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)處理與區(qū)域土地利用規(guī)劃考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、名詞解釋（每題3分，共15分）1.遙感2.輻射校正3.面向?qū)ο蠓诸?.土地利用現(xiàn)狀調(diào)查5.土地利用適宜性評價(jià)二、簡答題（每題5分，共25分）1.簡述遙感圖像數(shù)字圖像處理的主要流程。2.比較監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別及其適用場景。3.簡述區(qū)域土地利用規(guī)劃的基本原則。4.簡述利用遙感技術(shù)進(jìn)行區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測的主要步驟。5.簡述土地利用規(guī)劃實(shí)施過程中可能遇到的主要問題及其對策。三、論述題（每題10分，共20分）1.論述遙感技術(shù)在區(qū)域資源環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用價(jià)值。2.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在區(qū)域土地利用規(guī)劃中的作用。四、計(jì)算與分析題（共25分）1.某區(qū)域遙感影像經(jīng)輻射校正后，某像元在特定波段上的表觀輻射亮度值為30.5W/(m2·sr·μm)。已知該波段的太陽光譜輻射函數(shù)和大氣透過率函數(shù)分別為S(λ)和TA(λ)，地物反照率α為0.15。請簡述從表觀輻射亮度值計(jì)算地表反射率的原理和步驟。（10分）2.假設(shè)某研究區(qū)進(jìn)行了土地利用現(xiàn)狀調(diào)查，得到了如下表所示的土地利用類型及其面積數(shù)據(jù)（單位：公頃）。請計(jì)算該研究區(qū)的耕地、林地和建設(shè)用地所占的面積比例，并簡述如何利用GIS空間分析功能進(jìn)行此類計(jì)算。（15分）土地利用類型面積（公頃）耕地12500林地25000草地5000水域7500建設(shè)用地10000未利用地5000五、應(yīng)用設(shè)計(jì)題（25分）假設(shè)你被要求參與一個(gè)關(guān)于某市近十年（2014-2023年）土地利用變化與規(guī)劃優(yōu)化的項(xiàng)目。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于遙感與GIS技術(shù)的分析方案框架，說明你需要利用哪些遙感數(shù)據(jù)源、選擇哪些關(guān)鍵處理和分析方法、需要構(gòu)建哪些類型的數(shù)據(jù)庫或模型，以及最終需要輸出哪些分析結(jié)果和規(guī)劃建議，以支持該市土地利用的可持續(xù)管理。試卷答案一、名詞解釋1.遙感：利用傳感器遠(yuǎn)距離、非接觸地探測地面物體所輻射或反射的電磁波信息，并通過處理、分析，提取有用信息的科學(xué)技術(shù)。*解析思路：考察對遙感基本概念的掌握，包括非接觸、遠(yuǎn)距離探測、利用電磁波信息、提取有用信息等核心要素。2.輻射校正：消除或減弱遙感影像中由大氣、傳感器自身特性等引起的誤差，將傳感器記錄的表觀輻射亮度值或DN值轉(zhuǎn)換為地物實(shí)際反射率或輻亮度的過程。*解析思路：關(guān)鍵在于區(qū)分表觀量（傳感器記錄值）和實(shí)際物理量（地物反射/輻亮度），并點(diǎn)明校正的主要誤差來源（大氣、傳感器）。3.面向?qū)ο蠓诸悾阂环N基于圖像對象進(jìn)行分類的方法，它首先將遙感影像分割成具有相同地物屬性的基本單元（對象），然后根據(jù)對象的特征（光譜、紋理、形狀等）進(jìn)行分類。*解析思路：強(qiáng)調(diào)其核心是“對象”和“分割”，與傳統(tǒng)的像素級分類（監(jiān)督/非監(jiān)督）相區(qū)別，并提及對象的主要特征類型。4.土地利用現(xiàn)狀調(diào)查：通過各種手段（如遙感、地面調(diào)查、地圖編制等）查清一定區(qū)域內(nèi)土地的類型、分布、數(shù)量、質(zhì)量及其利用狀況的工作。*解析思路：點(diǎn)明調(diào)查的目的（查清類型、分布、數(shù)量、質(zhì)量、利用狀況）和常用手段（遙感、地面、地圖），是規(guī)劃的基礎(chǔ)。5.土地利用適宜性評價(jià)：根據(jù)土地資源本身的自然屬性和社會(huì)經(jīng)濟(jì)屬性，以及不同土地利用類型對環(huán)境、社會(huì)、經(jīng)濟(jì)條件的要求，評估土地對于某種用途的適宜程度的過程。*解析思路：強(qiáng)調(diào)評價(jià)的依據(jù)（土地屬性、用途要求）和核心內(nèi)容（適宜程度），是規(guī)劃選址和方案制定的重要環(huán)節(jié)。二、簡答題1.簡述遙感圖像數(shù)字圖像處理的主要流程。*解析思路：回答應(yīng)涵蓋從原始數(shù)據(jù)到最終信息的完整流程，通常包括：輻射定標(biāo)（將DN值轉(zhuǎn)換為輻亮度或反射率）、大氣校正（消除大氣影響）、幾何校正/正射校正（消除幾何變形）、圖像增強(qiáng)（提高圖像可視性）、圖像分類（提取地物信息）、變化檢測（監(jiān)測地物變化）等主要步驟。