2025年統(tǒng)計(jì)學(xué)專業(yè)期末考試：統(tǒng)計(jì)學(xué)可視化在物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用試題考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項(xiàng)的首字母填入括號內(nèi)）1.以下哪項(xiàng)不是物聯(lián)網(wǎng)（IoT）數(shù)據(jù)的典型特征？A.海量性(Volume)B.一致性(Consistency)C.多樣性(Variety)D.速度性(Velocity)2.在智能家居場景中，用于監(jiān)測溫度和濕度的傳感器主要屬于哪種類型？A.位置傳感器B.接觸式傳感器C.物理傳感器D.環(huán)境傳感器3.當(dāng)需要展示物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在一天內(nèi)每小時(shí)的能耗變化趨勢時(shí)，最合適的可視化圖表是？A.散點(diǎn)圖B.箱線圖C.餅圖D.折線圖4.對于兩個(gè)連續(xù)型變量之間的關(guān)系探索，以下哪種統(tǒng)計(jì)方法最為常用？A.相關(guān)性分析B.回歸分析C.假設(shè)檢驗(yàn)D.方差分析5.在數(shù)據(jù)可視化設(shè)計(jì)中，“少即是多”原則主要強(qiáng)調(diào)的是？A.使用更多種類的圖表B.避免信息過載，保持圖表簡潔清晰C.增加圖表的顏色種類D.圖表尺寸要盡可能大6.如果一名分析師希望可視化展示某個(gè)區(qū)域內(nèi)不同類型傳感器（如溫度、濕度、光照）的平均值的地理分布，最適合使用的圖表類型是？A.熱力圖B.地理信息圖（包含多個(gè)圖層）C.雷達(dá)圖D.樹狀圖7.在進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備故障預(yù)測時(shí)，以下哪個(gè)統(tǒng)計(jì)模型可能最為適用？A.獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)B.線性回歸C.邏輯回歸D.主成分分析8.一項(xiàng)關(guān)于工廠生產(chǎn)線效率的研究收集了工人的年齡和每日產(chǎn)出件數(shù)數(shù)據(jù)。若要分析年齡與產(chǎn)出件數(shù)之間是否存在線性關(guān)系，并量化這種關(guān)系的強(qiáng)度和方向，應(yīng)計(jì)算？A.回歸系數(shù)(Beta)B.相關(guān)系數(shù)(CorrelationCoefficient)C.置信區(qū)間D.P值9.以下哪種可視化方法最適合展示一個(gè)類別變量和另一個(gè)連續(xù)型變量之間的關(guān)系？A.散點(diǎn)圖B.莖葉圖C.小提琴圖D.餅圖10.在對物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行異常值檢測時(shí)，除了可視化方法（如箱線圖），常用的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法是？A.均值加減標(biāo)準(zhǔn)差B.方差分析C.聚類分析D.因子分析二、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述描述性統(tǒng)計(jì)在分析大規(guī)模物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集中的主要作用。2.闡述選擇合適的可視化圖表類型時(shí)，需要考慮哪些關(guān)鍵因素？3.解釋什么是物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的“真實(shí)性”（Veracity）挑戰(zhàn)，并簡述統(tǒng)計(jì)學(xué)在應(yīng)對此挑戰(zhàn)方面可以發(fā)揮作用。4.描述在使用折線圖展示物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備（如智能燈泡）的能耗隨時(shí)間變化時(shí)，應(yīng)注意避免哪些常見的誤導(dǎo)性做法。三、分析題（共30分）假設(shè)你是一名數(shù)據(jù)分析師，負(fù)責(zé)監(jiān)測一個(gè)智慧農(nóng)業(yè)園區(qū)內(nèi)多個(gè)溫室的環(huán)境數(shù)據(jù)。園區(qū)管理者希望了解不同溫室的溫度、濕度、光照強(qiáng)度以及二氧化碳（CO2）濃度狀況，以便優(yōu)化作物生長環(huán)境并節(jié)約能源。你收集到為期一周的部分典型數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)省略，需自行設(shè)計(jì)或假設(shè)數(shù)據(jù)特征，如不同溫室內(nèi)數(shù)據(jù)、不同時(shí)間點(diǎn)記錄），并進(jìn)行了初步整理。請根據(jù)上述場景，回答以下問題：1.（8分）如果你需要向管理層進(jìn)行簡報(bào)，你會選擇哪些關(guān)鍵統(tǒng)計(jì)指標(biāo)來概括每個(gè)溫室在過去一周的溫度和濕度平均水平？請說明選擇這些指標(biāo)的理由。2.