2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——遙感數(shù)據(jù)處理與城市交通規(guī)劃考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分）1.下列哪種遙感傳感器主要利用地物對電磁波輻射的吸收和反射特性來獲取地物信息？（）A.全球定位系統(tǒng)（GPS）B.激光雷達(dá)（LiDAR）C.紅外熱像儀D.恒星跟蹤儀2.在遙感圖像輻射定標(biāo)過程中，輸入的是（）。A.地物反射率B.圖像灰度值C.太陽輻射參數(shù)D.地面控制點(diǎn)坐標(biāo)3.下列哪種算法通常用于遙感圖像的監(jiān)督分類？（）A.K-means聚類B.密度峰值聚類C.最大似然法D.支持向量機(jī)4.數(shù)字高程模型（DEM）的主要應(yīng)用領(lǐng)域不包括（）。A.地形圖繪制B.土地利用規(guī)劃C.交通網(wǎng)絡(luò)分析D.空氣質(zhì)量模擬5.城市交通需求預(yù)測的“四階段法”中，最后一個(gè)階段是（）。A.出行生成B.出行分布C.交通方式劃分D.交通分配6.在交通網(wǎng)絡(luò)分析中，計(jì)算兩點(diǎn)之間最短路徑的Dijkstra算法屬于（）。A.圖論算法B.回歸分析算法C.時(shí)間序列分析算法D.機(jī)器學(xué)習(xí)算法7.下列哪種交通規(guī)劃方法主要評估交通項(xiàng)目對區(qū)域經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的影響？（）A.交通影響分析（TIA）B.財(cái)務(wù)效益分析法C.交通流模型D.多目標(biāo)決策分析8.利用高分辨率遙感影像識(shí)別城市道路網(wǎng)絡(luò)，主要利用了遙感影像的（）特性。A.光譜B.時(shí)空C.地形D.形態(tài)9.無人機(jī)遙感平臺(tái)相比衛(wèi)星遙感平臺(tái)，其主要優(yōu)勢是（）。A.成本低B.分辨率高C.覆蓋范圍廣D.重訪周期短10.遙感技術(shù)在城市交通擁堵監(jiān)測中的應(yīng)用，可以利用（）等手段。A.熱紅外成像B.激光測距C.全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)D.聲波探測二、填空題（每空1分，共15分）1.遙感圖像的幾何校正主要目的是消除由傳感器______和地形起伏引起的圖像變形。2.評估遙感圖像分類精度的常用指標(biāo)有總體精度、______和Kappa系數(shù)。3.城市交通規(guī)劃的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)交通系統(tǒng)的______、高效和安全。4.交通需求預(yù)測中的出行分布模型主要解決的是人們的出行起點(diǎn)和______之間的關(guān)系問題。5.基于遙感影像的城市土地利用/覆蓋分類是城市交通規(guī)劃的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源。6.遙感影像的輻射分辨率越高，所能區(qū)分的地物光譜亮度級(jí)數(shù)______。7.利用遙感技術(shù)監(jiān)測交通基礎(chǔ)設(shè)施（如橋梁、隧道）的損壞狀況，屬于遙感在______領(lǐng)域的應(yīng)用。8.交通網(wǎng)絡(luò)分析中的網(wǎng)絡(luò)流模型可以用來模擬交通流量、______等在網(wǎng)絡(luò)中的分配和流動(dòng)。9.智慧交通系統(tǒng)（ITS）強(qiáng)調(diào)利用先進(jìn)技術(shù)（包括遙感技術(shù)）來提升交通系統(tǒng)的______。10.遙感數(shù)據(jù)的多時(shí)相特性，使其能夠有效地監(jiān)測城市交通設(shè)施和交通狀況的______變化。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述遙感圖像輻射校正的主要目的和基本步驟。2.簡述城市交通規(guī)劃中交通需求預(yù)測的主要步驟。3.簡述利用遙感技術(shù)提取城市道路信息的主要方法及其面臨的挑戰(zhàn)。4.簡述遙感技術(shù)在評估城市交通可達(dá)性方面的應(yīng)用思路。四、計(jì)算題（每題10分，共20分）1.