2025年無人機(jī)駕駛員職業(yè)技能考核試卷：無人機(jī)遙感與地理信息系統(tǒng)試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______第一部分：理論知識1.簡述遙感的基本概念及其與航空攝影、衛(wèi)星遙感的主要區(qū)別。2.無人機(jī)遙感傳感器按傳感器平臺(tái)可分為哪幾類？簡述其中一種傳感器的特點(diǎn)及其主要應(yīng)用領(lǐng)域。3.解釋無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)獲取中，航向重疊度、旁向重疊度分別指什么？并說明其對影像拼接和三維重建的重要性。4.描述數(shù)字航空攝影測量中，像控點(diǎn)的主要作用及其布設(shè)的基本要求。5.簡述大氣校正的必要性和基本原理。6.說明遙感圖像輻射校正和幾何校正的先后順序，并簡述幾何校正中地面控制點(diǎn)（GCP）選取的基本原則。7.列舉遙感圖像目視解譯常用的幾何特征和解譯標(biāo)志。8.簡述監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別和適用場景。9.描述GIS中矢量和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的主要區(qū)別。10.說明GIS疊加分析的基本概念，并舉例說明兩種不同的疊加分析方法及其應(yīng)用。第二部分：應(yīng)用與實(shí)踐11.假定你需使用無人機(jī)獲取某區(qū)域（約1平方公里）的高分辨率可見光影像，用于后續(xù)的建筑物提取。請簡述從任務(wù)規(guī)劃、數(shù)據(jù)獲取到初步成果生成的完整工作流程，包括關(guān)鍵參數(shù)設(shè)置和注意事項(xiàng)。12.某項(xiàng)目需要利用無人機(jī)獲取的多光譜影像和LiDAR數(shù)據(jù)，結(jié)合已有的DEM數(shù)據(jù)，制作該區(qū)域的高精度數(shù)字表面模型（DSM）和數(shù)字高程模型（DEM），并分析地形特征。請簡述實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的步驟，并說明LiDAR數(shù)據(jù)在此過程中的作用。13.某公司需要監(jiān)測某河流岸邊的植被生長狀況及變化。假設(shè)你獲取了該區(qū)域2023年和2024年同期的多光譜遙感影像。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于遙感影像的監(jiān)測方案，包括需要進(jìn)行的圖像處理和分析步驟，以及如何評估植被變化。14.簡述將無人機(jī)遙感影像（例如，高分辨率正射影像DOM）導(dǎo)入GIS軟件（如QGIS或ArcGIS）的步驟，并說明如何利用GIS工具對該影像進(jìn)行基本的空間分析，例如，如何查找特定地塊（如一個(gè)已知地址的工廠）的位置，并計(jì)算其周邊一定距離范圍內(nèi)的面積。15.假設(shè)你使用無人機(jī)對某建筑物進(jìn)行了傾斜攝影測量，獲取了大量的影像點(diǎn)云數(shù)據(jù)。請描述如何利用這些數(shù)據(jù)進(jìn)行三維實(shí)景模型構(gòu)建的基本流程，并說明在模型構(gòu)建和優(yōu)化中需要注意的關(guān)鍵問題。試卷答案第一部分：理論知識1.答案：遙感是指不直接接觸物體本身，通過探測、記錄、處理和分析物體所輻射或反射的電磁波信息，從而獲取該物體屬性信息的一種技術(shù)。其與航空攝影主要區(qū)別在于信息載體不同（遙感可使用衛(wèi)星、飛機(jī)、無人機(jī)等多種平臺(tái)，獲取非接觸式電磁波信息；航空攝影主要使用航攝儀記錄可見光影像），且遙感信息獲取更廣泛，可覆蓋整個(gè)電磁波譜。與衛(wèi)星遙感相比，無人機(jī)遙感通常具有更高分辨率、更靈活、成本相對較低、可快速響應(yīng)等特點(diǎn)，但飛行高度較低，受天氣影響較大。解析思路：考察遙感基本概念及其與相關(guān)技術(shù)的區(qū)別。需掌握遙感的定義、非接觸特性、信息載體（電磁波），并能區(qū)分其與航空攝影（平臺(tái)、信息載體）、衛(wèi)星遙感（平臺(tái)、特點(diǎn)）的核心差異。2.答案：按傳感器平臺(tái)可分為：星載遙感、機(jī)載遙感、艦載遙感、車載遙感、無人機(jī)遙感、地面遙感、航空遙感（通常歸入機(jī)載）。