2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 地球信息学在环境监测中的作用

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——地球信息学在环境监测中的作用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项的代表字母填在题干后的括号内）1.利用遥感卫星影像监测区域土地利用变化，主要依赖地球信息科学的哪个核心技术？（）A.全球定位系统B.地理信息系统C.遥感技术D.大数据分析2.在环境监测中，地理信息系统（GIS）的主要功能不包括？（）A.环境数据的存储与管理B.环境现象的动态模拟与预测C.环境问题的空间分析（如叠置分析、缓冲区分析）D.环境监测数据的实时采集3.以下哪种遥感传感器类型最适合获取高空间分辨率的地表细节信息用于城市环境监测？（）A.侧视雷达卫星B.专用气象卫星C.高分辨率光学卫星（如WorldView,Gaofen系列）D.海洋卫星4.环境监测中常用的植被指数（如NDVI）主要反映了哪个方面的信息？（）A.水体质量B.大气污染物浓度C.地表覆盖类型和植被生长状况D.地形地貌特征5.以下哪项环境要素的监测通常对遥感数据的时间分辨率要求最高？（）A.土壤污染B.森林火灾C.大气污染扩散D.土地沙漠化6.全球定位系统（GPS/GNSS）在环境监测中最直接的应用是？（）A.大气水汽含量反演B.环境噪声水平测量C.监测站点精确地理定位D.土壤养分含量估算7.用于评估区域生态环境健康状况的“压力-状态-响应”（PSR）模型，通常需要地球信息学中的哪些技术支持？（）A.遥感影像解译与GIS空间分析B.人工智能机器学习C.大规模并行计算D.网络通信技术8.在水环境监测中，利用遥感技术反演水体透明度，主要依据的是水体对哪种波段的电磁波的吸收和散射特性？（）A.红外波段B.紫外波段C.可见光波段（蓝、绿、红）D.微波波段9.将不同时相的遥感影像进行对比分析，以监测地表覆盖变化的方法，属于地球信息学中的哪种分析类型？（）A.统计分析B.时间序列分析C.空间统计分析D.模型模拟分析10.地球信息科学在大气环境监测中，对于城市热岛效应的研究主要提供了哪些支持？（）A.大气成分实时监测数据B.城市地表温度的空间分布图C.气象预报模型D.空气质量指数计算方法二、填空题（每空2分，共20分。请将答案填在横线上）1.遥感技术根据工作平台不同，可分为______遥感和______遥感。2.地理信息系统（GIS）的核心是______，它支持对地理信息的采集、存储、管理、分析、显示和应用。3.利用遥感影像计算归一化植被指数（NDVI）需要用到红光波段（R）和近红外波段（NIR），其计算公式为：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)。4.在环境监测数据管理中，数据库技术的应用是实现______和______的关键。5.GPS/GNSS系统通过接收卫星信号，可以提供高精度的______和______信息。6.地球信息科学在土壤环境监测中，可用于绘制土壤类型图、土壤污染物分布图等，体现了其强大的______能力。7.环境监测中的“3S”技术通常指______、______和______。8.遥感数据的光谱分辨率越高，意味着传感器能够分辨的光谱波段______，能够获取的信息越详细。9.在进行环境评价时，GIS的空间分析功能可用于叠加分析不同环境要素图层，以确定______区域。10.地球信息科学支持环境灾害（如洪水、干旱、地震）的______、______和______。三、简答题（每题5分，共25分）1.简述遥感技术在监测水体富营养化方面的主要应用方法。2.简述地理信息系统（GIS）在环境管理中的主要作用。3.简述使用全球定位系统（GPS/GNSS）进行环境监测时可能遇到的主要误差来源及其简要消除或削弱方法。4.简述“数字地球”理念与环境信息获取、处理、应用的关系。5.