某遙感影像的DN值范圍為0-255。已知該影像某像素的DN值為150，傳感器標(biāo)稱的增益為50，偏移量為10。假設(shè)該地物反射率約為15%。請計(jì)算該像素的表觀反射率（采用簡化公式：表觀反射率≈(DN-偏移量)/增益*反射率參考值）。并說明該計(jì)算結(jié)果的局限性。2.假設(shè)一個(gè)簡單的交通網(wǎng)絡(luò)包含三個(gè)節(jié)點(diǎn)（A,B,C），兩段道路（AB,BC），路段容量分別為Q_AB=100輛/小時(shí)，Q_BC=80輛/小時(shí)?，F(xiàn)有100輛小汽車需要從A地出行到C地。請簡述如何使用最大流算法的基本思想來估算該路徑上的最大通行能力，并給出大致結(jié)果。五、論述題（15分）結(jié)合遙感技術(shù)的特點(diǎn)，論述其在支持現(xiàn)代城市交通規(guī)劃與管理中的主要作用，并分析當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)以及可能的未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.D5.C6.A7.A8.D9.B10.A二、填空題1.傳感器外方位元素2.精確率3.公平4.終點(diǎn)5.是6.越多7.基礎(chǔ)設(shè)施監(jiān)測8.速度9.智能化10.動(dòng)態(tài)三、簡答題1.目的：消除或減弱遙感影像在傳播過程中受到的大氣、傳感器本身等因素引起的輻射誤差，使圖像數(shù)據(jù)真實(shí)反映地物本身的反射或輻射特性。步驟：*選取已知反射率的地面標(biāo)準(zhǔn)樣品（地面實(shí)況）或利用同步測量的太陽輻射參數(shù)、大氣參數(shù)。*選擇合適的輻射校正模型（如暗像元法、經(jīng)驗(yàn)線性回歸、物理模型如FLAASH等）。*將原始影像數(shù)據(jù)代入模型進(jìn)行計(jì)算，得到校正后的圖像數(shù)據(jù)（如地表反射率）。2.主要步驟：*出行生成：預(yù)測城市各區(qū)域（小區(qū)）的出行產(chǎn)生量和出行吸引量。*出行分布：預(yù)測各區(qū)域之間的出行OD（起點(diǎn)-終點(diǎn)）對數(shù)量。*交通方式劃分：預(yù)測出行者選擇不同交通方式（如小汽車、公共交通、自行車等）的比例。*交通分配：將預(yù)測出的OD交通量分配到具體的交通網(wǎng)絡(luò)上（道路、公共交通線路等）。3.主要方法：*監(jiān)督分類：利用已知類別的樣本訓(xùn)練分類器，識(shí)別影像中的道路特征。*非監(jiān)督分類：基于影像數(shù)據(jù)自身的統(tǒng)計(jì)特征進(jìn)行聚類，提取道路等連續(xù)地物。*面向?qū)ο蠓诸悾夯谟跋竦南袼丶?，利用其形狀、紋理、光譜等特征進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別。*圖像分割：將影像劃分為具有相似特征的區(qū)域，識(shí)別道路網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。面臨的挑戰(zhàn)：*道路與周圍地物光譜特征差異小，易混淆。*城市復(fù)雜環(huán)境下，建筑物、植被等遮擋嚴(yán)重。*道路網(wǎng)絡(luò)密集，連通性識(shí)別困難。*不同類型道路（高速公路、城市道路）識(shí)別難度不同。4.應(yīng)用思路：*利用遙感影像（光學(xué)、雷達(dá)）提取城市道路網(wǎng)絡(luò)、公共交通站點(diǎn)、土地利用/覆蓋等信息。*結(jié)合地理信息系統(tǒng)（GIS），計(jì)算不同區(qū)域到交通設(shè)施（道路、站點(diǎn)）的可達(dá)性指標(biāo)（如最短行駛時(shí)間、出行成本）。*分析不同區(qū)域交通可達(dá)性的空間分布特征及其與土地利用、社會(huì)經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的相關(guān)性。*為交通規(guī)劃（如優(yōu)化線路、站點(diǎn)布局、改善路網(wǎng)）和資源分配提供決策支持。四、計(jì)算題1.計(jì)算：表觀反射率≈(150-10)/50*15%=140/50*0.15=2.8*0.15=0.42局限性：該計(jì)算公式非常簡化，未考慮大氣影響、傳感器響應(yīng)特性（如暗電流、散粒噪聲）、地物自身特性（如光澤度、含水量）等多種因素，因此結(jié)果僅為近似值，精度有限。