2025年大学《自然地理与资源环境》专业题库- 地质灾害监测预警技术研究

2025年大学《自然地理与资源环境》专业题库——地质灾害监测预警技术研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.在地质灾害监测预警体系中，用于实时获取地表位移信息的常用技术不包括（）。A.全球导航卫星系统（GNSS）B.卫星遥感（InSAR）C.激光扫描技术D.雨量监测2.下列哪种地质灾害类型通常需要重点监测其水位变化或库岸稳定性？（）A.泥石流B.土地沉降C.滑坡D.崩塌3.地质灾害监测数据传输方式中，适用于偏远、广域区域且成本相对较低的是（）。A.有线电缆传输B.微波通信C.卫星遥测D.无线自组网4.在地质灾害风险评估中，确定危险性曲线通常需要考虑的主要因素是（）。A.地质环境背景B.致灾因子强度C.承灾体价值D.以上都是5.以下哪种技术方法不适合用于地质灾害的早期预警阶段？（）A.人工神经网络（ANN）B.地质雷达探测C.基于阈值的方法D.GIS空间分析6.构建地质灾害监测预警系统时，以下哪个环节属于数据后处理阶段？（）A.传感器布设B.数据采集C.数据质量控制与格式转换D.预警信息发布7.利用GPS或GNSS技术监测地质灾害体时，其核心原理是测量（）。A.水平位移和垂直位移B.速度和加速度C.应力变化D.地震波活动8.对于突发性地质灾害（如滑坡、崩塌），监测预警系统更强调的响应时间是（）。A.数小时至数天B.数分钟至数小时C.数天至数周D.数月至数年9.地质灾害信息发布平台中，能够实现多渠道、可视化展示的功能主要包括（）。A.预警信息发布B.实时监测数据显示C.历史灾害数据分析D.以上都是10.影响地质灾害监测预警技术应用效果的关键因素之一是（）。A.技术的先进性B.数据的可靠性C.预警阈值设置的合理性D.以上都是二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上）1.地质灾害监测预警系统通常由______、数据传输、数据处理与分析、预警发布等主要部分构成。2.卫星遥感技术中的InSAR（干涉合成孔径雷达）主要用于探测地表的______变化。3.设置合理的______是地质灾害监测预警模型有效运行的前提。4.无人机遥感技术在地质灾害监测中可用于______、三维建模等。5.地质灾害风险评估主要包括______、危险性评估和风险区划三个步骤。6.雨水是引发______等地质灾害的重要致灾因子。7.GNSS接收机在地质灾害监测中通常需要采用______或______技术来提高定位精度。8.地质灾害监测预警信息的发布应遵循______、准确、及时的原则。9.滑坡监测中，用于测量坡体变形的仪器如______、测斜仪等属于地面监测设备。10.地质灾害监测预警技术的发展趋势包括智能化、______和集成化。三、名词解释（每小题3分，共15分）1.地质灾害监测预警系统2.卫星遥感干涉测量（InSAR）3.预警阈值4.承灾体5.人工神经网络（ANN）在地质灾害中的应用四、简答题（每小题5分，共20分）1.简述GNSS技术在地质灾害监测中的主要优点。2.简述地质灾害监测数据传输常用的几种方式及其特点。3.简述滑坡监测中，地面监测技术与遥感监测技术相比的主要区别。4.简述设置地质灾害预警阈值需要考虑的主要因素。五、论述题（每小题10分，共20分）1.试论述构建区域地质灾害监测预警系统时，需要综合考虑哪些关键因素？2.试论述人工智能技术（如机器学习、深度学习）在地质灾害监测预警领域的主要应用前景。结束试卷答案一、选择题1.D2.B3.C4.D5.B6.C7.A8.B9.D10.D解析：1.雨量监测主要用于监测降雨量，是诱发泥石流、滑坡等地质灾害的重要因素之一，属于环境因素监测，而非直接的地表位移监测技术。A、B、C均为地表位移监测技术。2.土石流的形成与水体密切相关，特别是水库溃决或暴雨引发的土石流，需要重点监测水库水位及其库岸稳定性。A、C、D虽然也需要监测，但水位变化是B选项的核心关注点。3.卫星遥测覆盖范围广，不受地形限制，特别适合偏远、通信不便的广大区域，成本相对固定，但可能存在延迟。有线电缆需要铺设，工程量大，成本高。微波通信需要中继站，适用性受地形影响。无线自组网灵活性高，但覆盖范围和稳定性可能受限。综合考虑成本和适用性，卫星遥测是常用方式之一。4.