简述大数据技术如何提升环境监测的效能。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述遥感技术（RS）与地理信息系统（GIS）相结合在区域生态环境变化监测中的优势及其典型应用领域。2.结合实例，论述地球信息科学在应对突发环境事件（如化工泄漏）中的重要作用。五、实践题/计算题（10分）假设获取了某区域2020年和2023年的两期遥感影像，通过解译和分类，得到2020年该区域有林地面积为5000平方公里，耕地面积为3000平方公里；2023年有林地面积为5500平方公里，耕地面积为2800平方公里。请计算该区域在2020年至2023年间：（1）有林地的年变化率（以百分比表示）。（2）耕地的年变化率（以百分比表示）。（注：仅要求列出计算公式和步骤，无需进行具体数值计算）试卷答案一、选择题1.C2.D3.C4.C5.C6.C7.A8.C9.B10.B二、填空题1.航天，航空2.数据库3.归一化植被指数（NDVI）4.数据共享，高效利用5.经度，纬度（或位置）6.空间分析7.遥感（RS），地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS/GNSS）8.更多，更精细9.环境敏感（或脆弱）10.监测预警，评估，应急响应三、简答题1.解析思路：首先说明富营养化是水体中氮、磷等营养盐过量导致的问题。然后点明遥感如何监测：利用传感器（如光谱、热红外）探测水体颜色变化（藻类水华）、水温异常、悬浮物浓度等与富营养化相关的指标。最后可简述如何通过GIS进行数据处理、空间分析和结果可视化。2.解析思路：首先点明GIS是空间信息管理与分析工具。然后从环境管理需求出发，说明GIS的作用：如建立环境基础数据库、进行环境状况空间分析（如污染源识别、影响范围评估）、规划环境功能区、辅助环境决策、进行环境监测网络优化布局等。3.解析思路：首先列出主要误差来源：如卫星信号传播误差（电离层、对流层）、接收机时钟误差、多路径效应、星历误差等。然后针对每个误差来源，简述其影响并提一至两种消除或削弱方法，如使用双频观测消除电离层延迟、差分定位技术削弱接收机时钟误差、选择合适观测几何构型减少多路径效应等。4.解析思路：首先解释数字地球的概念（地球三维数字化、网络化、智能化）。然后说明其与环境信息的关系：数字地球为环境信息的获取（遥感数据、地面监测数据等）提供了可视化平台；GIS是数字地球的核心技术之一，用于环境信息的存储、管理、分析和可视化；数字地球理念促进了多源环境信息的集成与应用，提升了环境信息共享和决策支持能力。5.解析思路：首先说明环境监测数据量巨大、类型多样。然后阐述大数据技术的优势：如分布式存储处理海量数据、挖掘隐藏的环境规律和趋势、进行高精度预测预警、支持大数据驱动的环境智能决策等。最后可举例说明，如利用大数据分析城市交通噪声时空分布、识别污染热点区域等。四、论述题1.解析思路：*优势：从数据源（RS提供宏观、动态、多时相数据）、数据处理（GIS提供强大的空间分析、管理、可视化功能）、分析能力（两者结合实现从数据到信息的知识转化）、应用领域（生态监测、资源调查、环境评价等）等多个维度论述RS与GIS结合的优势。强调RS提供“眼睛”，GIS提供“大脑”和“神经系统”。*典型应用领域：列举具体领域，如森林资源调查与动态监测（面积、蓄积量变化）、湿地变化监测与保护、土地覆盖变化监测与土地利用动态分析、城市扩张监测与规划支持、生态环境质量评估等。2.解析思路：*作用体现：从事件前（风险评估、监测预警）、事件中（应急监测、灾情评估、应急指挥）、事件后（损失评估、原因分析、恢复重建规划）三个阶段论述。*具体应用：举例说明，如利用遥感快速获取事故区域影像，GIS分析污染扩散范围，GPS定位事故点和人员，大数据分析事故影响，AI辅助预测污染走势等。强调地球信息科学提供了全方位、快速、准确的技术支撑。五、实践题/计算题（1）计算公式：年变化率=[(后期面积-初期面积)/初期面积]×100%步骤：a.计算有林地面积变化量=5500-5000=500平方