2025年統(tǒng)計學(xué)期末考試題庫：統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化在地球科學(xué)中的應(yīng)用試題考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______考生注意：1.請將所有答案寫在答題紙上，寫在試卷上無效。2.答案必須清晰、準確，否則不得分。3.考試時間：120分鐘。一、選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。在每小題列出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的，請將正確選項字母填在題后的括號內(nèi)。）1.在地球科學(xué)研究中，如果要展示不同國家年降水量的大小比較，最適宜選擇的統(tǒng)計圖表類型是？A.散點圖B.折線圖C.柱狀圖D.餅圖2.對于包含大量數(shù)據(jù)點的二維散點圖，如果數(shù)據(jù)點過于密集，難以區(qū)分個體，此時可以采用哪種方法進行改進？A.增加圖表尺寸B.使用不同的顏色或透明度表示數(shù)據(jù)點C.對數(shù)據(jù)進行抽樣D.以上所有方法均可3.在可視化地圖中，使用不同的顏色深淺來表示某個地理單元屬性值的大小，這種圖表通常稱為？A.分區(qū)統(tǒng)計圖B.熱力圖C.密度圖D.等值線圖4.地球科學(xué)中常常需要分析多個變量隨時間的變化情況，以下哪種圖表類型特別適合展示這種多變量時間序列數(shù)據(jù)？A.散點圖B.餅圖C.面積圖D.雷達圖5.統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化的核心目標之一是？A.美化圖表外觀B.準確、清晰地傳達數(shù)據(jù)信息C.增加圖表的復(fù)雜性D.隱藏數(shù)據(jù)中的異常值6.在進行數(shù)據(jù)可視化時，使用顏色來編碼信息是一種常見的做法，但需要注意避免哪種情況？A.使用足夠的顏色區(qū)分類別B.為提高美觀性使用漸變色C.造成顏色混淆或誤導(dǎo)D.使用色彩盲友好的配色方案7.對于地球科學(xué)中的空間點數(shù)據(jù)（如氣象站位置），如果要展示這些點的地理分布和密度，除了使用點圖層，還可以考慮使用？A.等值線圖B.跡線圖C.熱力圖D.分區(qū)統(tǒng)計圖8.以下哪個Python庫通常被認為是進行數(shù)據(jù)分析和可視化的基礎(chǔ)庫？A.GeopandasB.MatplotlibC.PlotlyD.Scikit-learn9.在地球科學(xué)研究中，如果要比較不同時間段內(nèi)某個區(qū)域土地利用類型的面積占比變化，最適合使用的圖表組合是？A.折線圖+散點圖B.餅圖+面積圖C.柱狀圖+熱力圖D.地圖+分區(qū)統(tǒng)計圖10.解釋一個復(fù)雜的地球科學(xué)數(shù)據(jù)可視化結(jié)果時，最重要的是？A.提供大量的技術(shù)細節(jié)B.清晰地闡述可視化所揭示的核心發(fā)現(xiàn)或模式C.強調(diào)所用工具的先進性D.保持圖表的絕對簡潔二、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分。請將答案填寫在題中橫線上。）11.統(tǒng)計圖表中，用于衡量數(shù)據(jù)離散程度的常用指標有________和________。12.在地圖可視化中，表示地理要素（如河流、道路）空間位置和走向的圖表類型稱為________。13.選擇合適的統(tǒng)計圖表類型需要考慮數(shù)據(jù)的________、變量的________以及想要傳達的信息。14.對于地球科學(xué)中的時間序列數(shù)據(jù)，使用折線圖時，通常將________作為自變量，將觀測值作為因變量。15.避免數(shù)據(jù)可視化中的誤導(dǎo)性，要求圖表的坐標軸刻度必須________，并且不應(yīng)使用欺騙性的圖表技巧。三、簡答題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。）16.簡述使用熱力圖（DensityMap）在地球科學(xué)中進行數(shù)據(jù)可視化的主要優(yōu)勢和適用場景。17.簡要說明在進行地球科學(xué)數(shù)據(jù)可視化時，如何選擇合適的顏色編碼方案？需要考慮哪些因素？18.為什么說理解統(tǒng)計分布特征（如中心趨勢、離散程度、形狀）對于選擇合適的統(tǒng)計圖表進行可視化至關(guān)重要？四、論述題（本大題共1小題，共10分。）19.論述在地球科學(xué)研究中，統(tǒng)計數(shù)據(jù)可視化相較于純粹的數(shù)值分析或文字描述，具有哪些獨特的優(yōu)勢？請結(jié)合具體的應(yīng)用實例進行說明。五、案例分析題（本大題共1小題，共15分。）20.某研究項目收集了過去30年某沿海城市年平均海平面高度的數(shù)據(jù)（假設(shè)數(shù)據(jù)呈上升趨勢，且存在一定的年度波動），同時收集了同期該城市年平均氣溫和降雨量的數(shù)據(jù)。請設(shè)計一個或多個統(tǒng)計圖表方案，用于展示這些數(shù)據(jù)之間的關(guān)系和變化趨勢。詳細說明你選擇每種圖表的理由，并闡述通過這些圖表組合，可以初步探討哪些科學(xué)問題（例如，海平面上升與氣候變化、降雨量的關(guān)系等）。