其中，無人機(jī)遙感以無人機(jī)為平臺(tái)，具有機(jī)動(dòng)靈活、成本相對較低、可低空飛行獲取高分辨率數(shù)據(jù)、響應(yīng)速度快等優(yōu)勢。其傳感器多為可見光、多光譜、熱紅外或激光雷達(dá)，廣泛應(yīng)用于國土資源監(jiān)測、城市規(guī)劃、環(huán)境監(jiān)測、電力巡檢、災(zāi)害應(yīng)急等領(lǐng)域的精細(xì)化管理。解析思路：考察傳感器分類和無人機(jī)遙感特點(diǎn)。需掌握主要的傳感器平臺(tái)類型，并能重點(diǎn)闡述無人機(jī)遙感平臺(tái)的特性、傳感器類型及其主要應(yīng)用優(yōu)勢。3.答案：航向重疊度是指相鄰航線之間影像的重疊區(qū)域沿飛行方向的寬度與航線之間的距離之比。旁向重疊度是指相鄰航線之間影像的重疊區(qū)域沿垂直于飛行方向的寬度與航線之間的距離之比。航向重疊度保證影像接邊質(zhì)量，是進(jìn)行航帶mosaic的基礎(chǔ)；旁向重疊度保證立體像對的建立，對于三維建模和立體測圖至關(guān)重要。解析思路：考察無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)獲取的關(guān)鍵參數(shù)。需準(zhǔn)確定義航向和旁向重疊度，并清晰說明兩者對影像幾何處理（接邊）和三維重建（立體像對）的核心作用。4.答案：像控點(diǎn)（GroundControlPoints,GCPs）是在待測區(qū)域內(nèi)布設(shè)的、具有精確已知地理坐標(biāo)（或工程坐標(biāo)）的地面標(biāo)志點(diǎn)。其主要作用是為無人機(jī)遙感影像提供精確的地理參考，用于幾何精校正，將影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到統(tǒng)一的地理坐標(biāo)系中，提高成圖精度。布設(shè)要求包括：點(diǎn)位分布均勻、覆蓋整個(gè)測區(qū)、遠(yuǎn)離邊緣和特殊地物、特征明顯、便于精確刺點(diǎn)、數(shù)量足夠（通常每幅主像片3-5個(gè)）、坐標(biāo)測量精度高。解析思路：考察無人機(jī)攝影測量的核心概念。需定義像控點(diǎn)，說明其在幾何校正中的核心作用，并列舉布設(shè)的基本要求。5.答案：大氣校正的必要性在于大氣中的水汽、氣溶膠等會(huì)吸收、散射、反射電磁波，導(dǎo)致遙感影像產(chǎn)生輻射畸變，影響地物真實(shí)反射率的提取和地物間的比較。其基本原理是建立大氣輻射傳輸模型，模擬或反演大氣對電磁波的影響，從而消除或減弱大氣干擾，恢復(fù)地物的真實(shí)光譜信息。解析思路：考察遙感影像預(yù)處理知識。需說明大氣干擾的來源及其對影像質(zhì)量的影響，并闡述大氣校正的目的和基本原理（模型方法）。6.答案：遙感圖像處理通常先進(jìn)行輻射校正，后進(jìn)行幾何校正。輻射校正是消除大氣、傳感器本身等因素引起的輻射誤差，使影像數(shù)據(jù)反映地物真實(shí)的反射或輻射特性。幾何校正是消除由于傳感器成像角度、地形起伏、地球曲率等因素引起的影像幾何變形，將影像坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到精確的地理坐標(biāo)系。順序是先消除“量”的誤差（輻射），再消除“形”的誤差（幾何）。解析思路：考察遙感數(shù)據(jù)處理流程。需明確輻射校正和幾何校正的定義、目的，并能正確判斷兩者的處理順序及原因。7.答案：幾何特征包括點(diǎn)、線、面狀地物輪廓、紋理、陰影等。解譯標(biāo)志是指那些在遙感影像上能夠反映地物屬性、形態(tài)、位置、分布等特征，并可作為識別依據(jù)的間接征兆。例如，建筑物常呈矩形輪廓、線性道路、農(nóng)田呈條帶狀、水體呈光滑曲線、植被具有特有的紋理和色彩等。目視解譯就是通過分析這些特征和標(biāo)志，識別和判讀地物信息。解析思路：考察遙感圖像解譯的基本方法。需區(qū)分幾何特征和解譯標(biāo)志的概念，并能列舉常見的解譯標(biāo)志及其對應(yīng)的典型地物。8.答案：監(jiān)督分類需要先選擇具有代表性的訓(xùn)練樣本，并為每個(gè)類別樣本賦予類別標(biāo)簽，然后利用這些樣本訓(xùn)練分類器。該方法需要先驗(yàn)知識，分類精度通常較高，但受訓(xùn)練樣本選擇質(zhì)量影響大，且不適用于未知類別的自動(dòng)識別。