6、 试说出至少两种地球物理数据处理方法的目的和意义。
7、 地球物理的主要应用领域有哪些？其中你主要对哪方面感兴趣？为什么？
石油与天然气能源勘探、城市工程物探、铁路与公路交通勘察、地震分析预报、环境保护与监测、城建与化工、水利
电力工程、冶金矿产资源调查、国防和海洋、国土、测绘以及教育和科研等部门和领域就业 1、资源与能源领域的应用
重磁（位场）测量、地震勘探方法技术 2、工程与环境领域的应用
工程与环境领域地球物理通常被称为近地表地球物理，它主要研究的是地表下200 米以上近地表的各类工程与环 境灾害探测与监测问题， 3、极地与海洋领域的应用 4、大地构造研究中的应用 5、国防建设领域的应用：
(1)航天（空）重力与航空磁测(2)重力匹配辅助潜艇导航系统(3)潜艇的磁导航技术 6、科学理论与假说验证 第五章 地球物理部分
1. 你认为学好地球物理学的因素有哪些？ p163
3. 地球物理信息都包括哪些？他们的理论基础和应用条件是什么？p163
2、地球物理探测与医学探测的主要异同点在哪里？地球物理与医学物理的异同点在哪里？ P163
3、地球物理信息采集为什么十分重要？p164
1、地球物理学主要研究了地球的哪些物理量？试举例说明测得某物理量的方式和得出的结果。P170
2、试说出至少两种地球物理数据处理方法的目的和意义。P180 3、地球物理的定义
地球物理学就是以地球为对象的一门应用物理学。这门学科自20 世纪之初就已自成体系。到了20 世纪
六十年代以后，发展极为迅速。它包含许多分支学科，涉及海、陆、空三界，是天文、物理、化学、地质学之 间的一门边缘科学。
作为一个天体来研究地球，地球物理学和天体物理学是分不开的；研究地球本身的结构和发展时，地球物
理学又和地质学有很密切的联系。但地球物理学所探讨的范围远不止此，它还包括研究地面形状的大地测量学，
研究海洋运动的海洋物理学，研究低空的气象学和大气物理学，研究高空以至行星际空间物理学，研究地球本
体的固体地球物理学（或叫做地体学），还有一些较小的分支，如火山学、冰川学、大地构造物理学等等。这
些学科中，有的又各有独立的分支。人造卫星出现后，地球物理现象的观测扩展到了行星际空间。行星物理学
是地球物理学的一引伸，但它所要解决的问题，离地球越来越远了。
地球物理学，如果狭义的理解，指的就是固体地球物理学。这一般又可分为两大方面：研究大尺度现象和
一般原理的叫做普通地球物理学，利用由此发展出来的方法来勘探有用矿床和石油的，叫做勘探地球物理学（或
物理探矿学）。应用于工程地质勘探、工程检测的发展为工程地球物理学，应用于环境探测和监测及环境保护
而形成的环境地球物理学。地球物理学形成了独立的分支学科：地震学、重力学、地电学、地磁学，还有正在 发展可能形成地热学。 4、正反演的含义与作用 P186——192，尤其为192
大气科学信息与应用 思考题
1、气象综合观测系统主要包括哪些内容？大气探测的基本原理有哪些？ （1）气象综合观测系统主要内容
① 总体来说，气象综合观测以天基观测为主，天基、空基、地基相结合，向遥感、遥测、连续、自动化方向，逐
步形成高时空分辨率的综合观测系统，实现对气候系统信息的连续、全方位和高精度观测。既以遥感手段特别
是基于天基的卫星遥感技术为主要探测手段；以遥测手段特别是基于地基的遥测系统为综合探测的基准系统为 发展方向。
② 地基观测。包括： a. 地面气象观测系统 b. 地基遥感探测系统 c. 地基气候观测系统 d. 地基移动观测系统 e. 大气边界层探测系统 ③ 空基大气探测。包括：
a. 气象气球探测：在全球范围内，世界气象组织统一时间观测各地上空各层大 气的各种气象要素，并在规定时间向全球发送所获得的气象资料，共全球气 象部门分析预报。有风向风速、气温、湿度、气压和特种观测。 b. 飞机气象探测： c. 火箭气象探测： d. GPS 探空系统
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④ 天基观测系统。
主要是依靠气象卫星。卫星遥感仪器测量大气和地表下垫面发射、反射和透射的电磁波 辐射，按其工作原理又可分为被动式和主动式两大类。
被动式仪器接收来自目标物自身的发射、反射和透射电磁波信号。
主动式仪器则能发射较强功率的电磁波辐射，测量经目标物反射或散射回来的回波 信号。由于主动式仪器需要较大的电源功率，目前还没有得到普遍应用。 气象卫星工程：我国已发射极轨和静止两系列7 颗气象卫星，是世界对地卫星观测系统重要 成员国。
