2025年大學(xué)《海洋科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫(kù)——海洋信息技術(shù)及其在海洋科學(xué)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)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.下列哪項(xiàng)技術(shù)主要利用電磁波與海洋介質(zhì)相互作用獲取海洋信息？（）A.水聲測(cè)深B.海洋雷達(dá)高度計(jì)C.深海潛水器采樣D.海洋浮標(biāo)觀測(cè)2.在海洋信息技術(shù)的分類中，GPS主要用于提供哪方面的信息支持？（）A.海洋物理場(chǎng)分布B.海洋化學(xué)成分分析C.海洋生物種類識(shí)別D.海洋觀測(cè)網(wǎng)絡(luò)的空間定位3.地理信息系統(tǒng)（GIS）在海洋管理中的主要優(yōu)勢(shì)在于？（）A.直接進(jìn)行物理海洋數(shù)值模擬B.實(shí)現(xiàn)海洋多源信息的可視化與綜合分析C.自動(dòng)完成所有海洋數(shù)據(jù)的采集工作D.獨(dú)立進(jìn)行海洋環(huán)境災(zāi)害的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)4.下列哪種海洋現(xiàn)象最適合利用衛(wèi)星遙感的熱紅外波段進(jìn)行監(jiān)測(cè)？（）A.海洋表層鹽度分布B.海洋漁業(yè)資源密度C.海面溫度異常區(qū)（如厄爾尼諾）D.深海海底地形5.水聲通信在深海應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)是？（）A.電磁干擾嚴(yán)重B.信號(hào)衰減快、帶寬有限C.需要極高頻率才能保證傳輸速率D.容易受到海洋生物的干擾6.下列哪項(xiàng)屬于被動(dòng)式水聲探測(cè)技術(shù)？（）A.超聲波水聲測(cè)距儀B.聲吶（Sonar）C.水下聲學(xué)相機(jī)D.水聲通信設(shè)備7.海洋大數(shù)據(jù)的特點(diǎn)通常不包括？（）A.數(shù)據(jù)量巨大（Volume）B.數(shù)據(jù)類型單一C.產(chǎn)生速度快（Velocity）D.價(jià)值密度相對(duì)較低8.無(wú)人機(jī)遙感在海洋監(jiān)測(cè)中的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在？（）A.可進(jìn)行極深海的長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)B.機(jī)動(dòng)靈活、成本相對(duì)較低、可懸停拍攝C.數(shù)據(jù)處理能力極強(qiáng)D.能穿透海水進(jìn)行水下探測(cè)9.海洋數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的核心價(jià)值在于？（）A.完全控制所有海洋數(shù)據(jù)資源B.促進(jìn)不同機(jī)構(gòu)、不同學(xué)科間的數(shù)據(jù)共享與合作C.自動(dòng)化處理所有海洋數(shù)據(jù)D.制定全球統(tǒng)一的海洋數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)10.將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于海洋環(huán)流預(yù)測(cè)，其主要目的是？（）A.完全取代傳統(tǒng)的物理數(shù)值模型B.利用歷史數(shù)據(jù)模式識(shí)別，輔助或改進(jìn)預(yù)測(cè)C.直接測(cè)量海洋鹽度D.設(shè)計(jì)自動(dòng)化的船舶導(dǎo)航系統(tǒng)二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述海洋遙感技術(shù)獲取海面溫度數(shù)據(jù)的基本原理。2.解釋什么是海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS），并列舉其在海洋資源管理中至少兩個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。3.比較主動(dòng)式和被動(dòng)式水聲探測(cè)技術(shù)的主要區(qū)別。4.簡(jiǎn)述海洋信息技術(shù)在大洋環(huán)流監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用流程。三、論述題（每小題10分，共30分）1.