2025年大學(xué)《地球信息科學(xué)與技術(shù)》專業(yè)題庫——衛(wèi)星影像處理在環(huán)境監(jiān)測中的作用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。下列每小題備選答案中，只有一個是符合題意的，請將正確選項的代表字母填在題后的括號內(nèi)。錯選、多選或未選均不得分。）1.衛(wèi)星遙感獲取的影像數(shù)據(jù)中，屬于被動式傳感器的類型是（）。A.合成孔徑雷達（SAR）B.熱紅外掃描儀C.多光譜掃描儀D.激光雷達（LiDAR）2.在衛(wèi)星影像預(yù)處理中，主要目的是消除或減弱傳感器本身以及大氣環(huán)境對影像輻射亮度產(chǎn)生影響的技術(shù)是（）。A.幾何精校正B.圖像輻射定標(biāo)C.大氣校正D.圖像鑲嵌3.下列遙感指數(shù)中，主要用于監(jiān)測植被生長狀況和覆蓋度的是（）。A.NDWI（歸一化差異水體指數(shù)）B.NDSI（歸一化差異水汽指數(shù)）C.NDVI（歸一化植被指數(shù)）D.EVI（增強型植被指數(shù)）4.將衛(wèi)星影像上不同地物按照其光譜特性或紋理特征劃分成不同類別的技術(shù)稱為（）。A.圖像增強B.圖像分類C.變化檢測D.光譜校正5.在環(huán)境監(jiān)測中，利用合成孔徑雷達（SAR）影像的主要優(yōu)勢在于其（）。A.分辨率極高B.可全天候工作C.光譜信息豐富D.成本極低6.評估圖像分類結(jié)果準(zhǔn)確性的常用指標(biāo)是（）。A.歸一化差分植被指數(shù)（NDVI）B.混淆矩陣C.增強型植被指數(shù)（EVI）D.相對輻射校正系數(shù)7.衛(wèi)星影像用于監(jiān)測水體范圍變化時，若采用非監(jiān)督分類方法，主要依據(jù)的是像元光譜特征的（）。A.時間差異性B.空間鄰近性C.光譜相似性D.幾何形狀一致性8.下列哪項環(huán)境要素不易通過可見光/近紅外衛(wèi)星影像直接有效監(jiān)測？（）A.森林火災(zāi)熱點B.土地利用類型C.大氣污染物濃度D.水體面積9.伽利略（Galileo）衛(wèi)星計劃屬于（）。A.歐盟哥白尼計劃（Copernicus）B.美國國家偵察局（NRO）項目C.中國高分系列（Gaofen）D.美國國家航空航天局（NASA）項目10.利用多時相衛(wèi)星影像進行土地覆蓋變化檢測，主要關(guān)注的是地物類別在（）上的變化。A.輻射特性B.光譜特征C.幾何位置D.時間序列11.影響衛(wèi)星遙感影像幾何精校正精度的關(guān)鍵因素之一是（）。A.大氣水汽含量B.地面控制點的數(shù)量和質(zhì)量C.傳感器成像幾何模型D.圖像分辨率12.旨在提高圖像中地物細(xì)節(jié)可見度或突出特定地物特征的圖像處理方法是（）。A.圖像分類B.圖像增強C.變化檢測D.圖像融合13.在環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中，計算植被指數(shù)NDVI時，通常使用的是衛(wèi)星影像的（）波段。A.紅外波段B.紅外與近紅外波段C.可見光波段D.熱紅外波段14.某研究需要獲取高分辨率的城市熱島效應(yīng)信息，下列衛(wèi)星傳感器中，最合適的選擇是（）。A.Landsat8OLIB.Sentinel-2MSIC.MODISD.IRS-P515.衛(wèi)星影像處理中的輻射定標(biāo)是指將影像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為（）的過程。A.地面實際輻射亮度值B.歸一化指數(shù)值C.地面絕對溫度值D.數(shù)字高程模型（DEM）二、填空題（每空1分，共15分。請將正確答案填寫在橫線上。）1.衛(wèi)星遙感根據(jù)工作平臺是否位于大氣層之上，可分為______遙感和______遙感。2.衛(wèi)星影像的輻射校正主要解決的是影像數(shù)據(jù)與地物實際輻射亮度之間偏差的問題，主要包括大氣校正和______校正。3.利用衛(wèi)星影像估算植被生物量或覆蓋度時，常用的光譜指數(shù)除了NDVI外，還有______等。4.