2025年大學(xué)《應(yīng)用氣象學(xué)》專業(yè)題庫——氣象信息系統(tǒng)與應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.下列哪種氣象觀測平臺主要用于大范圍、連續(xù)地監(jiān)測地表溫度和云層特性？A.質(zhì)量氣象探空儀B.雷達C.氣象衛(wèi)星D.自動氣象站2.GRIB文件格式主要用于存儲哪種類型的氣象數(shù)據(jù)？A.地面氣象要素的時序數(shù)據(jù)B.衛(wèi)星云圖圖像數(shù)據(jù)C.全球模式輸出的格點氣象要素數(shù)據(jù)D.地理信息數(shù)據(jù)3.在氣象數(shù)據(jù)處理中，對缺失數(shù)據(jù)進行插補的目的是？A.提高數(shù)據(jù)存儲效率B.增強數(shù)據(jù)的歷史演變趨勢C.填補數(shù)據(jù)空白，保證分析應(yīng)用的需要D.改變數(shù)據(jù)的精度等級4.下列哪種數(shù)據(jù)庫類型特別適合存儲和管理時間序列性質(zhì)的氣象數(shù)據(jù)？A.關(guān)系型數(shù)據(jù)庫B.層次型數(shù)據(jù)庫C.網(wǎng)狀型數(shù)據(jù)庫D.時序數(shù)據(jù)庫5.用于顯示氣象要素在空間分布上差異的常用圖表是？A.折線圖B.散點圖C.等值線圖D.餅圖6.氣象信息系統(tǒng)中，API（應(yīng)用程序接口）的主要作用是？A.自動化數(shù)據(jù)質(zhì)量控制B.執(zhí)行復(fù)雜的數(shù)值天氣預(yù)報模型C.提供標準化的數(shù)據(jù)訪問接口，方便其他軟件調(diào)用D.存儲和管理所有的氣象數(shù)據(jù)7.在農(nóng)業(yè)氣象應(yīng)用中，氣象信息系統(tǒng)主要提供哪種服務(wù)？A.航空交通預(yù)報B.災(zāi)害性天氣預(yù)警C.作物生長模型所需的環(huán)境數(shù)據(jù)支持D.能源消耗預(yù)測8.下列哪項技術(shù)不屬于氣象遙感的主要手段？A.激光雷達B.衛(wèi)星遙感C.超聲波測風(fēng)D.地面氣象觀測9.氣象信息系統(tǒng)架構(gòu)中，負責數(shù)據(jù)處理和分析的核心部分通常稱為？A.數(shù)據(jù)采集層B.數(shù)據(jù)存儲層C.應(yīng)用服務(wù)層D.用戶接口層10.對氣象數(shù)據(jù)進行格式轉(zhuǎn)換的主要目的是？A.提高數(shù)據(jù)計算速度B.方便在不同系統(tǒng)或軟件之間共享和使用C.增強數(shù)據(jù)的安全性D.刪除不需要的數(shù)據(jù)二、填空題1.氣象衛(wèi)星主要通過接收地物或大氣發(fā)射/反射的________來獲取信息。2.氣象數(shù)據(jù)的________是指數(shù)據(jù)的準確性和可靠性程度。3.常用的氣象數(shù)據(jù)可視化軟件GrADS的全稱是________。4.氣象信息系統(tǒng)通常由數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)處理與分析、________和用戶接口等部分組成。5.利用地理信息系統(tǒng)（GIS）可以將氣象數(shù)據(jù)與________數(shù)據(jù)相結(jié)合進行分析。6.氣象信息在水利領(lǐng)域的應(yīng)用之一是________預(yù)測。7.質(zhì)量控制是氣象數(shù)據(jù)處理的第一個環(huán)節(jié)，主要目的是識別和剔除________。8.氣象信息的時效性要求決定了氣象信息系統(tǒng)必須具備________的能力。9.時序數(shù)據(jù)庫是為了高效管理和查詢具有明顯________特征的數(shù)據(jù)而設(shè)計的。10.常用的氣象數(shù)據(jù)格式NetCDF的全稱是________。三、簡答題1.簡述地面氣象觀測站的主要功能。2.簡述氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制的常用方法有哪些。3.簡述GIS在氣象信息應(yīng)用中的主要作用。4.簡述氣象信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲層的主要特點。四、論述題1.論述氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在現(xiàn)代氣象預(yù)報中的應(yīng)用價值。2.論述氣象信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用及其面臨的主要挑戰(zhàn)。五、操作/編程題假設(shè)你獲取了一段簡單的氣象數(shù)據(jù)（格式為文本，包含時間、溫度、濕度三個字段），存儲在名為`weather_data.txt`的文件中，內(nèi)容如下：```2023-10-2608:0015.2852023-10-2610:0017.5822023-10-2612:0019.8782023-10-2614:0020.5752023-10-2616:0019.080```請描述如何使用Python編程語言讀取該文件，并計算午后4點（14:00）前后兩小時（即14:00,12:00,16:00）的平均溫度和平均濕度。