2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——地球信息技術(shù)在城市綠化覆蓋監(jiān)測中的應(yīng)用考試時(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)字母填在括號內(nèi)）1.在城市綠化覆蓋監(jiān)測中，Landsat8/9衛(wèi)星相比Sentinel-2衛(wèi)星，其主要優(yōu)勢在于（）。A.空間分辨率更高B.譜段數(shù)量更多C.重訪周期更短D.輻射分辨率更高2.用于監(jiān)測城市植被生長狀況最常用的植被指數(shù)是（）。A.NDWI（歸一化差異水體指數(shù)）B.MNDWI（改進(jìn)型歸一化差異水體指數(shù)）C.NDVI（歸一化植被指數(shù)）D.EVI（增強(qiáng)型植被指數(shù)）3.下列哪種遙感圖像處理方法最適合于對像元結(jié)構(gòu)復(fù)雜、細(xì)節(jié)豐富的城市區(qū)域進(jìn)行分類？（）A.監(jiān)督分類B.非監(jiān)督分類C.面向?qū)ο蠓诸怐.機(jī)器學(xué)習(xí)分類4.在GIS中，用于分析某區(qū)域周邊一定距離范圍內(nèi)要素分布情況的空間分析方法是（）。A.疊置分析B.緩沖區(qū)分析C.網(wǎng)絡(luò)分析D.空間統(tǒng)計(jì)5.評價(jià)遙感圖像分類結(jié)果精度最常用的指標(biāo)是（）。A.相對誤差B.絕對誤差C.Kappa系數(shù)D.決策樹指數(shù)6.下列哪項(xiàng)不屬于城市綠化覆蓋監(jiān)測的主要目標(biāo)？（）A.獲取綠化空間分布圖B.評估綠化生態(tài)服務(wù)功能C.監(jiān)測綠化覆蓋動態(tài)變化D.精確測量建筑物高度7.大氣校正的主要目的是消除遙感圖像上由大氣散射和吸收引起的（）。A.幾何畸變B.輻射誤差C.傳感器故障D.地物光譜失真8.能夠反映城市植被垂直結(jié)構(gòu)特征的植被指數(shù)是（）。A.NDVIB.NDWIC.NBR（歸一化植被差異指數(shù)）D.NDWI-NBR9.將不同分辨率或不同時(shí)相的遙感數(shù)據(jù)融合成一幅數(shù)據(jù)，以綜合其優(yōu)勢的過程稱為（）。A.數(shù)據(jù)融合B.數(shù)據(jù)集成C.數(shù)據(jù)拼接D.數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換10.城市綠地系統(tǒng)規(guī)劃中，GIS的主要作用不包括（）。A.空間數(shù)據(jù)管理B.綠地資源評估C.規(guī)劃方案模擬D.自動駕駛路徑規(guī)劃二、簡答題（每題5分，共25分。請將答案寫在答題紙上）1.簡述使用遙感影像進(jìn)行城市綠化覆蓋信息提取的基本流程。2.解釋什么是面向?qū)ο蠓诸?，并簡述其在城市綠化監(jiān)測中的優(yōu)勢。3.說明NDVI指數(shù)的計(jì)算公式及其在城市綠化監(jiān)測中的主要應(yīng)用。4.描述在城市綠化監(jiān)測中，幾何校正的主要目的和基本步驟。5.列舉至少三種在城市綠化覆蓋監(jiān)測中可能存在的誤差來源。三、論述題（每題10分，共30分。請將答案寫在答題紙上）1.論述遙感技術(shù)（包括不同傳感器類型和數(shù)據(jù)處理方法）在城市綠化覆蓋監(jiān)測中的應(yīng)用價(jià)值。2.結(jié)合GIS空間分析功能，論述GIS如何在城市綠化規(guī)劃與管理中發(fā)揮作用。3.試分析當(dāng)前城市綠化覆蓋監(jiān)測面臨的主要挑戰(zhàn)，并提出相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)對策略。試卷答案一、選擇題1.D2.C3.C4.B5.C6.D7.B8.D9.A10.D二、簡答題1.答案：使用遙感影像進(jìn)行城市綠化覆蓋信息提取的基本流程通常包括：數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)預(yù)處理（輻射校正、大氣校正、幾何校正、圖像裁剪等）、特征提?。ㄈ缬?jì)算植被指數(shù)、選擇波段或紋理特征）、信息分類（使用監(jiān)督分類、非監(jiān)督分類或面向?qū)ο蠓诸惖确椒▽Φ匚镞M(jìn)行分類）、結(jié)果精度評價(jià)（構(gòu)建樣本庫，使用混淆矩陣、Kappa系數(shù)等方法評價(jià)分類精度）、結(jié)果輸出與應(yīng)用（生成綠化覆蓋圖，進(jìn)行空間分析等）。解析思路：本題考查遙感信息提取的基本工作流。