(diǎn)、生態(tài)斑塊、道路網(wǎng)絡(luò)）的空間分布和屬性信息進(jìn)行整合分析，生成各種專題地圖和模型，輔助決策。4.C*解析思路：衛(wèi)星遙感具有大范圍、宏觀觀測(cè)能力，尤其高分辨率衛(wèi)星或無(wú)人機(jī)遙感可以獲取水體表面信息，結(jié)合多光譜或高光譜數(shù)據(jù)分析，可以有效監(jiān)測(cè)水體顏色變化（如藻華）、覆蓋范圍變化、水體面積等，適合宏觀動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。5.D*解析思路：城市噪聲污染地圖通常需要結(jié)合GIS的制圖功能，將分散的地面噪聲監(jiān)測(cè)站點(diǎn)的實(shí)時(shí)或平均值數(shù)據(jù)，結(jié)合地理坐標(biāo)，通過(guò)插值或直接點(diǎn)繪方式，在地圖上直觀展示噪聲污染的空間分布格局。6.B*解析思路：傳感器網(wǎng)絡(luò)由大量部署在監(jiān)測(cè)區(qū)域的低成本、低功耗傳感器節(jié)點(diǎn)組成，通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)自動(dòng)采集、傳輸數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)大范圍、實(shí)時(shí)、連續(xù)的分布式監(jiān)測(cè)，特別適合部署在地面網(wǎng)絡(luò)難以覆蓋的區(qū)域。7.B*解析思路：城市環(huán)境復(fù)雜，下墊面類型多樣，利用遙感技術(shù)識(shí)別和區(qū)分不同的城市地表覆蓋類型（如建筑、道路、綠地、水體、裸土等）是進(jìn)行綠地覆蓋監(jiān)測(cè)、城市擴(kuò)張分析等應(yīng)用的基礎(chǔ)和難點(diǎn)。8.C*解析思路：將分散的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)站點(diǎn)數(shù)據(jù)導(dǎo)入GIS，可以結(jié)合地理信息進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析，識(shí)別出污染物濃度高的熱點(diǎn)區(qū)域，并分析其空間分布特征、與污染源的關(guān)系等，為污染控制和區(qū)域管理提供依據(jù)。9.D*解析思路：A、B、C均為利用監(jiān)測(cè)技術(shù)分析城市交通的方式，而D選項(xiàng)描述的是利用模型進(jìn)行交通規(guī)劃方案評(píng)估，雖然可能用到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，但“通過(guò)GIS模擬不同交通管制方案下的污染物擴(kuò)散效果”本身更側(cè)重于模型應(yīng)用而非直接的環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用。10.C*解析思路：地球系統(tǒng)科學(xué)強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)性和整體性，評(píng)價(jià)監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用效果應(yīng)看其是否準(zhǔn)確反映了環(huán)境系統(tǒng)的真實(shí)狀況（客觀性），并且監(jiān)測(cè)結(jié)果能否有效地服務(wù)于理解環(huán)境問(wèn)題、評(píng)估環(huán)境影響、支持科學(xué)決策（實(shí)用性）。二、填空題1.地表溫度*解析思路：遙感反演地表溫度主要依據(jù)的是地物發(fā)射紅外輻射的物理定律，即物體的溫度與其發(fā)射的能量（或亮度溫度）相關(guān)。遙感傳感器接收的是地物發(fā)射或反射的電磁波能量，通過(guò)反演算法推算出地表溫度。2.管理*解析思路：GIS的核心功能是空間信息的管理。在城市環(huán)境管理中，GIS通過(guò)對(duì)海量、多源的環(huán)境空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、編輯、查詢、分析和可視化，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市環(huán)境狀況的有效管理和監(jiān)控。3.機(jī)動(dòng)靈活/作業(yè)高度低*解析思路：無(wú)人機(jī)相比衛(wèi)星，可以靈活調(diào)整飛行高度和路徑，直接對(duì)目標(biāo)區(qū)域進(jìn)行近距離、高分辨率的觀測(cè)，機(jī)動(dòng)性更強(qiáng)，適合對(duì)特定區(qū)域進(jìn)行詳查。4.源解析模型/污染物排放清單*解析思路：了解城市空氣污染物來(lái)源需要將監(jiān)測(cè)到的污染物濃度數(shù)據(jù)與污染源信息相結(jié)合。