（8分）為了直觀比較不同溫室在同一時(shí)間點(diǎn)的環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、光照、CO2）差異，你會建議使用哪些可視化圖表？請具體說明每種圖表選擇的理由，并簡要描述你期望通過這些圖表發(fā)現(xiàn)什么信息。3.（7分）假設(shè)管理者特別關(guān)注光照強(qiáng)度對作物生長的影響，并想了解一天內(nèi)光照強(qiáng)度是如何變化的。你會如何運(yùn)用統(tǒng)計(jì)分析和可視化方法來展示這一變化趨勢？請說明分析步驟和可視化方案。4.（7分）在完成了上述分析和可視化后，請基于你的發(fā)現(xiàn)，向管理者提出至少兩條具體的、有數(shù)據(jù)支持的建議，以改善溫室環(huán)境或提高管理效率。試卷答案一、選擇題1.B2.D3.D4.A5.B6.B7.C8.B9.C10.A二、簡答題1.描述性統(tǒng)計(jì)通過計(jì)算集中趨勢（如均值、中位數(shù)）、離散程度（如方差、標(biāo)準(zhǔn)差）和分布形狀（如偏度、峰度）等指標(biāo)，能夠快速總結(jié)和概括物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)集的基本特征。這對于理解數(shù)據(jù)整體狀況、識別異常值、為后續(xù)推斷性分析提供基礎(chǔ)至關(guān)重要。例如，計(jì)算各傳感器讀數(shù)的平均值和波動范圍，可以幫助了解設(shè)備運(yùn)行是否穩(wěn)定。2.選擇合適的可視化圖表類型需要考慮：數(shù)據(jù)的類型（分類、數(shù)值等）和關(guān)系（單一變量分布、兩個(gè)變量關(guān)系、多個(gè)變量比較等）；分析的目標(biāo)（探索趨勢、比較差異、發(fā)現(xiàn)模式、展示分布等）；受眾的理解能力；圖表的清晰度和易讀性。例如，比較不同類別的均值宜用柱狀圖，展示時(shí)間序列趨勢宜用折線圖，探索兩個(gè)連續(xù)變量關(guān)系宜用散點(diǎn)圖。3.物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)的“真實(shí)性”挑戰(zhàn)指的是數(shù)據(jù)在準(zhǔn)確性、完整性、一致性、時(shí)效性和可信度方面存在的問題，這些由傳感器故障、網(wǎng)絡(luò)干擾、環(huán)境因素、人為錯誤等導(dǎo)致。統(tǒng)計(jì)學(xué)可以通過異常值檢測（如使用均值±標(biāo)準(zhǔn)差）、數(shù)據(jù)清洗、一致性檢驗(yàn)、重采樣、交叉驗(yàn)證等方法，幫助識別和減輕這些非真實(shí)因素的影響，提高數(shù)據(jù)分析結(jié)果的可靠性。4.避免使用過長的、不必要的折線圖；確保坐標(biāo)軸有清晰的刻度和標(biāo)簽；不要對折線圖進(jìn)行不必要的平滑處理；避免使用多個(gè)密切相關(guān)的變量在同一張圖上繪制，以免混淆；確保圖例清晰，顏色或線型選擇易于區(qū)分；注意起始點(diǎn)的選擇，避免截?cái)郰軸來夸大變化幅度。三、分析題1.我會選擇每個(gè)溫室溫度和濕度的平均值和標(biāo)準(zhǔn)差。理由：平均值可以反映該溫室在過去一周內(nèi)溫度和濕度的總體水平，是否處于作物生長的適宜區(qū)間；標(biāo)準(zhǔn)差可以反映環(huán)境條件的穩(wěn)定性和波動程度，波動過大會影響作物生長。這些是衡量環(huán)境狀況的核心描述性統(tǒng)計(jì)量。2.我會建議使用箱線圖來比較不同溫室在同一時(shí)間點(diǎn)的多個(gè)環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度、光照、CO2）的分布差異。理由：箱線圖能清晰地展示數(shù)據(jù)的五數(shù)概括（最小值、下四分位數(shù)、中位數(shù)、上四分位數(shù)、最大值），便于直觀比較不同溫室在各參數(shù)上的中心趨勢（中位數(shù)）和離散程度（四分位距、異常值）。通過并排繪制多個(gè)箱線圖，可以一目了然地看出哪些溫室在哪些參數(shù)上表現(xiàn)更高或更低，是否存在顯著差異。期望發(fā)現(xiàn)不同溫室間的環(huán)境參數(shù)是否存在系統(tǒng)性差異，哪些溫室的環(huán)境控制效果更好。3.我會先計(jì)算每個(gè)溫室每天不同時(shí)間點(diǎn)（如每兩小時(shí)）的光照強(qiáng)度數(shù)據(jù)，然后計(jì)算其平均值或中位數(shù)，以展示一天內(nèi)光照強(qiáng)度的變化趨勢。接著，我會使用折線圖，將時(shí)間作為X軸，光照強(qiáng)度平均值或中位數(shù)作為Y軸，繪制每個(gè)溫室的光照強(qiáng)度隨時(shí)間變化的折線圖。為了便于比較，可以將不同溫室的折線繪制在同一張圖上，使用不同顏色或線型區(qū)分?？梢暬桨福豪L制帶有多條折線的折線圖，X軸為時(shí)間（小時(shí)），Y軸為光照強(qiáng)度（勒克斯），每條折線代表一個(gè)溫室。4.建議1：基于數(shù)據(jù)分析，如果發(fā)現(xiàn)某些溫室的光照強(qiáng)度長期低于作物生長需求（通過折線圖和平均值判斷），建議管理者增加人工補(bǔ)光設(shè)備或調(diào)整現(xiàn)有照明系統(tǒng)，以確保作物獲得足夠的光照。數(shù)據(jù)支持：引用該溫室光照強(qiáng)度平均值低于推薦范圍的具體數(shù)值。建議2：如果數(shù)據(jù)分析顯示