2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 地球信息学对生态环境的维护

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——地球信息学对生态环境的维护考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每小题2分，共20分。在每小题列出的四个选项中，只有一项是最符合题目要求的。请将正确选项字母填在题干后的括号内。）1.下列哪种遥感传感器主要利用反射的太阳可见光波段来获取地表信息？（）A.雷达卫星B.热红外卫星C.卫星电视接收器D.光学成像仪2.在地理信息系统（GIS）中，用于表示点、线、面等地理要素的空间位置和形态的数据结构是？（）A.关系数据库B.栅格数据C.矢量数据D.XML格式3.NDVI（归一化植被指数）主要反映的是地表哪个要素的information？（）A.水体B.土壤C.大气D.植被4.生态足迹的核心思想是指维持特定人口生存和发展所需要消耗的？（）A.生物生产性土地面积B.城市建成区面积C.自然保护区面积D.森林覆盖率面积5.用于评估一个区域内生态环境整体质量的综合指标方法是？（）A.生态位指数B.空间自相关分析C.综合指数法D.缓冲区分析6.全球定位系统（GPS）提供的主要功能是？（）A.地面数字通信B.卫星电视广播C.精确的定位和授时服务D.地面气象监测7.在遥感图像处理中，将多波段图像合成为单波段影像，以增强特定地物信息的技术称为？（）A.图像辐射校正B.图像几何校正C.图像波段组合D.图像分类8.GIS中的叠置分析不包括以下哪种类型？（）A.栅格叠置B.矢量叠置C.叠加分析D.路径分析9.下列哪项技术最适合用于大范围、动态监测土地利用变化？（）A.地质勘探B.地下管线探测C.遥感监测D.实地采样调查10.利用无人机搭载高清相机或多光谱传感器进行生态环境调查，主要优势在于？（）A.成本最低B.覆盖范围最广C.可以进行大范围、高分辨率、灵活的监测D.数据处理最简单二、填空题（每空1分，共15分。请将正确答案填在横线上。）1.遥感技术主要依据物体对电磁波的________和________的差异来识别地物。2.GIS的基本功能包括数据输入、数据存储与管理、空间查询、空间分析和________。3.________指的是在一定时间范围内，一个区域生态环境系统对人类活动的压力及其引起的生态响应。4.评价水体富营养化程度常用的遥感参数有________和叶绿素a浓度指数（Chl-a）。5.GPS定位的基本原理是三维测距定位，需要确定接收机与至少________颗GPS卫星之间的距离。6.地理信息系统（GIS）与遥感（RS）、全球定位系统（GPS）常被合称为________。7.生态廊道是维持生态斑块间________的通道结构。8.在遥感图像解译中，采用先整体后局部，先易后难的原则属于________法。9.地形分析中的坡度和坡向是重要的生态环境因子，它们主要通过________数据提取。10.大数据技术在生态环境领域的应用，可以实现海量环境数据的________、存储、处理和分析。三、名词解释（每小题3分，共15分。请给出每个名词的准确定义。）1.生态环境遥感监测2.数字高程模型（DEM）3.时空数据挖掘4.生态适宜性评价5.环境灾害预警四、简答题（每小题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述遥感图像进行几何校正的主要目的和基本流程。2.简述GIS在生态保护规划中的应用主要体现在哪些方面。3.简述利用遥感技术监测森林火灾的主要方法。4.简述大数据对传统生态环境监测带来的主要变革。五、论述题（10分。请就下列问题展开论述。）结合地球信息学相关技术，论述如何构建一个区域性的生态环境监测与预警体系，并说明其关键组成部分和作用。试卷答案一、选择题1.D2.C3.D4.A5.C6.C7.C8.D9.C10.C二、填空题1.反射，辐射2.数据输出与可视化3.生态足迹4.植被指数（如NDVI）5.四6.3S技术7.生物通道8.空间推理法9.数字高程模型（DEM）10.获取三、名词解释1.生态环境遥感监测：利用人造地球卫星、航空器或地面遥感平台搭载的传感器，获取地表生态环境要素的信息，并通过处理、分析和解译，实现对生态环境状况、动态变化及其与人类活动关系的监测、评估和预警的技术方法。2.数字高程模型（DEM）：用一组规则格网（通常是矩形网格）上的值来表征地表面形态（高程）的数字描述。它是以高程为主要信息的栅格数据，是进行地形分析、坡度坡向计算、水文分析、视线分析等空间分析的基础数据。3.