2.比較監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別及其適用場景。*解析思路：區(qū)別應(yīng)從分類前是否需要訓(xùn)練樣本（先驗(yàn)知識(shí)）、分類依據(jù)（光譜特征vs.鄰域統(tǒng)計(jì)特征）、輸出結(jié)果（類別號(hào)vs.聚類）、對數(shù)據(jù)要求（需要標(biāo)記樣本vs.無需標(biāo)記樣本）等方面進(jìn)行比較。適用場景則根據(jù)這些區(qū)別進(jìn)行說明，例如監(jiān)督分類適用于地物類型已知且差異明顯的區(qū)域，非監(jiān)督分類適用于地物類型未知或需要探索性研究的區(qū)域。3.簡述區(qū)域土地利用規(guī)劃的基本原則。*解析思路：應(yīng)列出并簡述幾條核心原則，如：可持續(xù)發(fā)展原則（經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、生態(tài)效益統(tǒng)一）、空間均衡原則（協(xié)調(diào)不同用地類型的空間關(guān)系）、因地制宜原則（發(fā)揮區(qū)域優(yōu)勢，克服限制因素）、依法合規(guī)原則（符合國家和地方相關(guān)政策法規(guī)）、公眾參與原則（聽取社會(huì)各方意見）等。4.簡述利用遙感技術(shù)進(jìn)行區(qū)域土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測的主要步驟。*解析思路：應(yīng)描述利用多期遙感影像進(jìn)行監(jiān)測的典型流程，包括：獲取多期遙感數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)預(yù)處理（輻射校正、幾何校正、配準(zhǔn)）、土地覆蓋分類（對單期或多期影像進(jìn)行）、變化信息提?。ㄈ缰谱髯兓瘷z測圖）、變化類型識(shí)別與統(tǒng)計(jì)、結(jié)果分析與解譯等步驟。5.簡述土地利用規(guī)劃實(shí)施過程中可能遇到的主要問題及其對策。*解析思路：問題可從政策法規(guī)、經(jīng)濟(jì)利益、社會(huì)矛盾、技術(shù)手段、管理機(jī)制等方面列舉，如政策執(zhí)行偏差、土地權(quán)屬糾紛、規(guī)劃與市場脫節(jié)、監(jiān)測技術(shù)不足、管理效率低下等。對策則相應(yīng)提出，如完善法律法規(guī)、加強(qiáng)協(xié)調(diào)溝通、建立激勵(lì)機(jī)制、提升技術(shù)能力、健全管理機(jī)制等。三、論述題1.論述遙感技術(shù)在區(qū)域資源環(huán)境調(diào)查中的應(yīng)用價(jià)值。*解析思路：應(yīng)從宏觀和微觀層面論述，包括：快速、高效、經(jīng)濟(jì)地獲取大范圍、多時(shí)相的地表信息；監(jiān)測資源（如土地、森林、水、礦產(chǎn)）的數(shù)量、質(zhì)量、分布及其變化；動(dòng)態(tài)監(jiān)測環(huán)境要素（如大氣、水體、植被、土壤）的狀態(tài)和變化（如污染、退化、災(zāi)害）；為資源合理利用、環(huán)境保護(hù)和生態(tài)建設(shè)提供決策依據(jù)；支持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的實(shí)施等。2.論述地理信息系統(tǒng)（GIS）在區(qū)域土地利用規(guī)劃中的作用。*解析思路：應(yīng)從GIS的核心功能（數(shù)據(jù)采集與管理、空間分析、可視化）出發(fā)，結(jié)合規(guī)劃流程進(jìn)行論述，包括：構(gòu)建土地利用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的有效管理；進(jìn)行空間查詢、疊加分析（如適宜性評價(jià)、沖突分析）、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等，為規(guī)劃分析與決策提供支持；制作各種規(guī)劃圖件（現(xiàn)狀圖、評價(jià)圖、規(guī)劃圖、專題圖），進(jìn)行可視化表達(dá)與成果展示；支持規(guī)劃方案的模擬與評估，輔助進(jìn)行規(guī)劃方案的優(yōu)化；為規(guī)劃實(shí)施后的動(dòng)態(tài)監(jiān)測與調(diào)整提供技術(shù)平臺(tái)等。四、計(jì)算與分析題1.簡述從表觀輻射亮度值計(jì)算地表反射率的原理和步驟。*解析思路：原理是依據(jù)物理輻射傳輸模型，地表反射率（ρ）是地物本身反射率、太陽光譜輻射函數(shù)（S(λ)）、大氣透過率函數(shù)（TA(λ)）以及太陽天頂角、傳感器視角等因素的函數(shù)。計(jì)算步驟通常為：首先根據(jù)表觀輻射亮度值（Lλ）和太陽天頂角等信息計(jì)算太陽輻照度（Eλ），然后利用大氣透過率函數(shù)TA(λ)估算大氣在特定波長下的透過率，最后通過公式ρ=[Lλ*cos(θs)/(Eλ*TA(λ)*cos(θr))]*100%（或類似形式，根據(jù)具體模型）計(jì)算地表反射率。需要說明各符號(hào)含義及涉及的基本物理模型。2.計(jì)算該研究區(qū)的耕地、林地和建設(shè)用地所占的面積比例，并簡述如何利用GIS空間分析功能進(jìn)行此類計(jì)算。