2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 地球信息技术在天气预测中的应用

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——地球信息技术在天气预测中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪一种卫星主要用于获取大气水汽含量信息？A.气象卫星B.遥感卫星C.全球定位系统卫星D.资源卫星2.地理信息系统（GIS）在天气预测中的主要作用是？A.获取遥感数据B.进行气象数据分析和处理C.建立数值天气预报模型D.发布气象预警信息3.下列哪种技术不属于数据挖掘在天气预测中的应用范畴？A.气象要素场分类B.天气模式识别C.遥感图像处理D.灾害性天气预警4.数值天气预报模型的主要依赖数据来源是？A.遥感数据B.地面气象观测数据C.GPS数据D.以上所有5.地球信息科学技术在极端天气事件预测中，主要优势体现在？A.提高预测精度B.缩短预测周期C.增强灾害预警能力D.以上所有6.下列哪种气象要素是利用遥感技术进行反演的主要对象？A.气温B.水汽C.风速D.以上所有7.全球定位系统（GPS）在气象观测中的主要应用是？A.获取气象卫星数据B.测量大气水汽含量C.进行地理信息系统的定位D.建立数值天气预报模型8.下列哪种方法不属于气象数据的三维可视化技术？A.气象云图显示B.气象要素场等值线图C.地理信息系统三维场景构建D.统计图表绘制9.地球信息科学技术在天气预测中的应用，主要目的是？A.提高天气预报的准确性和时效性B.增强对气象灾害的监测和预警能力C.促进气象信息的共享和应用D.以上所有10.下列哪一项不是地球信息科学技术在天气预测中面临的挑战？A.气象数据的处理和分析难度大B.天气预测模型的精度有待提高C.地球信息科学技术的成本高昂D.气象预报产品的应用范围有限二、填空题（每空1分，共10分）1.地球信息科学的核心技术包括遥感技术、______技术和地理信息系统技术。2.气象卫星根据其轨道高度可分为______和______。3.地理信息系统的主要功能包括数据采集、数据存储、数据管理和______。4.数据挖掘在天气预测中常用的方法包括分类、聚类、关联规则挖掘和______。5.数值天气预报模型的基本流程包括初始化、模式积分和______。6.地球信息科学技术在台风预测中的应用主要体现在对台风路径、强度和______的监测和预报。7.GPS在气象观测中主要用于测量大气中的______含量。8.气象数据的可视化技术主要包括气象云图显示、气象要素场等值线图和______。9.地球信息科学技术在农业生产中的应用，可以提供______、灾害预警等信息支持。10.人工智能技术在天气预测中的应用前景广阔，例如可以用于______和智能气象预警。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述遥感技术在天气监测中的应用。2.简述地理信息系统在气象数据管理中的应用。3.简述数据挖掘技术在天气预测中的应用场景。4.简述数值天气预报模型的基本原理。四、论述题（每题10分，共20分）1.论述地球信息技术在暴雨预测中的应用。2.论述地球信息技术在气象灾害预警中的应用。试卷答案一、选择题1.A*解析：气象卫星是专门用于获取大气信息的人造地球卫星，可以获取云图、气温、水汽、风场等多种气象要素信息。遥感卫星是一个更广泛的概念，包括用于各种资源调查和环境监测的卫星。全球定位系统卫星主要用于定位和授时。资源卫星主要用于获取地表资源信息。2.B*解析：地理信息系统（GIS）具有强大的空间数据管理、分析和可视化能力，可以用于存储和管理气象数据，进行气象数据的空间分析，例如：气象要素的时空分布、气象现象的演变规律等，从而辅助天气预测。3.C*解析：遥感图像处理属于遥感技术领域的技术，而不是数据挖掘技术。数据挖掘技术在天气预测中的应用主要包括模式识别、分类、聚类等，用于分析气象数据，发现气象规律，辅助天气预测。4.D*解析：数值天气预报模型依赖于大量的气象数据进行初始化和运行，这些数据主要来源于遥感数据（例如：气象卫星、雷达数据）、地面气象观测数据和GPS数据等。5.D*解析：地球信息科学技术在极端天气事件预测中，不仅可以提高预测精度，还可以缩短预测周期，并增强灾害预警能力，例如：利用遥感技术进行灾害性天气的实时监测，利用地理信息系统进行灾害风险评估等。6.D*解析：遥感技术可以用于反演多种气象要素，包括气温、水汽、风速等。例如：利用红外遥感技术可以反演气温，利用微波遥感技术可以反演水汽含量，利用雷达遥感技术可以反演风速等。