时空数据挖掘：从包含时间维度的大规模环境数据集中，发现隐藏的、潜在的有意义的模式和规律的过程。它不仅关注空间分布特征，还关注现象随时间的变化趋势、周期性、突变点等，以揭示环境现象的时空动态演化规律。4.生态适宜性评价：基于区域内的环境因子（如气候、地形、水文、土壤等）和生物（或人类活动）需求，评估特定区域对于某种生物生存、生长、繁殖或某种人类活动（如农业、城市发展）适宜程度的分析和评价过程。通常使用适宜性指数或等级图来表达。5.环境灾害预警：利用遥感、GIS、地面监测网络、模型等技术，对可能发生的环境灾害（如森林火灾、洪水、污染扩散、极端天气事件等）进行监测、识别、预测，并根据预测结果发布警报，旨在减少灾害造成的损失和危害。四、简答题1.几何校正的主要目的是消除或减弱遥感图像因传感器、地球曲率、大气折射等因素引起的几何变形，使图像上的地物点与其在地面坐标系中的实际位置相匹配，确保图像具有地理参考意义，满足精确定位、地图制作、空间分析等应用要求。基本流程通常包括：选择控制点、建立图像坐标与地面坐标的转换模型（如多项式模型）、计算转换参数、应用转换参数对图像进行重采样和变换。2.GIS在生态保护规划中的应用主要体现在：①生态功能区划：基于地形、气候、水文、植被等因子，利用GIS空间分析功能，识别和划分生态敏感区、生态脆弱区、重要生态功能区等，为区域生态保护提供科学依据。②生物多样性保护规划：分析物种分布、栖息地类型与质量，识别关键栖息地和生态廊道，评估人类活动干扰，为建立自然保护区、迁徙走廊等提供选址依据。③环境影响评价：预测和评估拟建项目对生态环境可能产生的空间影响范围和程度，为决策提供参考。④资源与环境管理：对森林、草原、湿地、水资源等进行动态监测和评估，支持可持续管理。3.利用遥感技术监测森林火灾主要方法包括：①热红外遥感：利用热红外传感器探测地表温度异常，能够快速发现正在燃烧的火点，尤其适用于夜间监测。②可见光遥感：通过分析影像上烟尘云团的特征（形状、边界、移动速度等）和植被燃烧后的光谱特征变化（如暗化），识别和定位火点及过火区域。③多光谱/高光谱遥感：利用不同波段或光谱分辨率高的传感器，分析燃烧前后地表物质的光谱特征差异，可以更精确地识别火点、评估过火范围和植被受损程度。④融合遥感数据：结合不同类型遥感数据（如热红外、高分辨率可见光）和GIS数据（如地形、植被类型），进行火险区划、火点精确定位、火势蔓延模拟和过火面积估算。4.大数据对传统生态环境监测带来的主要变革包括：①监测范围和频率的极大扩展：能够实现对更大空间范围、更高时间频率的环境要素进行连续、自动化的监测。②从“点”监测到“面”监测：从有限的站点监测转变为大范围、网格化的空间覆盖，获取更全面的环境信息。③从被动响应到主动预警：基于海量数据流，利用模型和算法进行实时分析，能够更早地发现环境异常，实现预测性、前瞻性的环境风险预警。④从单一指标到综合评价：支持多源异构环境数据的融合处理，能够构建更全面、动态的生态环境评价指标体系，进行综合态势评估。⑤提升决策支持能力：为环境管理、政策制定、应急响应等提供更及时、准确、全面的数据支撑。五、论述题构建区域性的生态环境监测与预警体系，需要综合运用遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）、地面监测网络、大数据、人工智能（AI）等技术，形成空天地一体化、动态监测、智能分析、科学预警的管理平台。其关键组成部分和作用如下：1.多源异构数据获取层：利用卫星遥感、航空遥感、无人机遥感、地面传感器网络（监测水质、空气质量、土壤、噪声等）、移动监测平台（车载、船载、徒步）等多种手段，从不同空间尺度、不同维度获取覆盖整个区域的生态环境基础数据。GPS主要用于定位采样点和移动监测轨迹。此层是体系的基础，决定了监测的广度、精度和时效性。2.数据处理与存储层：对获取的海量、多源数据进行预处理（辐射校正、几何校正、数据融合、格式转换等）、入库管理。构建统一的地理空间数据库和环境要素数据库，利用GIS技术进行空间索引和高效管理。此层确保数据的质量和可用性。3.空间分析与模型层：利用GIS的空间分析功能（叠加分析、缓冲区分析、网络分析、地形分析等）和遥感反演模型（植被指数计算、水质参数反演等），结合生态环境模型（如生态系统服务功能评估模型、污染物扩散模型、灾害蔓延模型等），对监测数据进行深入分析，评估生态环境状况、识别环境问题、预测变化趋势。此层是体系的核心，实现从数据到信息的转化。4.智能预警与决策支持层：基于空间分析结果和模型预测，设定预警阈值，利用大数据分析和人工智能技术（如机器学习、深度学习）识别异常模式，实现对潜在环境风险（如污染爆发、生态退化、自然灾害）的早期预警。生成预警信息，并支持环境管理决策者进行应急响