試卷答案一、選擇題（本大題共10小題，每小題2分，共20分。）1.C2.D3.A4.C5.B6.C7.C8.B9.D10.B二、填空題（本大題共5小題，每小題2分，共10分。）11.標準差,變異系數(shù)12.矢量圖(或線狀圖)13.類型,數(shù)量(或維度)14.時間15.標準化(或一致,等距)三、簡答題（本大題共3小題，每小題5分，共15分。）16.解析思路：熱力圖通過顏色的濃淡或灰度來表示某區(qū)域數(shù)據(jù)點的密集程度。優(yōu)勢在于能有效展示數(shù)據(jù)在空間上的分布模式和熱點區(qū)域，特別適用于點數(shù)據(jù)密集且分布不均的情況。例如，在地球科學(xué)中，可以用熱力圖展示城市熱島效應(yīng)的溫度分布、森林火災(zāi)風(fēng)險區(qū)域、或某污染物在環(huán)境介質(zhì)中的空間聚集情況。解析時需強調(diào)其相比點圖層更能揭示整體分布特征。17.解析思路：選擇顏色編碼需考慮數(shù)據(jù)的性質(zhì)（連續(xù)/離散）、變量的數(shù)量、受眾（如色彩盲人士）、以及要傳達的強調(diào)信息。對于連續(xù)變量，常用漸變色表示數(shù)值大小，需確保顏色過渡平滑且有明顯區(qū)分度。對于離散類別，應(yīng)選擇區(qū)分度高、心理感受一致的顏色。必須考慮色彩盲友好性（如避免紅綠色搭配），并保持圖表的整體協(xié)調(diào)性。解析時需圍繞適用性、區(qū)分度、一致性和可訪問性展開。18.解析思路：理解數(shù)據(jù)分布是選擇圖表的基礎(chǔ)。中心趨勢（如均值、中位數(shù)）決定了圖表是否適合展示集中位置。離散程度（如方差、標準差）影響圖表是否需要展示數(shù)據(jù)的散布范圍。數(shù)據(jù)形狀（對稱/偏態(tài)/峰態(tài)）決定了某些圖表（如正態(tài)分布用鐘形圖，偏態(tài)用箱線圖）的適用性。例如，數(shù)據(jù)集中且離散小，可能用柱狀圖清晰展示；數(shù)據(jù)偏態(tài)，箱線圖更合適。錯誤選擇可能導(dǎo)致信息傳達失真或無效。解析時需強調(diào)不同分布特征與圖表匹配的關(guān)系。四、論述題（本大題共1小題，共10分。）19.解析思路：論述優(yōu)勢需從信息傳達效率、模式發(fā)現(xiàn)、直觀性、多維展示、溝通效果等方面展開。*信息傳達效率與直觀性：可視化能將復(fù)雜的地球科學(xué)數(shù)據(jù)（如海量氣象觀測值、地質(zhì)結(jié)構(gòu)三維模型數(shù)據(jù)）以圖形方式高效直觀地呈現(xiàn)，觀眾能迅速抓住數(shù)據(jù)的核心特征和模式，如氣候變化趨勢、地質(zhì)構(gòu)造輪廓，這是數(shù)值或文字難以比擬的。*模式發(fā)現(xiàn)與關(guān)聯(lián)性探索：圖表（如散點圖、熱力圖、地圖）能直觀展示變量間的關(guān)系和空間格局，有助于研究者發(fā)現(xiàn)隱藏的關(guān)聯(lián)、異常點或空間模式，如通過地圖發(fā)現(xiàn)污染熱點區(qū)域，通過散點圖發(fā)現(xiàn)某氣象要素與另一要素的相關(guān)性。*多維數(shù)據(jù)的可視化：地球科學(xué)數(shù)據(jù)往往包含多個變量，可視化技術(shù)（如平行坐標圖、雷達圖、多變量散點圖矩陣）可以將高維數(shù)據(jù)降維展示，幫助理解變量間的復(fù)雜關(guān)系和個體在多維空間中的位置。*溝通與交流：可視化結(jié)果是強有力的溝通工具，能夠向同行、管理者、公眾清晰、有效地傳達研究成果和科學(xué)觀點，尤其在需要展示空間分布、趨勢變化等復(fù)雜信息時，其溝通效果遠超純數(shù)值或文字報告。結(jié)合實例（如NASA發(fā)布的地表溫度變化圖，地震事件分布地圖）可增強說服力。五、案例分析題（本大題共1小題，共15分。）20.解析思路：*設(shè)計圖表方案：1.折線圖：繪制一條折線圖，X軸為時間（年份），Y軸為年平均海平面高度。用于清晰展示海平面高度隨時間的變化趨勢和年度波動。2.折線圖（并置）：在同一張圖或緊鄰位置，繪制兩條并置的折線圖。X軸仍為時間（年份），Y軸分別為年平均氣溫和年平均降雨量。用于比較海平面高度變化與氣溫、降雨量變化之間的關(guān)系和同步性。3.散點圖（或調(diào)色板熱力圖）：繪制散點圖，X軸為年平均氣溫，Y軸為年平均海平面高度，點的顏色或大小代表年平均降雨量。用于探索氣溫與海平面高度的關(guān)系，并看降雨量是否對兩者關(guān)系產(chǎn)生影響或調(diào)節(jié)作用。4.(可選)分面散點圖(FacetGrid):如果氣溫、降雨量數(shù)據(jù)量較大或分類較多，可使用分面散點圖，按年份范圍或降雨量等級分組展示氣溫與海平面高度的關(guān)系。*選擇理由：*折線圖是展示時間序列數(shù)據(jù)趨勢的標準且直觀的方式，適合展示海平面和氣象要素的變化。*將相關(guān)時間序列放在一起比較，有助于發(fā)現(xiàn)潛在的同步或異步變化關(guān)系。*散點圖用于探索兩個連續(xù)變量之間的相關(guān)性，點的顏色/大小加入第三個變量（降雨量）信息，實現(xiàn)多維數(shù)據(jù)的可視化。這有助于深入理解氣溫和降雨量在海平面變化中可能扮演的角色。*可探討的科學(xué)問題：*海平面高度呈現(xiàn)顯著上升趨勢，其變化速率是否