論述大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)如何推動(dòng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)能力的提升，并分析其中可能存在的挑戰(zhàn)。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述海洋信息技術(shù)在海洋生態(tài)保護(hù)與管理中的應(yīng)用價(jià)值。3.試述建立國(guó)家或區(qū)域級(jí)海洋信息技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)的必要性與關(guān)鍵組成部分。---試卷答案一、選擇題（每小題2分，共20分。請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填在括號(hào)內(nèi)）1.B*解析思路：海洋雷達(dá)高度計(jì)通過(guò)測(cè)量衛(wèi)星到海面的距離，間接獲取海面高度信息，進(jìn)而推算海面重力場(chǎng)和海洋動(dòng)力參數(shù)。它利用的是電磁波（微波）的傳播和反射原理。A項(xiàng)水聲測(cè)深利用聲波在水下的傳播和反射；C項(xiàng)深海潛水器采樣是直接物理采樣；D項(xiàng)海洋浮標(biāo)觀測(cè)通過(guò)傳感器直接測(cè)量環(huán)境參數(shù)。2.D*解析思路：GPS（全球定位系統(tǒng)）的核心功能是提供高精度的三維坐標(biāo)定位服務(wù)。在海洋領(lǐng)域，它廣泛應(yīng)用于船舶導(dǎo)航、海洋觀測(cè)平臺(tái)的布設(shè)與定位、浮標(biāo)部署、AUV/ROV的精確定位等，為各種海洋活動(dòng)和觀測(cè)提供了空間信息支持。A、B、C項(xiàng)涉及海洋物理、化學(xué)、生物信息，非GPS直接提供。3.B*解析思路：GIS的核心功能是采集、存儲(chǔ)、管理、分析、顯示和應(yīng)用地理空間數(shù)據(jù)。在海洋領(lǐng)域，它可以整合海圖、遙感影像、水文氣象數(shù)據(jù)、海洋資源數(shù)據(jù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)等多種空間信息，進(jìn)行可視化展示、空間查詢、疊加分析、模擬預(yù)測(cè)等，為海洋資源管理、環(huán)境評(píng)估、災(zāi)害預(yù)警等提供決策支持。A項(xiàng)數(shù)值模擬需要復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型和計(jì)算資源；C項(xiàng)數(shù)據(jù)采集是GIS的前提而非功能；D項(xiàng)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是GIS應(yīng)用方向之一，但主要優(yōu)勢(shì)在于綜合分析和可視化。4.C*解析思路：衛(wèi)星遙感的熱紅外波段主要探測(cè)地物或水體的熱輻射強(qiáng)度。海面溫度（SST）是海洋表層的物理參數(shù)，具有明顯的溫度差異，其熱輻射特征與溫度相關(guān)。衛(wèi)星的熱紅外傳感器可以接收到海面發(fā)出的紅外輻射，根據(jù)輻射強(qiáng)度反演得到海面溫度分布圖。A項(xiàng)鹽度遙感通常利用可見(jiàn)光或微波；B項(xiàng)漁業(yè)資源密度遙感多依賴生物光學(xué)特性或聲學(xué)回波；D項(xiàng)海底地形測(cè)繪主要依賴聲學(xué)測(cè)深或旁側(cè)聲吶。5.B*解析思路：聲波在水中傳播時(shí)能量會(huì)逐漸衰減，且頻率越高衰減越快，有效帶寬越窄，限制了傳輸速率。這是水聲通信在深海應(yīng)用中最核心的物理瓶頸。A項(xiàng)電磁干擾在水面或淺層可能存在；C項(xiàng)帶寬有限是水聲通信的固有特性，但高頻限制更為嚴(yán)重；D項(xiàng)生物干擾確實(shí)存在，但非主要挑戰(zhàn)。6.B*解析思路：主動(dòng)式水聲探測(cè)是指向目標(biāo)發(fā)射聲波，并接收其回波來(lái)進(jìn)行探測(cè)。聲吶（Sonar，SoundNavigationandRanging）正是這種技術(shù)的典型代表。A項(xiàng)測(cè)距儀發(fā)射聲波并接收回波，屬于主動(dòng)式；C項(xiàng)聲學(xué)相機(jī)發(fā)射光聲脈沖或利用自發(fā)輻射，也屬于主動(dòng)式；D項(xiàng)通信設(shè)備是主動(dòng)式。7.B*解析思路：海洋大數(shù)據(jù)具有4V特點(diǎn)：Volume（體量大）、Velocity（速度快）、Variety（種類多）、Value（價(jià)值密度相對(duì)低）。