圖像分類的方法主要分為______分類和______分類兩大類。5.遙感影像的幾何校正目的是消除或減弱由傳感器成像______和地形起伏等因素引起的影像幾何畸變。6.在環(huán)境監(jiān)測中，利用熱紅外衛(wèi)星影像可以監(jiān)測______、火山活動等熱源熱點。7.衛(wèi)星影像多時相變化檢測技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于______監(jiān)測、______監(jiān)測等領(lǐng)域。8.評價圖像分類結(jié)果精度常用的輔助方法包括制作______和進行實地抽樣驗證。9.歐盟的哥白尼計劃（Copernicus）主要提供的環(huán)境監(jiān)測數(shù)據(jù)源包括Sentinel-2和______。10.衛(wèi)星影像解譯中，選擇合適的______對于提高分類精度至關(guān)重要。11.傳感器距離地面越近，其獲取影像的______通常越高。12.電磁波譜按照波長從長到短依次分為無線電波、______、紫外線、X射線和伽馬射線等。13.歸一化差異水體指數(shù)（NDWI）通常用近紅外波段和______波段計算得到。14.衛(wèi)星影像處理流程一般包括數(shù)據(jù)獲取、預(yù)處理、______、結(jié)果分析與輸出等主要步驟。15.隨著遙感技術(shù)的發(fā)展，人工智能，特別是______技術(shù)在遙感影像智能解譯中的應(yīng)用越來越廣泛。三、簡答題（每題5分，共20分。請簡要回答下列問題。）1.簡述大氣校正在衛(wèi)星影像環(huán)境監(jiān)測應(yīng)用中的重要性。2.簡述監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類方法的主要區(qū)別。3.簡述利用衛(wèi)星影像監(jiān)測水體面積變化的基本流程。4.簡述多源遙感數(shù)據(jù)融合在環(huán)境監(jiān)測中的主要優(yōu)勢。四、論述題（每題7分，共14分。請就下列問題展開論述。）1.論述合成孔徑雷達（SAR）影像在環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測（如洪水、地震、滑坡）中的應(yīng)用潛力與局限性。2.結(jié)合具體環(huán)境問題，論述遙感影像處理技術(shù)在解決該問題中的作用和面臨的挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.B5.B6.B7.C8.C9.A10.D11.B12.B13.B14.B15.A二、填空題1.航天，航空2.相對3.EVI,NDWI4.監(jiān)督，非監(jiān)督5.幾何構(gòu)型6.森林火災(zāi)7.土地利用/土地覆蓋，環(huán)境污染8.混淆矩陣9.Sentinel-310.樣本選擇11.分辨率12.可見光13.近紅外14.信息提取15.深度學(xué)習(xí)三、簡答題1.解析思路：大氣校正旨在消除大氣對地物反射信號的衰減和散射影響，使得獲取的衛(wèi)星影像數(shù)據(jù)能更真實地反映地物自身的輻射特性。環(huán)境監(jiān)測（如植被長勢評估、水體水質(zhì)分析、地表溫度反演等）依賴于地物真實的輻射信息。如果未進行大氣校正，影像數(shù)據(jù)會偏低且失真，導(dǎo)致計算出的環(huán)境參數(shù)（如植被指數(shù)、水溫）不準(zhǔn)確，進而影響監(jiān)測結(jié)果的可靠性和有效性。因此，大氣校正是確保環(huán)境監(jiān)測定量精度的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。2.解析思路：監(jiān)督分類需要先在已知地物類別的樣本點基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)各類別的光譜特征，然后應(yīng)用于未知樣本像元的分類。其優(yōu)點是分類精度通常較高（如果樣本選擇得當(dāng)），速度快；缺點是需要有高質(zhì)量的訓(xùn)練樣本，且需要人工選擇特征。非監(jiān)督分類則不需要預(yù)先提供訓(xùn)練樣本，它自動根據(jù)像元光譜特征的相似性將像元聚類成不同的類別。