無需寫出完整代碼，只需說明需要使用的關(guān)鍵Python庫（如`csv`或`open`），數(shù)據(jù)處理的主要步驟（如讀取、篩選、累加、求平均）。試卷答案一、選擇題1.C解析：氣象衛(wèi)星通過傳感器接收地球大氣層和地表發(fā)射或反射的電磁波（主要是紅外線）來獲取溫度、云層、水汽等信息。雷達主要探測降水粒子，探空儀用于高空探測，自動氣象站用于地面定點觀測。2.C解析：GRIB（GriddedBinary）是一種常用的全球數(shù)值天氣預(yù)報產(chǎn)品格式，以二進制方式存儲網(wǎng)格化的氣象要素數(shù)據(jù)，如溫度、氣壓、風(fēng)速、降水等。3.C解析：氣象數(shù)據(jù)在傳輸、存儲或應(yīng)用過程中可能存在缺失值，插補方法（如線性插值、樣條插值等）用于估算這些缺失值，以保證數(shù)據(jù)序列的完整性，滿足后續(xù)分析或應(yīng)用的需求。4.D解析：時序數(shù)據(jù)庫是專門為處理時間序列數(shù)據(jù)（如氣象數(shù)據(jù)、金融數(shù)據(jù)等）而設(shè)計或優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫，能夠高效地存儲、管理和查詢具有時間戳的數(shù)據(jù)。5.C解析：等值線圖能夠直觀地表示某個氣象要素在空間分布上的變化趨勢和區(qū)域特征，是氣象分析中常用的圖表類型。6.C解析：API（應(yīng)用程序接口）提供了一套標準化的函數(shù)和協(xié)議，允許不同的軟件應(yīng)用程序之間進行交互和數(shù)據(jù)交換，使得氣象數(shù)據(jù)服務(wù)能夠被方便地集成到其他系統(tǒng)中。7.C解析：農(nóng)業(yè)氣象信息系統(tǒng)通過提供作物生長所需的關(guān)鍵環(huán)境數(shù)據(jù)（如溫度、降水、光照等）及其變化分析，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理（如播種、灌溉、施肥）提供決策支持。8.C解析：超聲波測風(fēng)是一種地面氣象觀測技術(shù)，通過發(fā)射和接收超聲波來測量風(fēng)速風(fēng)向。而激光雷達、衛(wèi)星遙感和地面氣象觀測都是氣象遙感或直接觀測的主要手段。9.B解析：數(shù)據(jù)存儲層是氣象信息系統(tǒng)的核心組成部分之一，負責長期、安全地存儲和管理從數(shù)據(jù)采集層匯集來的海量氣象數(shù)據(jù)。10.B解析：由于不同氣象系統(tǒng)或軟件可能使用不同的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換是實現(xiàn)數(shù)據(jù)互操作性、方便在不同平臺或應(yīng)用中共享和使用氣象數(shù)據(jù)的關(guān)鍵步驟。二、填空題1.電磁波2.準確性3.GridAnalysisandDisplaySystem4.應(yīng)用服務(wù)5.地理6.水旱災(zāi)害7.錯誤數(shù)據(jù)8.實時處理9.時間10.NetworkCommonDataFormat三、簡答題1.簡述地面氣象觀測站的主要功能。解析：地面氣象觀測站是氣象觀測網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)，主要功能包括：實時監(jiān)測和記錄站點周圍小范圍內(nèi)的氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降水、能見度、日照等基本氣象要素的原始數(shù)據(jù)；通過自動氣象站實現(xiàn)數(shù)據(jù)的自動采集、發(fā)送和初步處理；為天氣預(yù)報提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)輸入；為氣候監(jiān)測、農(nóng)業(yè)、水利、環(huán)境等領(lǐng)域提供氣象信息服務(wù)；支持氣象科學(xué)研究等。2.簡述氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常用方法有哪些。解析：氣象數(shù)據(jù)質(zhì)量控制常用方法包括：完整性檢查（識別缺失數(shù)據(jù)）；范圍檢查（剔除超出合理范圍的值，如極端溫度）；一致性檢查（檢查數(shù)據(jù)內(nèi)部或與其他數(shù)據(jù)的關(guān)系是否矛盾，如風(fēng)速與風(fēng)向）；邏輯檢查（如降水出現(xiàn)時濕度是否合理）；統(tǒng)計檢查（如使用箱線圖、均值方差分析等方法識別異常值）；插補/修正（對缺失或錯誤數(shù)據(jù)進行估算或修正）。這些方法常結(jié)合使用，以盡可能提高氣象數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。3.簡述GIS在氣象信息應(yīng)用中的主要作用。解析：GIS（地理信息系統(tǒng)）在氣象信息應(yīng)用中主要作用包括：管理空間化的氣象數(shù)據(jù)（如站點數(shù)據(jù)、格點數(shù)據(jù)、行政區(qū)劃等）；進行空間分析和可視化（如制作氣象要素等值線圖、氣象災(zāi)害影響評估圖）；疊加分析（如將氣象數(shù)據(jù)與地理信息數(shù)據(jù)如地形、土地利用等結(jié)合，分析特定區(qū)域氣象特征）；路徑分析（如規(guī)劃氣象探測站選址、氣象信息傳輸路徑）；緩沖區(qū)分析（如評估惡劣天氣對特定區(qū)域的影響范圍）等，為資源管理、災(zāi)害防御、城市規(guī)劃等提供決策支持。