*解析思路：計(jì)算部分，先分別計(jì)算各類型面積占總面積的比例：耕地比例=12500/(12500+25000+5000+7500+10000+5000)=12500/60000≈20.83%；林地比例=25000/60000≈41.67%；建設(shè)用地比例=10000/60000≈16.67%。簡述GIS部分，說明需要構(gòu)建研究區(qū)的土地利用現(xiàn)狀圖（矢量數(shù)據(jù)），并建立對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)庫，包含每個(gè)圖斑的類型和面積信息。利用GIS的“屬性查詢”功能選擇耕地、林地、建設(shè)用地圖斑，然后使用“求和”或“統(tǒng)計(jì)”工具計(jì)算各類總面積，再計(jì)算其占總面積的比例。強(qiáng)調(diào)GIS的優(yōu)勢在于可以快速、精確地完成這種基于空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析。五、應(yīng)用設(shè)計(jì)題假設(shè)你被要求參與一個(gè)關(guān)于某市近十年（2014-2023年）土地利用變化與規(guī)劃優(yōu)化的項(xiàng)目。請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)基于遙感與GIS技術(shù)的分析方案框架，說明你需要利用哪些遙感數(shù)據(jù)源、選擇哪些關(guān)鍵處理和分析方法、需要構(gòu)建哪些類型的數(shù)據(jù)庫或模型，以及最終需要輸出哪些分析結(jié)果和規(guī)劃建議，以支持該市土地利用的可持續(xù)管理。*數(shù)據(jù)源：*獲取該市2014年、2023年及中間年份（如有）的多光譜遙感影像數(shù)據(jù)（如Landsat系列、Sentinel-2等），確保時(shí)間跨度覆蓋近十年。*獲取該市最新的土地利用現(xiàn)狀圖、行政區(qū)劃圖、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)（道路、河流、DEM等）。*獲取相關(guān)的社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)（如人口、GDP、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等）、政策文件等輔助信息。*關(guān)鍵處理與分析方法：*數(shù)據(jù)預(yù)處理：對多期遙感影像進(jìn)行輻射定標(biāo)、大氣校正、幾何精校正和圖像鑲嵌，統(tǒng)一坐標(biāo)系和投影。*土地覆蓋分類：對2014年和2023年的遙感影像分別進(jìn)行監(jiān)督分類或面向?qū)ο蠓诸?，提取主要土地利用類型（如耕地、林地、建設(shè)用地、水域、草地等），制作兩期土地利用圖。*變化檢測：利用兩期土地利用圖，通過疊置分析（如創(chuàng)建變化檢測圖）或面向?qū)ο笞兓瘷z測技術(shù)，識(shí)別和提取研究期間發(fā)生的土地利用變化區(qū)域及其類型（如建設(shè)占用、耕地減少、生態(tài)恢復(fù)等）。*變化量與速率分析：計(jì)算各類土地利用變化的面積、變化速率（如年均變化率），分析主要變化區(qū)域和熱點(diǎn)區(qū)域。*驅(qū)動(dòng)因素分析（可選）：結(jié)合社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，嘗試分析土地利用變化的主要驅(qū)動(dòng)因素（如城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、人口增長、政策調(diào)控等）。*適宜性評價(jià)（可選）：基于現(xiàn)狀和未來預(yù)測，結(jié)合自然條件和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要求，進(jìn)行不同土地利用類型的適宜性評價(jià)。*數(shù)據(jù)庫/模型構(gòu)建：*構(gòu)建研究區(qū)土地利用動(dòng)態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)庫，包含多期土地利用圖、變化檢測結(jié)果、變化量統(tǒng)計(jì)表等。*構(gòu)建土地利用驅(qū)動(dòng)因素關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。*（若進(jìn)行規(guī)劃）構(gòu)建土地利用規(guī)劃基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)，集成各類數(shù)據(jù)，支持規(guī)劃模擬。*分析結(jié)果與規(guī)劃建議：*結(jié)果：*輸出兩期土地利用現(xiàn)狀圖及分類結(jié)果圖。*輸出土地利用變化圖、變化量統(tǒng)計(jì)表、變化速率分析結(jié)果。*輸出主要變化區(qū)域和熱點(diǎn)區(qū)域分析。*（若進(jìn)行驅(qū)動(dòng)因素分析）輸出主要驅(qū)動(dòng)因素分析報(bào)告。*（若進(jìn)行適宜性評價(jià)）輸出土