非監(jiān)督分類不需要先驗(yàn)知識，算法自動(dòng)將影像像元根據(jù)其光譜特征相似性聚集成不同的類別。該方法適用于對地物類別不甚了解或需要自動(dòng)發(fā)現(xiàn)未知地物類別的情況，但分類結(jié)果需要人工解譯和編輯。解析思路：考察遙感圖像分類方法。需對比監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類在原理、所需輸入、分類過程、優(yōu)缺點(diǎn)及適用場景上的主要區(qū)別。9.答案：矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用點(diǎn)、線、面要素及其屬性來表示地理實(shí)體，結(jié)構(gòu)緊湊，數(shù)據(jù)量小，便于進(jìn)行空間查詢和分析，但難以表示連續(xù)現(xiàn)象。柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)用像素（像元）網(wǎng)格來表示地理空間，每個(gè)像元具有一個(gè)值，結(jié)構(gòu)簡單，易于表示連續(xù)現(xiàn)象（如溫度、海拔），但數(shù)據(jù)量通常很大，空間查詢和分析相對復(fù)雜。解析思路：考察GIS數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。需明確矢量和柵格兩種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的定義、基本要素、優(yōu)缺點(diǎn)和適用場景。10.答案：疊加分析是指將兩個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)層在空間上疊合，分析各層要素之間的空間關(guān)系，從而產(chǎn)生新的信息。例如，緩沖區(qū)分析（點(diǎn)狀要素與其周邊區(qū)域疊加）用于分析影響范圍；疊置分析（柵格或矢量要素疊加）用于計(jì)算復(fù)合條件下的價(jià)值（如土地適宜性評價(jià)，將坡度、土壤、水源等圖層疊加）。這兩種分析在國土空間規(guī)劃、環(huán)境影響評價(jià)、災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評估等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。解析思路：考察GIS核心空間分析功能。需定義疊加分析，舉例說明兩種常見的疊加分析方法（緩沖區(qū)、疊置），并簡述其基本概念和應(yīng)用。第二部分：應(yīng)用與實(shí)踐11.答案：工作流程：1）任務(wù)規(guī)劃：確定測區(qū)范圍、飛行高度（根據(jù)所需分辨率和面積計(jì)算）、航線參數(shù)（航向/旁向重疊度、飛行速度）、相機(jī)參數(shù)（曝光時(shí)間、光圈、分辨率）、氣象條件。2）現(xiàn)場準(zhǔn)備與檢查：檢查無人機(jī)、電池、相機(jī)、GPS信號、像控點(diǎn)（如有）。3）數(shù)據(jù)獲?。喊凑找?guī)劃航線進(jìn)行飛行，實(shí)時(shí)監(jiān)控飛行狀態(tài)和影像質(zhì)量。4）數(shù)據(jù)傳輸與備份：將原始影像數(shù)據(jù)安全傳回地面并備份。5）影像預(yù)處理：進(jìn)行圖像質(zhì)量篩選、輻射定標(biāo)（如有必要）、幾何精校正（使用GCPs或PTM）、影像拼接、大氣校正（可選）。6）建筑物提取：可嘗試使用面向?qū)ο蠓诸惢蛏疃葘W(xué)習(xí)方法（如語義分割模型）進(jìn)行建筑物提取，或利用ROI工具手動(dòng)勾繪。7）結(jié)果檢查與輸出：檢查提取結(jié)果精度，根據(jù)需要生成分類圖、統(tǒng)計(jì)建筑物數(shù)量/面積等，并輸出成果。解析思路：考察無人機(jī)遙感應(yīng)用全流程設(shè)計(jì)能力。需按邏輯順序列出從規(guī)劃、準(zhǔn)備、飛行、處理到成果生成的關(guān)鍵步驟，并突出建筑物提取這一核心任務(wù)，提及可能的處理方法。12.答案：步驟：1）數(shù)據(jù)預(yù)處理：對多光譜影像進(jìn)行輻射校正、幾何精校正；對LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云去噪、濾波、分類（去除地面點(diǎn)和非地面點(diǎn)，保留地面點(diǎn)云）。