需要學(xué)生掌握從數(shù)據(jù)獲取到最終成果產(chǎn)出的完整鏈條，涵蓋數(shù)據(jù)、處理、分類、評價(jià)和應(yīng)用等關(guān)鍵環(huán)節(jié)。流程的完整性、邏輯性和方法的準(zhǔn)確性是評分要點(diǎn)。2.答案：面向?qū)ο蠓诸愂且环N基于圖像對象進(jìn)行分類的方法，它將圖像分割成具有相同屬性的獨(dú)立對象，然后基于對象的形狀、大小、紋理、光譜等多種特征進(jìn)行分類。其在城市綠化監(jiān)測中的優(yōu)勢包括：能夠有效克服像元混疊問題，提高分類精度；能夠識別和提取復(fù)雜的地理實(shí)體（如不規(guī)則形狀的綠地斑塊）；能夠更好地表達(dá)地物的空間結(jié)構(gòu)和上下文關(guān)系，適用于精細(xì)化的城市地物分類。解析思路：本題考查面向?qū)ο蠓诸惖母拍罴捌湓诔鞘芯G化監(jiān)測中的優(yōu)勢。需要學(xué)生理解面向?qū)ο蠓诸惖幕驹恚ɑ趯ο螅嗵卣鳎?，并能結(jié)合城市綠化監(jiān)測的特點(diǎn)（如地物復(fù)雜、精度要求高）闡述其優(yōu)勢，如克服像元混疊、識別復(fù)雜地物、利用空間信息等。3.答案：NDVI（歸一化植被指數(shù)）的計(jì)算公式為：NDVI=(NIR-RED)/(NIR+RED)，其中NIR代表近紅外波段反射率，RED代表紅光波段反射率。在城市綠化監(jiān)測中，NDVI主要用于定量評估植被的密度和健康狀況。NDVI值越高，通常表示植被覆蓋度越大，生長狀況越好。通過分析NDVI的時(shí)間序列變化，可以監(jiān)測城市綠地的季節(jié)性變化和年際變化趨勢。解析思路：本題考查NDVI的核心知識點(diǎn)。要求學(xué)生能準(zhǔn)確寫出公式，并解釋公式中各字母（NIR,RED）代表的波段含義。同時(shí)，要清楚闡述NDVI的主要應(yīng)用，即評估植被密度、健康狀況，以及進(jìn)行動態(tài)監(jiān)測。4.答案：幾何校正的主要目的是消除或減弱遙感影像由于傳感器成像角度、地球曲率、地形起伏以及大氣折射等因素引起的幾何變形，使影像能夠精確地反映地物的實(shí)際地理位置，實(shí)現(xiàn)影像之間或影像與地圖之間的坐標(biāo)系統(tǒng)匹配?；静襟E通常包括：選擇控制點(diǎn)（GroundControlPoints,GCPs）、建立影像坐標(biāo)與地面坐標(biāo)之間的轉(zhuǎn)換模型（如多項(xiàng)式模型）、利用GCPs求解模型參數(shù)、將影像上的所有像元坐標(biāo)按照模型進(jìn)行轉(zhuǎn)換、重采樣生成幾何校正后的影像。解析思路：本題考查幾何校正的目的和步驟。需要學(xué)生明確幾何校正要解決的問題是“位置偏差”，并能列出標(biāo)準(zhǔn)的幾何校正流程，包括選點(diǎn)、建模、求解參數(shù)、轉(zhuǎn)換和重采樣等關(guān)鍵步驟。5.答案：城市綠化覆蓋監(jiān)測中可能存在的誤差來源包括：傳感器本身的質(zhì)量和性能限制（如空間分辨率、光譜分辨率不足）；大氣影響（如大氣散射、吸收導(dǎo)致輻射誤差）；太陽角度和地形陰影的影響；數(shù)據(jù)預(yù)處理不充分或錯(cuò)誤（如輻射校正、幾何校正誤差）；分類方法選擇不當(dāng)或參數(shù)設(shè)置不合理；地面實(shí)況樣本采集困難、代表性不足或標(biāo)記錯(cuò)誤（影響精度評價(jià)）；城市建筑物、道路等復(fù)雜地物導(dǎo)致的像元混疊。解析思路：本題要求列舉誤差來源，考查學(xué)生對整個(gè)監(jiān)測過程中潛在問題的認(rèn)識。需要從數(shù)據(jù)源、大氣、傳感器、預(yù)處理、分類、地面樣本、城市環(huán)境等多個(gè)方面思考可能引入誤差的因素。三、論述題1.答案：遙感技術(shù)在城市綠化覆蓋監(jiān)測中具有重要應(yīng)用價(jià)值。首先，遙感具有宏觀、動態(tài)、周期性觀測的特點(diǎn)，能夠快速、高效地獲取大范圍、長時(shí)間序列的城市綠化信息，為監(jiān)測綠化變化趨勢提供數(shù)據(jù)支撐。其次，不同類型的傳感器（如光學(xué)、雷達(dá)）提供了多樣化的數(shù)據(jù)源，可以適應(yīng)不同的城市環(huán)境（如穿透云霧、植被覆蓋）和監(jiān)測目標(biāo)（如高分辨率綠地細(xì)節(jié)、植被冠層結(jié)構(gòu)）。在數(shù)據(jù)處理方法上，遙感技術(shù)涵蓋了從圖像預(yù)處理（輻射校正、幾何校正）、特征提?。ㄖ脖恢笖?shù)計(jì)算）、信息分類（監(jiān)督、非監(jiān)督、面向?qū)ο蠓诸悾┑骄仍u價(jià)等多個(gè)環(huán)節(jié)，為提取準(zhǔn)確的綠化覆蓋信息提供了技術(shù)手段。