7.B*解析：GPS信号在大气中传播会发生延迟，这种延迟与大气中的水汽含量有关，因此可以利用GPS数据测量大气水汽含量。8.D*解析：气象数据的三维可视化技术包括气象云图显示、气象要素场等值线图和地理信息系统三维场景构建等，用于直观地展示气象要素的时空分布特征。统计图表绘制属于数据分析的范畴，不属于三维可视化技术。9.D*解析：地球信息科学技术在天气预测中的应用，主要目的是提高天气预报的准确性和时效性，增强对气象灾害的监测和预警能力，并促进气象信息的共享和应用，从而更好地服务于社会经济发展。10.D*解析：地球信息科学技术在天气预测中面临的挑战包括气象数据的处理和分析难度大、天气预测模型的精度有待提高、地球信息科学技术的成本高昂等。气象预报产品的应用范围有限不是其面临的挑战，反而其应用范围正在不断扩大。二、填空题1.地理信息2.低轨道，高轨道*解析：气象卫星根据其轨道高度可以分为低轨道气象卫星和高轨道气象卫星。低轨道气象卫星通常指运行在地球静止轨道以下的卫星，例如：极地轨道气象卫星，可以覆盖全球范围，但重访时间较长。高轨道气象卫星通常指运行在地球静止轨道上的卫星，可以定点观测某一区域，但覆盖范围有限。3.数据分析4.时间序列分析*解析：数据挖掘在天气预测中常用的方法包括分类、聚类、关联规则挖掘和时间序列分析等。时间序列分析用于分析气象要素随时间的变化规律，例如：气温序列分析、降水序列分析等。5.结果输出*解析：数值天气预报模型的基本流程包括初始化、模式积分和结果输出。初始化是指将气象观测数据输入模型，模式积分是指模型按照一定的物理方程进行时间推进，结果输出是指模型输出预测结果。6.降雨*解析：地球信息科学技术在台风预测中的应用主要体现在对台风路径、强度和降雨的监测和预报。例如：利用遥感技术可以监测台风的云系结构、强度变化和降雨分布等。7.水汽*解析：如前所述，GPS信号在大气中传播会发生延迟，这种延迟与大气中的水汽含量有关，因此可以利用GPS数据测量大气水汽含量。8.三维立体模型*解析：气象数据的可视化技术包括气象云图显示、气象要素场等值线图和三维立体模型等，用于直观地展示气象要素的时空分布特征。9.作物生长环境*解析：地球信息科学技术在农业生产中的应用，可以提供作物生长环境、灾害预警等信息支持，例如：利用遥感技术监测作物长势，利用地理信息系统进行病虫害预警等。10.气象要素预测*解析：人工智能技术在天气预测中的应用前景广阔，例如可以用于气象要素预测和智能气象预警。例如：利用机器学习算法进行气温、降水等气象要素的预测，利用深度学习技术进行灾害性天气的智能预警。三、简答题1.简述遥感技术在天气监测中的应用。*解析：遥感技术可以通过气象卫星、雷达等遥感平台获取大范围、高时效的气象要素信息，例如：云图、气温、水汽、风速等。这些信息可以用于监测天气系统的生成、发展和消亡，以及灾害性天气的监测，为天气预报和气象灾害预警提供重要的数据支撑。2.简述地理信息系统在气象数据管理中的应用。*解析：地理信息系统（GIS）可以用于管理各种气象数据，例如：地面气象观测数据、遥感数据、气象预报数据等。GIS可以对这些数据进行存储、查询、分析和可视化，例如：可以分析气象要素的时空分布特征、气象现象的演变规律等，从而为天气预报和气象灾害预警提供辅助支持。3.简述数据挖掘技术在天气预测中的应用场景。*解析：数据挖掘技术可以用于分析大量的气象数据，发现气象规律，辅助天气预测。例如：可以利用分类算法对天气进行分类，利用聚类算法对气象数据进行分组，利用关联规则挖掘发现气象要素之间的相互关系，利用时间序列分析预测气象要素的未来变化趋势等。4.简述数值天气预报模型的基本原理。*解析：数值天气预报模型的基本原理是利用计算机对描述大气运动的物理方程进行数值求解。这些物理方程包括大气动力学方程、热力学方程、水汽方程等。模型将大气划分为许多网格，然后对每个网格中的大气状态进行数值计算，从而得到未来一段时间内大气状态的变化情况。四、论述题1.论述地球信息技术在暴雨预测中的应用。*解析：地球信息技术在暴雨预测中发挥着重要作用，主要体现在以下几个方面：首先，利用遥感技术可以监测暴雨云系的生成、发展和消亡过程，获取暴雨云系的微物理结构信息，例如：云滴大小、含水量等，这些信息可以用于改进暴雨预报模型。其次，利用地理信息系统可以分析暴雨的时空分布特征，例如：暴雨的落区、强度、持续时间等，为暴雨预警提供依据。最后，利用数据挖掘技术可以分析历史暴雨数据，发现暴雨发生的规律和特征，例如：暴雨发生的季节性、地域性、前兆特征等，从而提高暴雨预报的准确性和时效性。2.论述地球信息技术在气象灾害预警中的应用。*解析：地球信息技术在气象灾害预警中发挥着重要作用，主要体现在以下几个方面：首先，利用遥感技术可