源解析模型（如受體模型）或基于實(shí)際排放數(shù)據(jù)編制的污染物排放清單是連接監(jiān)測(cè)結(jié)果與來(lái)源推斷的關(guān)鍵技術(shù)。5.生物量/生態(tài)功能*解析思路：城市綠地的生態(tài)效益主要體現(xiàn)在其提供生態(tài)服務(wù)功能上。生物量（如樹(shù)木胸徑、生物量）是衡量綠地規(guī)模和物質(zhì)積累的指標(biāo)，而生態(tài)功能（如固碳釋氧、雨洪調(diào)蓄、凈化空氣、提供棲息地）則與綠地結(jié)構(gòu)和服務(wù)能力相關(guān)。6.智能環(huán)境/綜合環(huán)境*解析思路：傳感器網(wǎng)絡(luò)廣泛用于構(gòu)建城市的智能環(huán)境或綜合環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)實(shí)時(shí)、全面地采集溫度、濕度、空氣質(zhì)量、噪聲、光照、水體參數(shù)等，為城市運(yùn)行管理和居民生活提供環(huán)境信息支持。7.潛在/隱性*解析思路：大數(shù)據(jù)技術(shù)有助于在海量、復(fù)雜的環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)隱藏在其中的、不明顯的環(huán)境問(wèn)題關(guān)聯(lián)性或預(yù)測(cè)性規(guī)律，例如識(shí)別特定污染物的無(wú)規(guī)律排放特征或預(yù)測(cè)污染爆發(fā)的潛在風(fēng)險(xiǎn)。8.多源/多尺度*解析思路：現(xiàn)代城市環(huán)境監(jiān)測(cè)往往需要整合來(lái)自不同來(lái)源（如遙感、地面監(jiān)測(cè)、移動(dòng)監(jiān)測(cè)、社交媒體數(shù)據(jù)等）和不同空間/時(shí)間尺度（宏觀、微觀、瞬時(shí)、長(zhǎng)期）的信息，以獲得對(duì)城市環(huán)境更全面、準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)。9.流態(tài)/動(dòng)態(tài)*解析思路：城市水環(huán)境不僅關(guān)心水質(zhì)（化學(xué)、物理、生物指標(biāo)），也關(guān)心水的流動(dòng)狀態(tài)（如河流流速、流向、水位變化）和水體的動(dòng)態(tài)變化（如水量、水色、冰情等），這對(duì)理解水污染遷移轉(zhuǎn)化過(guò)程至關(guān)重要。10.生物圈/物質(zhì)循環(huán)/能量流動(dòng)*解析思路：地球系統(tǒng)由大氣圈、水圈、巖石圈、生物圈和冰雪圈組成。城市環(huán)境監(jiān)測(cè)關(guān)注人類活動(dòng)如何改變城市內(nèi)部的生物多樣性（影響生物圈），改變物質(zhì)（如碳、氮、水）的本地循環(huán)過(guò)程，以及改變能量（如熱量）的輸入輸出平衡。三、名詞解釋1.城市熱島效應(yīng)（UrbanHeatIslandEffect）：指在城市化進(jìn)程中，城市區(qū)域的氣溫明顯高于周邊鄉(xiāng)村地區(qū)的現(xiàn)象。其主要原因包括城市下墊面性質(zhì)改變（如混凝土、瀝青吸熱能力強(qiáng)）、建筑群阻礙熱量散失、人類活動(dòng)產(chǎn)生大量廢熱、綠地和水體減少等。2.遙感圖像解譯（RemoteSensingImageInterpretation）：指利用遙感技術(shù)獲取的圖像信息，通過(guò)目視判讀或借助計(jì)算機(jī)分類、識(shí)別等技術(shù)手段，提取地物波譜特征，分析地物的性質(zhì)、形狀、大小、分布、變化等信息的全過(guò)程。3.空氣質(zhì)量指數(shù)（AirQualityIndex,AQI）：是一種將空氣污染物濃度簡(jiǎn)化為統(tǒng)一數(shù)值（0-500）的指標(biāo)，用于報(bào)告空氣質(zhì)量狀況和健康風(fēng)險(xiǎn)。AQI基于各主要污染物的濃度監(jiān)測(cè)值，通過(guò)計(jì)算和分級(jí)，向公眾提供直觀易懂的空氣質(zhì)量信息。4.環(huán)境監(jiān)測(cè)站網(wǎng)優(yōu)化（EnvironmentalMonitoringNetworkOptimization）：指根據(jù)監(jiān)測(cè)目標(biāo)、區(qū)域特征、環(huán)境問(wèn)題分布、成本效益等因素，科學(xué)合理地規(guī)劃、布局和調(diào)整環(huán)境監(jiān)測(cè)站點(diǎn)（空間位置、數(shù)量、類型、密度），以最經(jīng)濟(jì)高效的方式獲取具有代表性、完整性和可靠性的環(huán)境信息。5.智慧城市環(huán)境監(jiān)測(cè)（SmartCityEnvironmentalMonitoring）：指利用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)等新一代信息技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的環(huán)境監(jiān)測(cè)手段，構(gòu)建全面、實(shí)時(shí)、智能的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)城市環(huán)境質(zhì)量、污染源、生態(tài)狀況的精細(xì)化感知、智能分析和科學(xué)管理。