2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 地球信息技术对环境卫生的影响

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——地球信息技术对环境卫生的影响考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.下列哪一项不属于地球信息科学的核心技术范畴？A.全球定位系统(GPS)B.遥感技术(RS)C.地理信息系统(GIS)D.天气预报模型2.在环境监测中，利用遥感技术监测大面积水体污染，其主要优势在于？A.可实时获取污染物的化学成分B.能精确测量污染物的浓度值C.具备高空间分辨率和较广覆盖范围D.无需地面采样数据即可确定污染源3.GIS中的“缓冲区分析”功能，在环境卫生管理中通常用于？A.计算道路网络长度B.评估污染源对周边区域的环境影响范围C.统计特定区域的人口密度D.分析土地利用类型的转换4.全球定位系统（GPS）在环境应急响应中，主要发挥的作用是？A.预测灾害发生时间B.监测灾害影响范围C.精确定位事故发生地点和救援队伍位置D.评估灾害造成的经济损失5.将环境监测站点分布、污染物浓度数据、气象数据等存储在数据库中，利用GIS进行空间查询和分析，这主要体现了GIS的？A.数据可视化能力B.时空分析能力C.网络分析能力D.统计制图能力6.下列哪项技术最常用于监测城市空气质量中的颗粒物（PM2.5）浓度时空分布？A.卫星遥感光谱分析B.基于GPS的车载监测网络C.基于GIS和地面监测站点的数据插值与模拟D.地理信息系统土地覆盖分类7.环境卫生大数据分析的主要目标不包括？A.揭示环境污染的时空分布规律B.预测环境污染的未来发展趋势C.优化环境卫生资源配置D.直接制定具体的环境保护法律法规8.利用遥感影像计算植被指数（如NDVI），进而评估区域生态环境状况，这属于遥感技术在哪方面的应用？A.空间定位B.环境参数反演C.社会经济调查D.地质构造分析9.地理信息系统（GIS）在固体废弃物管理中的应用，主要目的是？A.设计垃圾填埋场最优形状B.规划垃圾收集路线和运输网络C.预测垃圾填埋场的沉降量D.评估垃圾焚烧厂对周边环境的影响10.下列哪一项是地球信息技术在环境卫生领域应用所面临的主要伦理挑战？A.技术成本过高，难以普及B.监测数据可能被滥用，威胁个人隐私C.遥感卫星图像分辨率有限，无法看清细节D.GIS软件操作复杂，学习难度大二、名词解释（每题3分，共15分。请给出简洁、准确的定义）1.遥感影像解译2.环境污染溯源3.时空数据挖掘4.数字孪生城市（与环境管理相关）5.环境健康风险三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题）1.简述地理信息系统（GIS）在环境风险评价中的主要应用步骤。2.遥感技术（RS）在监测水体富营养化方面有哪些主要应用手段？3.大数据技术在提升城市环境卫生管理效率方面可以发挥哪些作用？4.简述将GPS技术应用于环境监测时可能面临的主要挑战。四、论述题（每题10分，共30分。请围绕下列主题展开论述）1.论述地球信息技术（如GIS、RS、GPS、大数据等）如何改变了传统环境卫生管理的模式。2.结合具体应用场景，分析人工智能（AI）在环境卫生领域的潜在应用价值与可能带来的挑战。3.全面分析地球信息技术在推动区域环境可持续发展中的作用及其可能存在的负面影响，并提出相应的应对建议。五、案例分析题（15分）假设某中等城市面临着日益严重的交通拥堵和尾气污染问题。市政府计划利用地球信息技术构建一个综合交通环境监测与管理系统。请分析：1.