其優(yōu)點是無需訓(xùn)練樣本，適用于未知地物類型的探索性研究；缺點是分類結(jié)果需要人工解譯和確認(rèn)，分類精度通常低于監(jiān)督分類，且易受噪聲影響。3.解析思路：利用衛(wèi)星影像監(jiān)測水體面積變化的基本流程通常包括：①數(shù)據(jù)獲取：選擇合適的時相（包括變化前后的影像）和分辨率的衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)（如Landsat,Sentinel-2）；②數(shù)據(jù)預(yù)處理：對影像進行輻射校正和幾何精校正，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量；③水體提?。豪眠b感指數(shù)（如NDWI）或分類方法（如監(jiān)督分類、閾值分割）從影像中識別并提取水體范圍；④變化檢測：對提取的水體范圍進行疊置分析，比較不同時相的水體分布差異，確定水體面積的增加或減少區(qū)域；⑤結(jié)果輸出與分析：將變化結(jié)果可視化（如制作變化圖），并分析變化的原因或趨勢。4.解析思路：多源遙感數(shù)據(jù)融合旨在將來自不同傳感器（如光學(xué)、雷達、不同空間/光譜/時間分辨率）或不同平臺（衛(wèi)星、航空、地面）的遙感數(shù)據(jù)，按照一定的規(guī)則組合成一幅信息更豐富、質(zhì)量更優(yōu)的數(shù)據(jù)。其主要優(yōu)勢在于：①信息互補：不同傳感器具有不同的探測特性（如光學(xué)穿透云霧、雷達全天候），融合可以充分利用各種傳感器的優(yōu)勢，獲取更全面的信息。②提高精度：融合后的數(shù)據(jù)在空間、光譜、時間分辨率等方面可能得到改善，從而提高環(huán)境參數(shù)反演或地物分類的精度。③增強可靠性：利用多源數(shù)據(jù)相互驗證，可以降低單一數(shù)據(jù)源帶來的不確定性，提高監(jiān)測結(jié)果的可靠性。四、論述題1.解析思路：SAR影像在環(huán)境災(zāi)害監(jiān)測中的潛力體現(xiàn)在：①全天候、全天時：不受云雨天氣影響，可隨時獲取災(zāi)情信息，對洪水、地震后次生滑坡等災(zāi)害的快速響應(yīng)至關(guān)重要。②高空間分辨率：能夠提供精細(xì)的地表紋理信息，有助于識別小范圍、局地的災(zāi)體（如小規(guī)?；?、城市內(nèi)澇細(xì)節(jié)）。③后向散射特性：對地形起伏和粗糙度敏感，可用于監(jiān)測地表變形（如滑坡位移）、水體表面狀況（如波浪、油污）和植被覆蓋變化。局限性在于：①穿透能力有限：受地表覆蓋影響大，植被、干燥土壤會遮擋下方信息。②影像幾何變形：由于側(cè)視成像和多普勒效應(yīng)，影像存在幾何畸變，需要進行復(fù)雜的校正。③輻射分辨率相對較低：對地物細(xì)微輻射差異的區(qū)分能力不如光學(xué)影像。④成本較高：高分辨率SAR數(shù)據(jù)獲取和分發(fā)成本通常高于光學(xué)數(shù)據(jù)。2.解析思路：以監(jiān)測城市擴張與土地覆被變化為例，遙感影像處理技術(shù)的作用與挑戰(zhàn)：作用：①大范圍、動態(tài)監(jiān)測：利用多時相衛(wèi)星影像，可以快速、高效地獲取城市建成區(qū)擴展范圍、土地利用類型轉(zhuǎn)換（如耕地轉(zhuǎn)建設(shè)用地、林地轉(zhuǎn)城鎮(zhèn)用地）等信息，為城市規(guī)劃和管理提供數(shù)據(jù)支持。②精度制圖：通過圖像分類、變化檢測等技術(shù)，可以制作高精度的土地利用現(xiàn)狀圖和變化圖，為土地資源評估、生態(tài)環(huán)境評估提供依據(jù)。③輔助決策：監(jiān)測結(jié)果可用于評估城市擴張對生態(tài)環(huán)境（如綠地、水源涵養(yǎng)功能）的影響，為制定可持續(xù)的城市發(fā)展策略提供科學(xué)依據(jù)。面臨的挑戰(zhàn)：①數(shù)據(jù)質(zhì)量：云、雪、陰影等覆蓋會嚴(yán)重影響光學(xué)影像的可用性，給監(jiān)測帶來困難。②分類精度：復(fù)雜地物