四、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述利用遙感技術(shù)監(jiān)測(cè)城市綠地覆蓋變化的主要步驟。*解析思路：回答應(yīng)涵蓋數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理、信息提取、變化檢測(cè)、結(jié)果分析等核心環(huán)節(jié)。包括選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源（如衛(wèi)星影像、航空影像），進(jìn)行幾何校正、輻射校正等預(yù)處理，利用圖像處理技術(shù)（如監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類、面向?qū)ο蠓诸悾┨崛【G地信息，在不同時(shí)相的影像上識(shí)別綠地變化區(qū)域（增加、減少、類型轉(zhuǎn)換），最后對(duì)變化結(jié)果進(jìn)行量化和分析（如計(jì)算變化面積、分析變化空間格局等）。2.簡(jiǎn)述GIS在城市污染源管理中的主要應(yīng)用功能。*解析思路：應(yīng)從GIS的空間管理、分析和可視化功能出發(fā)，回答GIS如何幫助管理污染源信息。例如：建立污染源地理數(shù)據(jù)庫(kù)，存儲(chǔ)源強(qiáng)、類型、位置等屬性信息；制作污染源分布圖，直觀展示源的空間布局；進(jìn)行鄰近性分析，識(shí)別與居民區(qū)、水源地等敏感目標(biāo)的距離關(guān)系；支持選址分析，為新建污染處理設(shè)施或監(jiān)測(cè)站點(diǎn)提供備選點(diǎn)評(píng)估；輔助制定管理策略，如根據(jù)源分布和擴(kuò)散模型結(jié)果進(jìn)行分區(qū)管控。3.簡(jiǎn)述地面環(huán)境監(jiān)測(cè)站網(wǎng)在城市環(huán)境監(jiān)測(cè)中的重要作用。*解析思路：應(yīng)強(qiáng)調(diào)地面監(jiān)測(cè)作為“基準(zhǔn)”和“驗(yàn)證”的作用。包括：提供精確、實(shí)時(shí)的環(huán)境要素（如空氣質(zhì)量、水質(zhì)、噪聲、氣象參數(shù)）濃度數(shù)據(jù)，是評(píng)價(jià)環(huán)境質(zhì)量、評(píng)估污染影響的基礎(chǔ)；作為遙感等宏觀監(jiān)測(cè)技術(shù)的數(shù)據(jù)驗(yàn)證和精度標(biāo)定依據(jù)；能夠監(jiān)測(cè)到微觀尺度的環(huán)境細(xì)節(jié)和變化，彌補(bǔ)遙感等技術(shù)的不足；是構(gòu)建綜合環(huán)境監(jiān)測(cè)體系不可或缺的組成部分，為城市環(huán)境管理提供直接、可靠的數(shù)據(jù)支撐。4.簡(jiǎn)述將多種環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)（如RS、GIS、傳感器）集成應(yīng)用于城市環(huán)境問(wèn)題分析的優(yōu)勢(shì)。*解析思路：應(yīng)從不同技術(shù)的互補(bǔ)性角度回答。例如：遙感提供宏觀、動(dòng)態(tài)的時(shí)空信息，GIS提供強(qiáng)大的空間分析和制圖功能，傳感器提供實(shí)時(shí)、局地的精細(xì)數(shù)據(jù)。集成應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)：利用RS獲取大范圍背景信息和變化趨勢(shì)，利用GIS進(jìn)行空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理、疊加分析、模型模擬，利用傳感器獲取關(guān)鍵點(diǎn)的實(shí)時(shí)變化和精細(xì)過(guò)程數(shù)據(jù)；能夠更全面、立體地刻畫(huà)環(huán)境問(wèn)題的時(shí)空分布特征和內(nèi)在機(jī)制；提高監(jiān)測(cè)預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性；為制定更科學(xué)、精細(xì)化的管理決策提供更可靠的信息基礎(chǔ)。五、論述題1.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在城市環(huán)境規(guī)劃與決策支持中的具體作用，并結(jié)合實(shí)例說(shuō)明。*解析思路：首先闡述GIS在城市環(huán)境規(guī)劃與決策支持中的總體作用（如提供空間信息基礎(chǔ)、支持分析評(píng)估、輔助方案制定、進(jìn)行可視化溝通