在该系统中，可以集成哪些地球信息技术（如RS、GIS、GPS、物联网、大数据等）来获取相关的空间和环境数据？（8分）2.如何利用这些技术分析交通拥堵点与空气污染（如NO2,PM10）之间的时空关联性？（7分）试卷答案一、选择题1.D2.C3.B4.C5.B6.C7.D8.B9.B10.B二、名词解释1.遥感影像解译：指通过目视或借助仪器设备，对遥感获取的影像资料进行识别、分类、量测和判读，以提取地物属性、状态和空间分布信息的过程。2.环境污染溯源：指利用环境监测数据、污染扩散模型、地理信息系统等技术手段，追踪和确定环境污染物的来源、迁移路径和影响范围的过程。3.时空数据挖掘：指从包含时间维度和空间维度的大规模环境数据集中，发现隐藏的、有价值的、潜在的时空模式、关联和趋势的方法与技术。4.数字孪生城市（与环境管理相关）：指利用地理信息系统、物联网、大数据、BIM等技术，构建与物理城市实时映射、交互反馈的动态虚拟模型，用于模拟、预测、优化和决策城市环境管理问题。5.环境健康风险：指因接触环境中的有害物质或暴露于不良环境因素（如污染、极端天气等），导致个体或群体发生疾病或死亡的可能性。三、简答题1.地理信息系统（GIS）在环境风险评价中的主要应用步骤：*数据收集与准备：收集基础地理信息数据（地形、水文、土壤、植被等）、环境敏感目标数据（居民区、水源地等）和潜在污染源数据，并录入GIS数据库。*确定风险源影响范围：利用GIS空间分析工具（如缓冲区分析、扩散模型）模拟预测潜在污染物的扩散范围和影响区域。*评价风险暴露程度：将风险源影响范围与环境敏感目标进行空间叠加分析，确定敏感目标暴露于风险的程度和范围。*综合风险等级划分：结合风险源强度、影响距离、敏感目标价值等因素，进行风险综合评价，划分风险等级区域。*输出评价结果与制图：将风险评价结果以地图形式展现，并输出风险报告，为风险防控和应急管理提供决策支持。2.遥感技术（RS）在监测水体富营养化方面的主要应用手段：*水质参数反演：利用特定波段的遥感反射率数据，通过经验公式或模型反演水体叶绿素a浓度、悬浮物浓度等关键指标。*水华/藻类爆发监测：通过遥感影像的色度特征和纹理信息，识别和监测水体中藻类异常聚集（水华）的现象、范围和密度。*水体透明度估算：利用遥感测量水体表层的光学特性，估算水体透明度，间接反映富营养化程度。*卫星遥感与航空遥感结合：利用不同空间、光谱和时相分辨率的遥感数据，进行大范围、高频率的水体富营养化动态监测。3.大数据技术在提升城市环境卫生管理效率方面可以发挥的作用：*智能垃圾管理：通过物联网传感器监测垃圾桶满溢状态，结合GIS分析优化垃圾收集路线，提高清运效率，降低成本。*精准污染监测与预警：整合来自各类监测站、传感器和公众举报的环境数据，进行实时分析和异常预警，快速响应污染事件。*智能交通与环境联动：分析交通流量数据与环境监测数据（如NOx,PM2.5）的关联，优化交通管理策略，减少交通相关的环境污染。*公众参与与服务提升：建立环境信息共享平台，利用大数据分析公众关注的环境问题，提供个性化环境信息推送和服务。4.将GPS技术应用于环境监测时可能面临的主要挑战：*信号遮挡与定位精度受影响：在峡谷、城市高楼林立区域、隧道或茂密植被下，GPS信号易被遮挡，导致定位精度下降或无法定位。*数据传输与功耗问题：连续定位产生的数据量较大，需要可靠的通信网络支持；移动监测设备（如无人机、移动监测车）的续航能力有限。*多源数据融合难度：将GPS获取的空间位置数据与GIS、RS等其他来源的环境数据有效融合，需要统一的数据标准和处理方法。*成本与维护：大规模部署和维护GPS监测设备需要一定的经济投入。四、论述题1.