2025年大学《应用气象学》专业题库- 大气环境监测数据传输

2025年大学《应用气象学》专业题库——大气环境监测数据传输考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（请将正确选项的代表字母填在题后括号内，每题2分，共20分）1.在大气环境监测数据传输中，为了保证数据在传输过程中的完整不被篡改，常采用的技术手段是？A.数据压缩B.数据加密C.校验和/哈希算法D.升级传输协议2.下列哪种网络协议通常用于对实时性要求不高，但传输成本更敏感的数据传输场景？A.TCPB.UDPC.FTPD.SMTP3.对于部署在偏远山区、电力供应不稳定的大气监测站，最适合的数据传输方式可能是？A.光纤专线B.有线局域网C.卫星通信D.GPRS/4G网络4.在物联网（IoT）架构中，用于气象传感器节点与云平台之间进行轻量级、低功耗数据传输的协议是？A.HTTPB.CoAPC.SSHD.SMB5.大气环境监测数据传输链路的“链路层”主要关注的是？A.数据在网络中的路径选择B.如何将数据帧从一个节点传输到下一个节点C.数据在网络中的最终目的地D.数据的加密与解密过程6.以下哪种技术能够利用现有的公共移动通信网络（如4G/5G）为监测设备提供数据传输服务？A.LoRaWANB.NB-IoTC.ZigBeeD.Bluetooth7.将大量监测站点采集的数据汇总到中央处理平台的过程，在数据传输流程中属于？A.数据采集阶段B.数据打包阶段C.数据传输阶段D.数据接收与处理阶段8.与并行传输相比，串行传输的主要优点是？A.传输速度快B.成本低C.抗干扰能力强D.同时传输多个数据位9.在大气环境监测网络中，采用Modbus等串行通信协议的主要原因之一是？A.传输速度极快B.能够支持大规模设备接入C.协议标准化程度高，易于实现D.特别适合无线传输10.随着气象监测需求的提高，未来大气环境监测数据传输对网络带宽和传输延迟的要求趋势是？A.降低带宽要求，提高延迟B.提高带宽要求，降低延迟C.降低带宽要求，降低延迟D.提高带宽要求，提高延迟二、填空题（请将正确答案填在横线上，每空2分，共20分）1.大气环境监测数据传输的基本目标是确保数据的______、______和______。2.无线传输相比有线传输的主要优势在于______和______。3.数据在传输过程中，如果发生错误，需要通过______机制来检测或纠正。4.常见的网络层协议TCP提供的是______的传输服务。5.对于需要长期、连续监测且位置固定的站点，______通常是数据传输的首选方式。6.数据传输的安全性不仅包括防止窃听，还包括防止数据在传输过程中被______或______。7.物联网技术使得大气监测数据的采集和传输更加______和______。8.数据传输模式分为______传输和______传输两种基本类型。9.在数据链路层，设备之间通过______来建立和维护数据传输连接。10.随着5G技术的发展，大气环境监测数据传输将朝着______、______和______的方向发展。三、简答题（请简明扼要地回答下列问题，每题5分，共30分）1.简述大气环境监测数据传输系统通常包含哪些主要组成部分。2.比较说明有线传输（如光纤）和无线传输（如卫星）在大气环境监测中的应用场景和各自的特点。3.解释什么是数据传输的实时性要求，并举例说明哪些类型的监测数据对实时性要求较高。4.简述在数据传输过程中可能遇到的主要安全威胁以及相应的防范措施。5.什么是数据质量控制在数据传输环节的重要性？列举至少两种在传输中保障数据质量的方法。6.简述物联网技术（IoT）在提升大气环境监测数据传输效率方面的作用。四、论述题（请结合所学知识，全面、深入地回答下列问题，共30分）结合当前信息技术发展趋势，论述5G、云计算、大数据等技术在构建现代化大气环境监测数据传输系统中的应用前景及其可能带来的变革。试卷答案一、选择题1.C2.B3.C4.B5.B6.B7.D8.B9.C10.B二、填空题1.准确性，完整性，时效性2.部署灵活，不受地形限制3.校验4.可靠5.有线传输（如光纤）6.