此外，結(jié)合GIS空間分析功能，遙感監(jiān)測結(jié)果可以進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)、疊置分析、變化檢測等，為城市綠化規(guī)劃、管理、決策和生態(tài)服務(wù)功能評估提供科學(xué)依據(jù)?？傮w而言，遙感技術(shù)是實(shí)現(xiàn)城市綠化規(guī)?；⒅悄芑?、動態(tài)化監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)支撐。解析思路：本題要求論述遙感技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。應(yīng)從遙感的技術(shù)特點(diǎn)（宏觀、動態(tài)、周期性）、數(shù)據(jù)源多樣性、處理方法體系、與GIS結(jié)合的優(yōu)勢以及最終應(yīng)用價(jià)值（支持規(guī)劃管理決策）等多個(gè)維度展開論述，體現(xiàn)遙感技術(shù)在解決城市綠化監(jiān)測問題中的核心作用。2.答案：GIS在城市綠化規(guī)劃與管理中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在規(guī)劃方面，GIS可以用于管理城市綠化空間數(shù)據(jù)（如綠地斑塊、廊道），進(jìn)行綠地資源inventory和評估（如面積、密度、生態(tài)服務(wù)價(jià)值），輔助進(jìn)行綠地系統(tǒng)規(guī)劃布局（如識別適宜綠化區(qū)域、評價(jià)規(guī)劃方案），并進(jìn)行情景模擬（如預(yù)測不同規(guī)劃方案下的生態(tài)效益）。在管理方面，GIS可用于建立城市綠化信息管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對綠化設(shè)施的動態(tài)管理（如養(yǎng)護(hù)記錄、狀態(tài)評估）；可用于輔助制定綠化養(yǎng)護(hù)計(jì)劃（如基于綠地類型和狀態(tài)的差異化養(yǎng)護(hù)）；可用于監(jiān)督綠地保護(hù)與恢復(fù)工程的效果；可用于公眾參與平臺的建設(shè)，如綠地服務(wù)設(shè)施可達(dá)性分析、公眾意見收集展示等。通過GIS的空間分析功能，可以更科學(xué)、高效地進(jìn)行城市綠化規(guī)劃與管理，提升城市綠化的質(zhì)量和效益。解析思路：本題要求論述GIS在規(guī)劃與管理中的應(yīng)用。應(yīng)分別闡述GIS在“規(guī)劃”和“管理”兩個(gè)主要方面的具體功能，如數(shù)據(jù)管理、資源評估、布局規(guī)劃、情景模擬、動態(tài)養(yǎng)護(hù)、效果監(jiān)督、公眾參與等。重點(diǎn)突出GIS的空間分析能力如何賦能城市綠化工作的科學(xué)化、精細(xì)化水平。3.答案：當(dāng)前城市綠化覆蓋監(jiān)測面臨的主要挑戰(zhàn)包括：城市快速擴(kuò)張導(dǎo)致綠地空間萎縮和破碎化，監(jiān)測難度加大；城市下墊面復(fù)雜多樣，高分辨率影像中建筑物、道路等非綠化地物干擾嚴(yán)重，信息提取精度難以保證；大氣污染和云雨覆蓋頻繁，影響高時(shí)間分辨率遙感數(shù)據(jù)的獲取和質(zhì)量，導(dǎo)致監(jiān)測時(shí)效性受影響；城市熱島效應(yīng)、環(huán)境污染等非生物脅迫對城市植被健康的影響日益顯著，需要更精細(xì)的監(jiān)測指標(biāo)和方法；現(xiàn)有監(jiān)測方法在精度、時(shí)效性、成本效益等方面仍有提升空間；多源數(shù)據(jù)融合、人工智能等新技術(shù)的應(yīng)用尚不普及，難以滿足精細(xì)化、智能化監(jiān)測的需求。相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)對策略包括：發(fā)展更高空間、光譜、時(shí)間分辨率的遙感技術(shù)（如無人機(jī)遙感、高光譜、多時(shí)相衛(wèi)星）；研究更先進(jìn)的圖像處理和分類算法（如面向?qū)ο?、深度學(xué)習(xí)），提高復(fù)雜環(huán)境下信息提取的精度；發(fā)展多源數(shù)據(jù)融合技術(shù)（遙感、GIS、地面監(jiān)測），彌補(bǔ)單一數(shù)據(jù)源的不足；構(gòu)建城市綠化“空天地一體化”監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，提高監(jiān)測的覆蓋度和