地质灾害风险评估是一个综合过程，需要评估地质环境背景（孕灾环境）、致灾因子强度（发生频率和强度）以及承灾体暴露度和易损性（受影响程度），最终综合确定风险。因此D选项最全面。5.人工神经网络、基于阈值的方法、GIS空间分析等均可用于地质灾害的预警或风险评估。地质雷达主要用于浅层探测，对大范围、深层次的地质灾害早期预警能力有限，通常用于微观或近场探测。6.数据后处理是在原始数据采集回来之后进行的操作，包括数据清洗、格式转换、坐标转换、精度评定等，为后续分析提供高质量数据。A、B、D均为监测预警系统中的前端或实时处理环节。7.GPS或GNSS技术的核心功能是通过接收卫星信号，精确计算接收机天线相位中心的位置，从而获取监测对象的三维坐标，即水平位移和垂直位移信息。8.突发性地质灾害（如滑坡、崩塌）发生突然，破坏性强，因此对其监测预警系统要求快速响应，能够在灾害发生前的数分钟至数小时内发出预警，以便人员及时撤离。9.好的地质灾害信息发布平台应能整合多种信息源，通过地图、文字、图像、声音等多种形式，在网站、APP、短信、广播等多个渠道发布实时监测数据、预警信息、灾害知识等，实现全面、可视化的信息传递。A、B、C都是其重要功能。10.技术的先进性、数据的可靠性、预警阈值设置的合理性、系统运行维护、人员素质、政策法规支持等都是影响地质灾害监测预警效果的关键因素，缺一不可。D选项最全面。二、填空题1.监测仪器设备2.位移3.预警阈值4.现场勘查与调查5.风险因素识别与评价6.泥石流7.载波相位差分（RTK）/差分GPS（DGPS）8.公开透明9.倾斜仪10.精准化解析：1.监测预警系统的基础是各类监测仪器设备，如GPS接收机、传感器、摄像头等。2.InSAR技术通过比较不同时相的雷达图像，利用相位信息差来精确测量地表微小形变，核心是探测位移变化。3.预警阈值是根据灾害发生的临界条件（如位移速率、降雨量、应力值等）设定的警戒值，是触发预警信号的关键依据。4.无人机具有灵活、高效的特点，可用于快速获取灾区或潜在风险区的高清影像，辅助进行现场勘查、灾情评估和三维建模。5.风险评估通常包括识别可能引发灾害的风险因素（如地质构造、地形地貌、降雨、地震等），评估各因素的作用强度，这是风险评估的基础步骤。6.泥石流是饱含水分的松散土石流，其形成往往与强降雨或融雪密切相关，雨水是主要的致灾因子。7.为了克服GPS信号误差，提高监测精度，常采用RTK（实时动态）或DGPS（差分GPS）技术，通过接收基准站信号或差分改正信息来获取厘米级精度。8.地质灾害预警信息的发布应遵循公开透明的原则，及时向社会公众和相关单位发布，确保信息的可获取性和公信力。9.倾斜仪用于测量坡体表面或内部点位的倾斜变化，是滑坡监测中常用的地面监测设备之一。10.随着技术发展，地质灾害监测预警正朝着更精准、更智能的方向发展，如利用更高分辨率的遥感影像、更精密的传感器、更复杂的模型算法等，实现精准监测和预警。三、名词解释1.地质灾害监测预警系统：指利用各种监测仪器设备、遥感技术、地理信息系统（GIS）、计算机技术、网络通信技术等，对可能发生地质灾害的区域进行实时监测、数据处理与分析、风险评估、预警发布和灾情管理的综合技术体系。2.卫星遥感干涉测量（InSAR）：一种利用合成孔径雷达（SAR）从空间对地观测，通过处理两景或多景影像的相位信息，获取地表毫米级精度的形变场（如滑坡、地面沉降等）的技术方法。3.预警阈值：指设定的用于触发预警响应的临界值或标准，当监测到的致灾因子指标（如位移速率、降雨量、地下水位等）达到或超过该阈值时，系统将启动预警程序。4.承灾体：指在地质灾害发生时可能受到损害的人员、财产、工程设施、生态环境等社会财富和自然财富的载体或对象。5.人工神经网络（ANN）在地质灾害中的应用：指将人工神经网络（ANN）的原理和方法应用于地质灾害领域，通过建立输入（如降雨量、地震动参数、地形地貌因子等）与输出（如滑坡发生概率、变形量等）之间的非线性映射关系，来实现灾害预测、风险评估、早期识别或智能预警等功能。四、简答题1.简述GNSS技术在地质灾害监测中的主要优点。答：GNSS技术在地质灾害监测中的主要优点包括：①全天候、无遮挡工作能力强，可在各种天气和地形条件下进行监测；②可实现高精度的三维定位，精确获取监测点的水平位移和垂直位移；③测量方法非接触，对监测对象扰动小；④数据采集和传输可实现自动化、智能化，便于远程实时监控；⑤技术相对成熟，成本不断下降，应用广泛。2.简述地质灾害监测数据传输常用的几种方式及其特点。答：地质灾害监测数据传输常用方式主要有：①有线电缆传输：通过铺设电缆将数据从监测点传输到中心站。