數(shù)據(jù)類型單一顯然不符合大數(shù)據(jù)的Variety特征，海洋數(shù)據(jù)包含遙感、聲學(xué)、生物、化學(xué)、水文等多種類型。8.B*解析思路：無(wú)人機(jī)具有體積小、重量輕、飛行靈活、成本相對(duì)較低等優(yōu)點(diǎn)，可以快速部署到達(dá)海洋現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行定點(diǎn)或移動(dòng)觀測(cè)，并可搭載多種傳感器（如相機(jī)、多光譜/高光譜傳感器、微型聲學(xué)設(shè)備等），拍攝高分辨率影像或獲取原位數(shù)據(jù)。A項(xiàng)深海長(zhǎng)期定點(diǎn)觀測(cè)通常需要浮標(biāo)或潛水器；C項(xiàng)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力需要地面站或高性能計(jì)算平臺(tái)；D項(xiàng)水下探測(cè)通常需要聲學(xué)或光學(xué)設(shè)備，無(wú)人機(jī)本身主要在水上或空中。9.B*解析思路：海洋數(shù)據(jù)共享平臺(tái)的主要目的是打破數(shù)據(jù)壁壘，實(shí)現(xiàn)不同海洋研究機(jī)構(gòu)、管理部門(mén)、甚至不同國(guó)家之間的海洋數(shù)據(jù)資源互聯(lián)互通和共享，促進(jìn)協(xié)同研究和科學(xué)合作，最大化數(shù)據(jù)利用價(jià)值。A項(xiàng)并非完全控制；C項(xiàng)平臺(tái)提供共享環(huán)境，但數(shù)據(jù)具體處理由用戶完成；D項(xiàng)制定標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)據(jù)共享的基礎(chǔ)工作，但平臺(tái)的核心是共享服務(wù)本身。10.B*解析思路：將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于海洋環(huán)流預(yù)測(cè)，主要是利用其強(qiáng)大的模式識(shí)別和預(yù)測(cè)能力。通過(guò)分析歷史海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)（如溫鹽剖面、海流數(shù)據(jù)、衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)等），機(jī)器學(xué)習(xí)模型可以學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)中的復(fù)雜非線性關(guān)系和時(shí)空模式，從而輔助或改進(jìn)傳統(tǒng)的物理海洋數(shù)值模型，提高預(yù)測(cè)精度或提供數(shù)據(jù)同化、初始場(chǎng)生成等支持。二、簡(jiǎn)答題（每小題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述海洋遙感技術(shù)獲取海面溫度數(shù)據(jù)的基本原理。*解析思路：海洋遙感通過(guò)衛(wèi)星或航空平臺(tái)上的傳感器（主要是紅外或微波輻射計(jì)）接收海面發(fā)射或反射的電磁波輻射能量。海面溫度越高，發(fā)射的紅外輻射能量越強(qiáng)（遵循斯蒂芬-玻爾茲曼定律）。傳感器測(cè)量接收到的大氣和海面組合體的輻射，通過(guò)大氣校正等方法扣除大氣影響，最終反演出海面的實(shí)際溫度。微波輻射計(jì)不受云層影響，可全天候獲取數(shù)據(jù)。2.解釋什么是海洋地理信息系統(tǒng)（MarineGIS），并列舉其在海洋資源管理中至少兩個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例。*解析思路：海洋地理信息系統(tǒng)是在傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)上，專門(mén)針對(duì)海洋環(huán)境、海洋資源、海洋現(xiàn)象等地理空間信息進(jìn)行管理、分析、可視化的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它融合了海洋學(xué)知識(shí)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)。應(yīng)用實(shí)例：①海洋功能區(qū)劃：利用GIS疊加分析海岸線、水深、水質(zhì)、生物資源分布、社會(huì)經(jīng)濟(jì)區(qū)域等數(shù)據(jù)，輔助劃定港口、養(yǎng)殖區(qū)、保護(hù)區(qū)、漁業(yè)禁區(qū)等功能區(qū)域。