在极轨卫星上，由旋转镜提供一维扫描，而由卫星沿轨道的运动提供另一维扫描。 在静止卫星上，由卫星的自旋提供一维扫描，而由步进电机转动扫描镜角度保持另
一维扫描
（2）大气探测的基本原理 主要是：直接探测和遥感探测
① 直接探测是将感应元件置放于测量位置上，直接测量大气要素的变化。
② 遥感探测原理是根据大气中声、光、电等信号传播过程中性质的变化，反演出大气 要素的时空变化。遥感探测又可以分为主动遥感和被动遥感两种方式
主动遥感设备具有声、光、电磁波发射源，在其测量空间中大气特性对其传播 信号产生相应的吸收、散射、反射形成带有大气特征的回波信号。如测云雨雷 达。
被动遥感又称无源遥感系统，即遥感系统本身不带有辐射源的探测系统；亦即 在遥感探测时，探测仪器获取和记录目标物体自身发射或是反射来自自然辐射 源（如太阳）的电磁波信息的遥感系统。 2、现代天气预报是如何制作？
① 现代天气预报是基于数值天气预报的。所谓数值天气预报，就是从大气初始状态出 发，对支配大气运动的动力和热力方程组进行时间积分，就得到了大气状态的预报。 因此，数值预报问题主要分为两个方面，一个是初值场的确定，一个是对大气方程 组的时间积分。
② 数值天气预报基本流程：
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③ 总体来说，现代天气预报分为以下几个步骤：
a. 大气探测：提供气象站观测的数据是天气预报的基础。
b. 气象通信：将观测数据迅速通过网络和卫星汇集到各国国家气象中心，然后转发 世界各地。
c. 资料加工：根据大气的实际情况，通过数值天气预报的方法进行预测。各级气象 台的计算机将国家气象中心下发的数据进行处理，得到天气图等各类图表，供预 报员进行分析使用。
d. 分析预报：天气预报员通过分析天气图和国内外数值预报产品，研究各类天气图 表，运用气象卫星、雷达、自动站资料，综合分析、判断后，做出如未来3～5 天的具体天气预报。
e. 天气会商：由于运用不同天气预报方法做出来的预报结果不可能完全一致，因此， 各级气象台站每天都要会商，对天气进行“会诊”，最终得出预报结论。 f. 预报产品发布
3、如何理解“公共气象、安全气象、资源气象”的发展理念？
① 我国运用“公共气象、安全气象、资源气象”的发展理念来指导气象事业是适应时 代和我国现状的，深刻地抓住了未来我国经济社会发展对气象事业发展的根本需求。 ② “公共气象”说明了未来相当长一段时间内我国气象事业所坚持的服务社会、服务 公众的基本方向。并且以健全气象公共服务体系、增加气象公共服务产品、提高气 象公共服务质量为核心。由于气象在公共社会中的地位和作用越来越重要，因此真 正做好公共气象建设，能够更好的帮助建设社会。
③ “安全气象”核心内容是为军事、生态、能源、粮食、水资源、人民生命财产安全 等提供全方位气象保障服务。它第一次将气象与国家安全(如战略安全、能源安全、 事安全)和可持续发展紧密联系起来，紧密结合了国家统筹发展的思想，使气象发展 具有了科学的内涵。
④ “资源气象”是通过合理开发利用光、热、风能和太阳能等可再生气候资源，使气
象资源为我国建成资源节约型社会的过程中提供前瞻性作用。这一理念第一次使气 象明确具有了经济含义，从资源资产的角度运作气象事业发展将使气象事 具有了新 的形式、内涵和新的起点。第一次在战略意义上明确提出了要开发利用光、 热、水、 气等再生性气象资源为国家经济发展、战略能源结构调整服务，使气象工作具有了 新的拓展。
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⑤ 在“公共气象、安全气象、资源气象”三个气象发展理念的指导下，我国应加快公 共气象保障体系的建设，要站在防灾减灾、国家安全特别是粮食安全的高度，深入 研究应对和减缓气候变化的对策；要科学开发利用气候资源，为缓解我国资源“瓶 颈”的压力做出新贡献；要大力推进体制和机制创新，并进一步加强对气象事业的 领导和政策扶持。
⑥ 这些是需要相应的业务体制、气象服务体制、气象科技体制、气象管理、政策法规、 人才培养、文化等方面的适配和支撑。为贯彻落实“公共气象、安全气象、资源气 象”的发展理念，我国希望通过改革达到：通过三到五年时间，建立和完善包括天 气、气候、气候变化、生态与农业气象、大气成分、人工影响天气、空间天气、雷 电等八条业务轨道在内的多轨道业务，从而建立起基本满足国家需求、功能先进、 结构优化的多轨道、集约化、研究型、开放式业务技术体制，进一步增强气象业务 和服务能力，提升气象科技水平，大大提高气象业务服务的社会经济效益。 4．常见的天气系统