特点是传输稳定可靠，抗干扰能力强，但布设成本高，施工复杂，灵活性差，易受地质灾害破坏。②无线通信传输：利用无线电波（如GPRS/3G/4G、LoRa、NB-IoT等）传输数据。特点是无线缆束缚，布设灵活方便，可覆盖广域，但可能受距离、信号覆盖、电磁干扰等因素影响，部分技术成本较高。③卫星遥测：利用卫星作为中继站传输数据。特点是不受地域限制，适合偏远、无人区监测，覆盖范围极广，但传输时延较长，成本较高，数据量有限。④无线自组网（Mesh）：监测节点相互连接形成网络传输数据。特点是有一定的自愈能力，扩展性好，但网络建立和维护相对复杂。3.简述滑坡监测中，地面监测技术与遥感监测技术相比的主要区别。答：滑坡监测中的地面监测技术与遥感监测技术相比，主要区别体现在：①监测尺度与范围：地面监测通常针对特定点、线或小区域进行高精度测量，范围相对较小；遥感监测则能覆盖较大区域，甚至可实现区域性普查，但单点精度相对较低。②监测精度：地面监测（如GNSS、全站仪、测斜仪）通常能获得更高精度（厘米级甚至毫米级）的位移数据；遥感监测（如InSAR）能提供大范围高精度的形变场，但分辨率和精度可能受传感器、大气、几何变形等多种因素影响。③监测内容：地面监测不仅可测位移，还可直接测量应力、孔隙水压力等物理量；遥感监测主要获取地表形变信息，间接反映内部变化。④实时性与动态性：部分地面监测可实现实时或近实时数据传输；遥感监测获取周期相对较长（如卫星过境时间），多为时序分析。⑤成本与环境：地面监测设备投入和人工成本较高，且受场地限制；遥感监测初始设备投入大，但后续重复获取相对便捷，对环境依赖性小。4.简述设置地质灾害预警阈值需要考虑的主要因素。答：设置地质灾害预警阈值需要综合考虑以下主要因素：①灾害特征与发育规律：针对不同类型（滑坡、泥石流等）、不同规模、不同发育阶段和运动方式的灾害，需了解其形成机制、触发条件、前期征兆和运动过程。②历史灾害资料：参考该区域发生的典型灾害事件的特征参数（如最大位移、发生前的异常迹象等）。③致灾因子阈值：确定引发灾害的关键因子（如降雨量、地震烈度、水位变化等）的临界值。④监测数据变化趋势：分析监测数据的时序变化，识别加速变形或异常波动等危险信号。⑤承灾体暴露度与敏感性：考虑预警区域内人口、财产、重要设施等承灾体的分布和价值，以及它们对灾害的承受能力。⑥技术与方法不确定性：考虑监测精度、模型误差、预报不确定性等因素。⑦社会经济效益与风险评估：平衡预警成本与效益，确保阈值既能有效反映危险性，又不过于敏感导致误报，综合考虑社会接受度和应急响应能力。五、论述题1.试论述构建区域地质灾害监测预警系统时，需要综合考虑哪些关键因素？答：构建区域地质灾害监测预警系统是一个复杂的系统工程，需要综合考虑以下关键因素：①区域地质环境背景：全面调查分析区域的地形地貌、地质构造、岩土体性质、水文地质条件等，明确主要的灾害类型、分布规律和致灾因素。这是系统规划的基础。②监测对象与重点区域：根据灾害风险评估结果，确定需要重点监测的灾害点、隐患区和潜在风险区，明确监测目标和范围。③监测技术选择与布局：根据监测目标、对象和环境条件，合理选择GNSS、InSAR、地面传感器（倾斜仪、位移计等）、遥感等监测技术，并科学布设监测站点，确保监测数据的代表性、连续性和可靠性。④数据传输与处理：设计稳定可靠的数据传输网络（有线/无线/卫星），建立高效的数据接收、存储、处理和分析平台，包括数据清洗、坐标转换、形变分析、阈值判断、预警模型运算等。⑤预警模型与阈值设定：开发或选用合适的预警模型（统计模型、物理模型、智能模型等），科学设定预警阈值，确保预警的准确性和及时性。⑥信息发布与应急响应：建立多渠道、快速的信息发布机制（网站、APP、短信、广播等），制定完善的预警信息发布流程和应急预案，确保预警信息有效传递给目标人群，并指导应急响应行动。⑦系统集成与平台建设：实现各子系统（监测、传输、处理、预警、发布）的集成，构建统一的管理和运行平台，确保系统稳定高效运行。⑧经费投入与维护管理：保障系统建设和运行所需的持续经费投入，建立专业的技术队伍和完善的维护管理制度，确保系统长期有效运行。⑨法律法规与政策支持：完善相关法律法规，提供政策支持，保障系统的建设和有效应用。2.试论述人工智能技术（如机器学习、深度学习）在地质灾害监测预警领域的主要应用前景。答：人工智能（AI）技术，特别是机器学习（ML）和深度学习（DL），凭借其强大的数据处理、模