4.簡述氣象信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲層的主要特點。解析：氣象信息系統(tǒng)中數(shù)據(jù)存儲層的主要特點包括：數(shù)據(jù)量巨大且增長快（涉及歷史和實時數(shù)據(jù)）；數(shù)據(jù)類型多樣（結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)）；數(shù)據(jù)具有時序性（大部分數(shù)據(jù)帶有時間戳）；對數(shù)據(jù)可靠性和安全性要求高（氣象數(shù)據(jù)至關(guān)重要）；需要支持高效的查詢和檢索（尤其是時空查詢）；可能需要支持海量數(shù)據(jù)的存儲和計算（如采用分布式數(shù)據(jù)庫或大數(shù)據(jù)技術(shù)）；需要具備數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機制等。四、論述題1.論述氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)在現(xiàn)代氣象預(yù)報中的應(yīng)用價值。解析：氣象衛(wèi)星遙感技術(shù)通過從太空獲取大范圍、連續(xù)的氣象觀測資料，在現(xiàn)代氣象預(yù)報中具有重要應(yīng)用價值。首先，它提供了覆蓋全球的云圖、溫濕場、風(fēng)場、大氣水汽含量等關(guān)鍵氣象要素信息，極大地豐富了數(shù)值天氣預(yù)報的模式初始場，提高了預(yù)報精度，特別是對中高空的觀測彌補了地面觀測的不足。其次，衛(wèi)星資料可用于監(jiān)測和追蹤天氣系統(tǒng)的生消演變，如熱帶氣旋、強對流天氣、寒潮等，為發(fā)布預(yù)警提供了關(guān)鍵依據(jù)。再次，衛(wèi)星遙感在氣候變化監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測（如火災(zāi)、沙塵、海洋油污）等方面也發(fā)揮著重要作用。此外，隨著衛(wèi)星技術(shù)的進步，多任務(wù)、多光譜、高分辨率的衛(wèi)星發(fā)射，為氣象預(yù)報和氣象服務(wù)提供了更豐富的觀測手段和更高的時空分辨率。2.論述氣象信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮的作用及其面臨的主要挑戰(zhàn)。解析：氣象信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。它通過提供精準、及時的氣象信息（如氣溫、降水、光照、災(zāi)害預(yù)警等）和基于這些信息的農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報服務(wù)，幫助農(nóng)民進行科學(xué)決策，優(yōu)化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。例如，在作物種植、播種、灌溉、施肥、病蟲害防治等環(huán)節(jié)提供氣象條件建議；在收獲、儲存等環(huán)節(jié)提供相關(guān)信息；通過災(zāi)害預(yù)警（如干旱、洪澇、冰雹、霜凍）幫助農(nóng)民采取防災(zāi)減災(zāi)措施，減少損失。氣象信息系統(tǒng)還能支持農(nóng)業(yè)氣象模式的應(yīng)用，進行作物產(chǎn)量預(yù)測、農(nóng)業(yè)資源評估等，為農(nóng)業(yè)宏觀管理和決策提供支持。然而，氣象信息系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中也面臨一些挑戰(zhàn)：一是氣象預(yù)報的精度，特別是區(qū)域尺度和小時間尺度（如幾小時到一天）的預(yù)報精度仍有提升空間，這直接影響指導(dǎo)種植和防災(zāi)減災(zāi)的效果；二是數(shù)據(jù)獲取的時空分辨率可能無法完全滿足精細化農(nóng)業(yè)的需求；三是氣象信息與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求的結(jié)合需要更專業(yè)的農(nóng)業(yè)氣象知識和模型支持，即“最后一公里”的轉(zhuǎn)化和應(yīng)用問題；四是信息服務(wù)的獲取渠道和方式的便捷性，如何讓農(nóng)民方便、有效地獲取并理解使用氣象信息；五是系統(tǒng)建設(shè)和維護的成本問題，尤其是在發(fā)展中國家或欠發(fā)達地區(qū)。五、操作/編程題描述：使用Python編程語言處理該氣象數(shù)據(jù)文件，計算午后4點（14:00）前后兩小時（即14:00,12:00,16:00）的平均溫度和平均濕度。關(guān)鍵步驟與所需庫：1.讀取文件:使用`open()`函數(shù)或`csv`模塊（如`csv.reader`）打開`weather_data.txt`文件，按行讀取數(shù)據(jù)。2.解析數(shù)據(jù):逐行讀取數(shù)據(jù)，將每行按空格（或其