按照气象要素的空间分布而划分的具有典型特征的大气运动系统（通常指气压空
间分布所组成的系统），如高(气)压、低(气)压、高压脊、低压槽等。有时指风分布的 系统，如气旋环流、反气旋环流、切变线等。有时指温度分布的系统，如高温区、低 温区、锋区等。有时指天气现象分布的系统，如雷暴、热带云团等。这一要素系统同 另一要素系统之间常常有一定的配置关系。气压系统和风场之间的关系较好：低压和 气旋环流相配置，有时称为低压,有时称为气旋；高压和反气旋相配置,有时称为高压， 有时称为反气旋。气压系统和温度系统也常呈一定配置关系。如：低压和低温区相配 置，称为冷低压或冷涡；低压和高温区相配置，称为热低压。气压系统还可同天气现 象存在一定配置关系，如雷暴和(小)高压配置，称为雷暴高压。天气系统可以通过各 种天气图和卫星云图等分析工具分析出来。 台风、锋面、龙卷、飑线
第六章 大气科学信息及其应用 1. 大气为什么会运动？
直接原因：水平气压梯度力；根本原因：太阳辐射的纬度差异地面的冷热不均 2. 你了解产生灾害性天气的基本原理吗？p218 1． 说明大气科学研究对象、内容、目的 p201 2． 气象综合观测系统主要包括哪些内容p203
GIS GPS 原理 习题
1.试论GIS 技术表达地理空间对象的基本方法
GIS 表达地理空间事物是实现从现实世界到计算机世界的转变，其过程大致可以分为概 念模型、数据模型、数据结构和文件格式四个主要层次，这整个过程统称为地理空间数据建 模。具体来说：
概念建模：通常把对现实世界的第一层简化和抽象，称为概念模型。概念模型给出所研 究的主要事物的概念及其相互联系的框架。
数据模型：概念模型在计算机中的体现（让计算机能理解、可操作），是一组为用户服 务的规则，这些规则规定其数据结构如何组织，以及应当允许进行何种操作。
数据结构：研究非数值计算领域，如表格、树状、网状和图结构等的程序设计问题中，
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计算机的操作对象以及他们之间的关系和操作。
文件格式：在相同的数据结构下，不同软件厂商或数据生产者，还会采取不同的具体形 式来组织、存储数据，即采取不同的文件格式。 GIS 可视化表达地理空间事物的具体途径：
1. 矢量GIS 方法
它包括如下构成部分：
（1）二维空间坐标系（2）几何数据（图形数据）（3）属性数据 （4）唯一标识符 2. 栅格GIS 方法
它包括如下构成部分：
（1）规整网格 （2）二维空间坐标系 （3）属性数据和分辨率 （4）矩阵数组 （5）表达线状和点状空间对象的栅格数据（6）表达面状空间对象的栅格数据 （7）实录型栅格数据
3. 采用不规则三角网的GIS 方法 2.简述GIS 技术与计算机技术的关系
（1）总的来说，GIS 与计算机技术的关系有三个主要特点。
第一，由于地理空间数据及其处理技术的难度，以及GIS 所服务的社会部门管理工作的 特殊复杂性，GIS 总是迅速吸取计算机主流技术及各种分支技术的最新成果，成为计算机科 技领域中应用研究内容最丰富的分支之一。真正的GIS 专家必定是计算机技术比较全面的行 家。
第二，地理空间数据有不少区别于一般计算机数据的特征，当今计算机和科学的一般理 论和技术还不能很好的解决空间数据结构、组织、处理和表达等方面的问题。因此，地理信 息技术尤其丰富的内容，它也从特定的角度为计算机和信息科学做贡献。
第三，从历史发展看，GIS 与计算机主流和其他分支技术的关系，总的趋势是愈来愈密 切，在“相互融合”。
（2）地理信息系统与计算机各具体分支技术的关系
① 与GIS 有亲密关系的首推数据库技术与图形图像处理技术。 ② 网络技术是另一种与GIS 关系很密切的计算机技术 ③ GIS 与办公自动化（OA）技术也有天然的渊源
④ 人工智能及专家系统等计算机技术，由于其智能化处理数据、提取信息或知识的能 力，也一直在GIS 领域得到广泛应用。
（3）地理信息系统与一般计算机制图系统的关系和区别 两者的区别：
① 有无空间分析功能。一般制图系统不挂联地理属性数据，不进行空间查询检索，更 不进行空间分析。
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② 地理信息系统的图形处理偏重于地理空间中的自然形态及其关系；而一般制图系统 更擅长规则的、有数学表达的形体的图形处理，因而非常适合于工程设计及工程图 绘制。
3.试论我国GPS 技术及产业发展现状 发展历程