②漁業(yè)資源管理：整合漁船定位數(shù)據(jù)、捕撈數(shù)據(jù)、漁場(chǎng)分布圖、漁業(yè)資源評(píng)估模型等，進(jìn)行漁場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)、漁船活動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估、漁獲量預(yù)測(cè)等。3.比較主動(dòng)式和被動(dòng)式水聲探測(cè)技術(shù)的主要區(qū)別。*解析思路：主要區(qū)別在于是否向目標(biāo)發(fā)射聲波。主動(dòng)式水聲探測(cè)系統(tǒng)（如聲吶）自身發(fā)射聲波信號(hào)，然后接收從目標(biāo)（如潛艇、魚(yú)群、海底）反射回來(lái)的回波，通過(guò)分析回波特征來(lái)探測(cè)、識(shí)別、定位目標(biāo)或測(cè)量參數(shù)（如距離、速度）。被動(dòng)式水聲探測(cè)系統(tǒng)（如水聽(tīng)器陣列）則不發(fā)射聲波，只被動(dòng)接收環(huán)境中存在的自然聲源（如海洋哺乳動(dòng)物發(fā)出的叫聲、船舶的噪聲、爆炸聲、甚至海浪和地球的背景噪聲）或人工聲源（如潛艇的噪聲）發(fā)出的聲波信號(hào)，通過(guò)分析接收到的信號(hào)來(lái)探測(cè)聲源或分析環(huán)境聲場(chǎng)。核心區(qū)別是“發(fā)射”與“不發(fā)射”。4.簡(jiǎn)述海洋信息技術(shù)在大洋環(huán)流監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用流程。*解析思路：通常包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、結(jié)果呈現(xiàn)與應(yīng)用三個(gè)階段。①數(shù)據(jù)獲?。豪眯l(wèi)星遙感（如雷達(dá)高度計(jì)測(cè)海面高度、雷達(dá)散射計(jì)測(cè)風(fēng)場(chǎng)影響、衛(wèi)星測(cè)高、紅外測(cè)溫等）、浮標(biāo)陣列（測(cè)量溫鹽深）、潛標(biāo)、AUV/ROV（原位測(cè)量）、岸基雷達(dá)/激光測(cè)速等海洋信息技術(shù)手段，從不同層面、不同角度獲取大范圍、多參數(shù)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)。②數(shù)據(jù)處理與分析：對(duì)獲取的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行質(zhì)量控制、格式轉(zhuǎn)換、時(shí)空插值、融合多源數(shù)據(jù)、應(yīng)用數(shù)據(jù)同化技術(shù)、運(yùn)行海洋環(huán)流模型進(jìn)行模擬和驗(yàn)證、利用GIS進(jìn)行空間分析、利用大數(shù)據(jù)和AI技術(shù)進(jìn)行模式識(shí)別和預(yù)測(cè)等。③結(jié)果呈現(xiàn)與應(yīng)用：將分析得到的環(huán)流場(chǎng)（如流速、流向、溫鹽結(jié)構(gòu)）、異常信號(hào)、預(yù)測(cè)結(jié)果等，通過(guò)海圖、動(dòng)畫(huà)、可視化平臺(tái)等形式展示，服務(wù)于海洋環(huán)境預(yù)報(bào)、氣候研究、漁業(yè)管理、海上交通保障等應(yīng)用。三、論述題（每小題10分，共30分）1.論述大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)如何推動(dòng)海洋環(huán)境監(jiān)測(cè)能力的提升，并分析其中可能存在的挑戰(zhàn)。*解析思路：大數(shù)據(jù)和人工智能（AI）通過(guò)處理海量、多源、異構(gòu)的海洋環(huán)境數(shù)據(jù)，極大地提升了監(jiān)測(cè)能力和效率。提升體現(xiàn)在：①更強(qiáng)的感知能力：AI算法（如深度學(xué)習(xí)）可以從海量衛(wèi)星影像、聲學(xué)數(shù)據(jù)、傳感器數(shù)據(jù)中自動(dòng)識(shí)別和追蹤海洋現(xiàn)象（如赤潮、溢油、海冰、漁業(yè)群聚），精度和效率遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法。②更高的預(yù)測(cè)精度：基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，AI模型（如機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)）可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)短期或中期海洋環(huán)境變化（如海溫異常、風(fēng)暴路徑、污染物擴(kuò)散）。