论述地球信息技术如何改变了传统环境卫生管理的模式：地球信息技术（IT）的应用深刻地改变了传统环境卫生管理的模式，主要体现在：从被动响应向主动预防转变，通过实时监测和预测预警，提前发现和处置环境问题；从粗放管理向精准管理转变，利用GIS空间分析、模型模拟等技术，实现污染溯源、风险评估的精准化；从单一部门分割管理向综合协同管理转变，IT技术打破了部门壁垒，支持跨部门数据共享和联合决策；从经验决策向科学决策转变，基于海量环境数据的分析挖掘，为环境规划、政策制定和资源配置提供科学依据；从静态评估向动态监控转变，利用遥感、物联网等技术，实现对环境状况的实时、连续、动态监控；从偏重管理向服务公众转变，通过信息发布平台和智能应用，提升环境信息透明度和公众参与度，改善环境服务。2.结合具体应用场景，分析人工智能（AI）在环境卫生领域的潜在应用价值与可能带来的挑战：人工智能（AI）在环境卫生领域具有巨大潜力。应用价值体现在：在污染监测预警方面，AI可通过机器学习算法分析环境监测数据，更准确、快速地识别污染事件、预测污染扩散趋势，提升预警能力（如利用AI识别遥感影像中的水华异常）；在环境治理优化方面，AI可用于优化污水处理厂运行参数、指导精准施肥以减少农业面源污染；在环境风险评估方面，AI能处理复杂非结构化数据（如新闻报道、社交媒体信息），进行更全面的环境健康风险评估；在固体废弃物管理方面，AI可用于垃圾分拣的自动化识别与分类，提高回收效率；在智慧城市环境管理方面，AI可融合多源数据（交通、气象、环境等），实现城市环境问题的智能诊断和协同治理。挑战则包括：环境数据质量参差不齐，影响AI模型训练效果；部分AI技术应用成本高，存在技术鸿沟；数据隐私和安全问题；AI决策的透明度和可解释性不足，可能引发伦理争议；需要跨学科人才（环境科学+AI）支撑。3.全面分析地球信息技术在推动区域环境可持续发展中的作用及其可能存在的负面影响，并提出相应的应对建议：地球信息技术在推动区域环境可持续发展中作用显著。作用：提升环境资源承载力评估的准确性，优化资源（水、能源、土地）配置；增强对气候变化、生物多样性丧失等宏观环境问题的监测、模拟和预警能力；支持环境监测网络建设和环境状况评估，为环境管理提供数据支撑；促进环境信息的公开透明和公众参与，增强社会监督；赋能智慧城市和可持续发展目标的实现，如通过智能交通减少碳排放、优化城市规划保护生态空间。负面影响：技术应用的能耗和电子废弃物可能造成新的环境污染；数据采集、传输和处理过程中的能源消耗与环境足迹；技术鸿沟可能加剧区域或社会不平等；对数据安全和隐私保护的威胁；过度依赖技术可能导致对传统经验和实地调查的忽视；技术本身可能带来的伦理问题（如算法偏见）。应对建议：发展绿色IT技术，降低技术应用自身的环境足迹；建立健全数据安全和隐私保护法规与标准；加强对弱势群体的技术赋能，弥合数字鸿沟；注重IT与传统方法相结合，进行实地验证；强化对技术开发和应用的伦理审查；将环境可持续性作为技术研发和应用的重要考量因素。五、案例分析题1.在该系统中，可以集成哪些地球信息技术（如RS、GIS、GPS、物联网、大数据等）来获取相关的空间和环境数据？可集成的地球信息技术包括：GIS用于构建城市基础地理信息库（道路、建筑、绿地、监测站点等），并进行空间分析；GPS用于实时定位交通车辆、移动监测设备（如无人机、监测车）和环境污染物源；遥感（RS）利用卫星或航空影像监测城市热岛效应、植被覆盖变化、大型水体状况等宏观环境指标；物联网（IoT）部署各类传感器（交通流量传感器、空气质量传感器、噪声传感器、垃圾桶状态传感器等），实时采集微观数据；大数据技术用于存储、处理和挖掘来自GIS、GPS、RS、IoT等多源异构的环境数据，以及交通流量、气象等关联数据。2.如何利用这些技术分析交通拥堵点与空气污染（如NO2,PM10）之间的时空关联性？利用集成技术分析时空关联性：首先，利用GIS和GPS数据识别和定