實(shí)際應(yīng)用中通常采用更復(fù)雜的輻射定標(biāo)模型。2.思路與結(jié)果：*根據(jù)最大流算法思想，網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)之間流動(dòng)的總量受容量限制，最大流等于網(wǎng)絡(luò)中源點(diǎn)（A）到匯點(diǎn)（C）之間所有路徑中，各路段容量之和的最小值。*在本例中，從A到C的路徑只有一條（通過AB和BC）。*該路徑上的總?cè)萘康扔趦蓷l路段容量中的最小值，即min(Q_AB,Q_BC)=min(100,80)=80輛/小時(shí)。*因此，該路徑上的最大通行能力為80輛/小時(shí)。五、論述題（本題為開放性論述題，以下提供評分要點(diǎn)和思路方向，非唯一標(biāo)準(zhǔn)答案）主要作用：*數(shù)據(jù)獲取與更新：提供大范圍、高分辨率、動(dòng)態(tài)更新的城市地表信息，特別是交通基礎(chǔ)設(shè)施（道路、鐵路、機(jī)場、港口）、土地利用/覆蓋、交通流量（間接）等數(shù)據(jù)，彌補(bǔ)傳統(tǒng)交通調(diào)查的不足和局限性。*交通設(shè)施識(shí)別與監(jiān)測：利用遙感技術(shù)（特別是高分辨率光學(xué)、雷達(dá)）自動(dòng)或半自動(dòng)提取、監(jiān)測城市道路網(wǎng)絡(luò)變化、識(shí)別交通設(shè)施（橋梁、隧道、站點(diǎn)）、評估設(shè)施狀況（如道路破損、植被覆蓋），為交通設(shè)施規(guī)劃、維護(hù)提供依據(jù)。*交通流量與擁堵分析：結(jié)合熱紅外遙感、高光譜遙感或雷達(dá)后向散射特性分析等技術(shù)，監(jiān)測城市交通熱力圖、擁堵區(qū)域分布，為實(shí)時(shí)交通管理和擁堵治理提供信息支持。*土地利用與交通相互作用分析：提取土地利用/覆蓋信息，分析城市空間結(jié)構(gòu)、土地利用變化對交通產(chǎn)生量、分布、方式選擇和可達(dá)性的影響，為交通規(guī)劃與土地利用規(guī)劃協(xié)同提供依據(jù)。*交通可達(dá)性評價(jià)：結(jié)合GIS空間分析，利用遙感提取的道路網(wǎng)絡(luò)和設(shè)施信息，計(jì)算不同區(qū)域到交通樞紐、就業(yè)中心等的可達(dá)性，評估交通公平性，指導(dǎo)交通政策和規(guī)劃。*交通規(guī)劃方案模擬與評估：為交通規(guī)劃（如新路網(wǎng)、公共交通線網(wǎng)）提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并可用于模擬評估規(guī)劃方案對城市交通系統(tǒng)的影響。主要挑戰(zhàn)：*數(shù)據(jù)精度與時(shí)效性：遙感數(shù)據(jù)（尤其是衛(wèi)星數(shù)據(jù)）分辨率、光譜分辨率可能有限，難以滿足精細(xì)化交通分析需求；數(shù)據(jù)獲取的頻率可能無法滿足實(shí)時(shí)或高頻次交通監(jiān)測需求。*復(fù)雜城市環(huán)境干擾：城市建筑密集、光照條件復(fù)雜、大氣污染等會(huì)嚴(yán)重影響遙感影像質(zhì)量，給信息提取帶來干擾和不確定性。*信息提取難度：自動(dòng)化、高精度地提取復(fù)雜環(huán)境下的交通要素（如密集道路網(wǎng)、地下交通設(shè)施）仍具挑戰(zhàn)性。*多源數(shù)據(jù)融合：遙感數(shù)據(jù)與其他交通數(shù)據(jù)（如GPS軌跡、交通計(jì)數(shù)器數(shù)據(jù)）的融合難度較大，需要有效的數(shù)據(jù)融合技術(shù)和方法。*數(shù)據(jù)處理與分析能力要求高：需要專業(yè)知識(shí)和技能進(jìn)行遙感數(shù)據(jù)處理、信息提取和空間分析。未來發(fā)展方向：*多源遙感數(shù)據(jù)融合：融合高分辨率光學(xué)、雷達(dá)、無人機(jī)、LiDAR等多種來源的數(shù)據(jù)，優(yōu)勢互補(bǔ)，提高信息獲取的精度和維度。*人工智能與深度學(xué)習(xí)應(yīng)用：利用AI技術(shù)提升交通要素自動(dòng)識(shí)別、復(fù)雜場景理解、交通事件檢測、交通預(yù)測的智能化