③更優(yōu)的決策支持：大數(shù)據(jù)平臺(tái)結(jié)合AI分析，可以為環(huán)境預(yù)警、資源管理、應(yīng)急響應(yīng)提供更及時(shí)、更智能的決策建議。挑戰(zhàn)包括：①數(shù)據(jù)質(zhì)量與標(biāo)準(zhǔn)化：海洋數(shù)據(jù)來(lái)源多樣，質(zhì)量參差不齊，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，給數(shù)據(jù)整合和分析帶來(lái)困難。②計(jì)算資源需求：處理和分析海量海洋大數(shù)據(jù)需要強(qiáng)大的計(jì)算能力和存儲(chǔ)資源。③模型可解釋性：復(fù)雜的AI模型（尤其是深度學(xué)習(xí)）往往像“黑箱”，其決策過(guò)程難以解釋，影響結(jié)果的信任度。④人才短缺：既懂海洋科學(xué)又懂?dāng)?shù)據(jù)科學(xué)和AI技術(shù)的復(fù)合型人才嚴(yán)重不足。⑤隱私與安全：涉及敏感的海洋觀測(cè)數(shù)據(jù)和研究成果時(shí)，數(shù)據(jù)安全和隱私保護(hù)也是重要問(wèn)題。2.結(jié)合具體實(shí)例，論述海洋信息技術(shù)在海洋生態(tài)保護(hù)與管理中的應(yīng)用價(jià)值。*解析思路：海洋信息技術(shù)在生態(tài)保護(hù)與管理中扮演著關(guān)鍵角色，提供了前所未有的觀測(cè)、監(jiān)測(cè)、分析和決策能力。應(yīng)用價(jià)值體現(xiàn)在：①生態(tài)調(diào)查與評(píng)估：利用遙感技術(shù)（如衛(wèi)星、無(wú)人機(jī)）大范圍監(jiān)測(cè)海草床分布、珊瑚礁健康狀況、浮游生物blooms、海岸帶植被變化等；利用聲學(xué)監(jiān)測(cè)技術(shù)（如水聽(tīng)器陣列、AUV聲學(xué)相機(jī)）記錄海洋哺乳動(dòng)物、魚(yú)類的行為和分布；利用基因測(cè)序等技術(shù)進(jìn)行物種鑒定和遺傳多樣性分析。實(shí)例：利用衛(wèi)星高度計(jì)監(jiān)測(cè)海面高度變化，評(píng)估上升海對(duì)珊瑚礁的影響；利用無(wú)人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)紅樹(shù)林砍伐和恢復(fù)情況。②環(huán)境監(jiān)測(cè)與預(yù)警：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)海水水質(zhì)（如溫度、鹽度、溶解氧、營(yíng)養(yǎng)鹽、污染物濃度），利用模型預(yù)測(cè)赤潮、有害藻華、溢油擴(kuò)散路徑，及時(shí)發(fā)布預(yù)警，減少生態(tài)損害。實(shí)例：建立基于多源數(shù)據(jù)的海洋生態(tài)災(zāi)害（如有害藻華）監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)。③漁業(yè)資源管理：通過(guò)遙感監(jiān)測(cè)魚(yú)礁、浮游生物場(chǎng)，利用聲學(xué)技術(shù)調(diào)查漁業(yè)資源密度和分布，結(jié)合漁船動(dòng)態(tài)監(jiān)控（VMS）數(shù)據(jù)，優(yōu)化漁區(qū)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)漁業(yè)管理。實(shí)例：利用AUV聲學(xué)相機(jī)調(diào)查深海漁業(yè)資源分布。④保護(hù)區(qū)管理：利用GIS劃定和管理保護(hù)區(qū)范圍，利用遙感監(jiān)測(cè)保護(hù)區(qū)內(nèi)外人類活動(dòng)（如非法捕撈、傾倒）和生態(tài)狀況變化。⑤生態(tài)修復(fù)效果評(píng)估：利用遙感、水下機(jī)器人等技術(shù)監(jiān)測(cè)和評(píng)估海岸帶修復(fù)工程（如人工魚(yú)礁建設(shè)、紅樹(shù)林恢復(fù)）的效果?？傊?，海洋信息技術(shù)使海洋生態(tài)保護(hù)與管理從定性走向定量，從被動(dòng)響應(yīng)走向主動(dòng)預(yù)防，從局部觀測(cè)走向大范圍監(jiān)測(cè)，顯著提升了保護(hù)成效和管理水平。3.試述建立國(guó)家或區(qū)域級(jí)海洋信息技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)的必要性與關(guān)鍵組成部分。*解析思路：建立國(guó)家或區(qū)域級(jí)海洋信息技術(shù)應(yīng)用平臺(tái)具有重大必要性和戰(zhàn)略意義。