篡改，伪造7.自动化，智能化8.串行，并行9.介质访问控制（MAC）10.高速率，低延迟，大连接三、简答题1.答：大气环境监测数据传输系统通常包含：数据采集单元（传感器）、数据采集控制器、数据打包与封装单元、数据传输信道（物理媒介如光纤、无线等）、数据传输网络（如互联网、专用网络）、数据接收与处理服务器、以及相应的网络协议、安全机制和管理系统等。解析思路：考察对数据传输系统整体架构的理解，需要能说出从数据源头到最终处理平台的主要环节和设备。2.答：有线传输（如光纤）通常适用于固定站点、距离较近、对稳定性和带宽要求高的场景，如城市监测网骨干链路。其优点是传输稳定、带宽高、抗电磁干扰能力强。缺点是布设成本高、灵活性差、不易跨越地理障碍。无线传输（如卫星）适用于偏远地区、移动监测、需要跨越广阔地理范围的场景。优点是部署灵活、覆盖范围广。缺点是可能受天气影响、带宽可能受限、传输成本较高、易受干扰。解析思路：考察对不同传输方式适用场景和优缺点的比较能力，需结合大气监测的实际情况进行分析。3.答：数据传输的实时性要求是指监测数据从采集端传输到接收端所需的时间必须满足应用需求。对实时性要求高的数据意味着需要尽快获取信息以便及时做出反应或进行实时分析。例如，空气质量监测数据（如PM2.5浓度）、灾害性天气预警信息（如短时强降水、雷暴）等，都需要低延迟的数据传输。解析思路：考察对实时性概念的理解，并能结合具体监测业务举例说明。4.答：主要安全威胁包括：数据在传输过程中被窃听（Eavesdropping）、数据被篡改（Tampering）或伪造（Spoofing）、未经授权的访问（UnauthorizedAccess）等。防范措施包括：使用数据加密技术（如SSL/TLS）保护数据机密性；使用校验和或数字签名保证数据完整性；采用身份认证机制防止未授权访问；使用VPN等安全通道传输数据。解析思路：考察对数据传输安全威胁的认识以及常见防护技术的了解。5.答：数据传输的质量控制重要性在于确保接收到的数据准确反映监测对象的真实状态，是后续分析和决策的基础。传输中保障数据质量的方法包括：在数据打包时进行错误校验（如CRC）；采用可靠的传输协议（如TCP）减少传输错误；设置数据重传机制；在接收端进行数据有效性检查和清洗。解析思路：考察对数据质量控制重要性的认识以及具体技术手段的了解。6.答：物联网技术通过其低功耗、短距离通信（如LoRa、NB-IoT）和组网能力，使得大量气象传感器可以方便地接入网络；通过无线通信方式，极大地简化了布线，提高了部署灵活性和效率；通过协议（如MQTT）优化了数据传输的效率和可靠性，尤其适合海量、低功耗的监测场景，推动了监测网络的自动化和智能化。解析思路：考察对物联网技术在数据传输方面具体作用的理解，需结合其技术特点进行分析。四、论述题答：5G、云计算、大数据等技术在构建现代化大气环境监测数据传输系统中具有广阔的应用前景并可能带来深刻变革。*5G技术：5G具有高带宽、低延迟、大连接数三大特性。高带宽满足了气象雷达、高分辨率卫星遥感等大数据量业务的传输需求；低延迟使得实时气象预警、无人机/无人车等移动监测平台的远程控制与数据回传成为可能；大连接数则支持了百万级气象传感器的接入和管理，构建真正意义上的万物互联的立体监测网络。5G的有线无线融合能力也解决了偏远地区布线难题。*云计算技术：云计算提供了弹性可扩展的计算、存储资源。海量的大气监测数据（包括地面站、卫星、雷达、气象浮标等）可以存储在云平台，利用云的强大计算能力进行高效处理、分析和模型运算。这降低了地面部署昂贵计算设备的成本，实现了资源的共享和按需分配。云平台还能为跨区域、跨部门的协同监测提供数据支撑。*大数据技术：面对来自多源、多维度、高时频的大气环境数据，大数据技术（如Hadoop、Spark）提供了高效的数据存储、处理和分析框架。通过大数据分析，可以挖掘隐藏在数据中的规律，提升天气预报（尤其极端天气）、空气污染扩散模拟预测、气候变化研究的精度和时效性。大数据技术还能支持更智能的监测网络优化和管理。*综合变革：5G、云计算、大数据技术的融合应用，将推动大气环境监测从传统的点状、区域状监测向立体