2）DEM生成：利用地面點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過插值方法（如克里金插值、TIN構(gòu)建）生成高精度的數(shù)字高程模型（DEM）。3）DSM生成：利用帶地面點(diǎn)的LiDAR數(shù)據(jù)，通過插值方法（如基于地面點(diǎn)云的反距離加權(quán)插值、仿射變換擬合）生成包含所有地物高度的數(shù)字表面模型（DSM）。4）地形分析：利用生成的DEM和DSM，進(jìn)行坡度、坡向、地形起伏等分析。5）成果輸出：輸出DEM、DSM數(shù)據(jù)，以及地形分析結(jié)果圖。解析思路：考察多源數(shù)據(jù)融合與三維建模應(yīng)用能力。需明確兩種數(shù)據(jù)（多光譜、LiDAR）的處理方法，說明各自在生成DSM和DEM中的作用，描述生成DSM的具體技術(shù)途徑，并提及后續(xù)的地形分析。13.答案：監(jiān)測方案：1）數(shù)據(jù)獲?。韩@取2023年（T1）和2024年（T2）同期、同視角、同平臺(tái)的多光譜遙感影像，確保輻射和幾何條件盡可能一致。2）影像預(yù)處理：對T1和T2影像分別進(jìn)行輻射校正、幾何精校正和大氣校正。3）圖像分割/特征提取：使用圖像分割技術(shù)（如面向?qū)ο蠓诸?、超像素分割）或邊緣檢測方法，提取植被區(qū)域。4）植被指數(shù)計(jì)算：計(jì)算兩個(gè)時(shí)相的歸一化植被指數(shù)（NDVI）或其他適合的植被指數(shù)（如NDWI）。5）變化檢測：比較T1和T2時(shí)相的植被指數(shù)圖，識別NDVI值顯著增加（生長/擴(kuò)張）或顯著減少（退化/損毀）的區(qū)域。6）結(jié)果分析：分析植被變化的時(shí)空分布特征，結(jié)合實(shí)地調(diào)查或輔助數(shù)據(jù)（如土地利用圖），判斷變化原因（如植樹造林、土地撂荒、災(zāi)害等）。7）報(bào)告撰寫：總結(jié)監(jiān)測結(jié)果，繪制變化圖，撰寫監(jiān)測報(bào)告。解析思路：考察利用遙感影像進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測的設(shè)計(jì)能力。需設(shè)計(jì)一個(gè)完整的流程，包括數(shù)據(jù)準(zhǔn)備、核心處理步驟（預(yù)處理、植被提取、指數(shù)計(jì)算、變化檢測）、結(jié)果分析方法和最終成果（報(bào)告）。14.答案：步驟：1）導(dǎo)入影像：在GIS軟件中，使用“添加數(shù)據(jù)”功能，將無人機(jī)遙感影像（如DOM）添加到地圖中。2）設(shè)置坐標(biāo)系：檢查并設(shè)置影像的坐標(biāo)系，確保與項(xiàng)目要求的坐標(biāo)系一致（通常為地理坐標(biāo)系，如WGS84）。3）影像符號化：根據(jù)需要，調(diào)整影像的顏色模式（如灰度、彩色），或?qū)μ囟ǖ匚镞M(jìn)行渲染，使其更易于識別。4）空間查詢：使用“選擇要素”工具或空間查詢語句（如“查找地址”功能或SQL查詢），輸入已知地址信息，查找并高亮顯示該地址對應(yīng)的地塊。5）面積計(jì)算：使用“測量”工具或“計(jì)算幾何”功能，選擇目標(biāo)地塊要素，計(jì)算其面積。6）緩沖區(qū)分析（可選）：使用“緩沖區(qū)”工具，以目標(biāo)地塊為中心，創(chuàng)建指定距離的緩沖區(qū)，分析周邊區(qū)域。解析思路：考察GIS基礎(chǔ)操作應(yīng)用能力。需列出將影像導(dǎo)入、設(shè)置坐標(biāo)、符號化、空間定位（查詢）、面積量算等基本GIS操作步驟，并說明每一步的目的。15.答案：基本流程：1）影像預(yù)處理：檢查并篩選傾斜攝影影像，進(jìn)行幾何校正或配準(zhǔn)，確保影像質(zhì)量。2）空三構(gòu)建：利用多視角影像，通過特征點(diǎn)匹配、光束法平差等方法，計(jì)算相機(jī)的外方位元素（位置和姿態(tài)）和地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)，生成稀疏點(diǎn)云。3）密集匹配：使用基于影像的匹配算法（如SfM、Bundle