2025年大學《地理科學》專業(yè)題庫——地表巖土層統(tǒng)計遙感分析方法考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共20分。請將正確選項的代表字母填寫在答題紙上。）1.在遙感圖像處理中，為了消除大氣散射對成像的影響，通常需要進行的預處理步驟是？A.輻射定標B.幾何校正C.大氣校正D.圖像增強2.下列哪種遙感傳感器通常能夠穿透云層獲取地表信息？A.Landsat8OLIB.Sentinel-2MSIC.EnvisatASARD.MODIS3.用于描述遙感圖像中地物紋理特征的參數(shù)是？A.波長B.反射率C.紋理D.亮度4.在巖土層遙感解譯中，利用不同地物對電磁波輻射的吸收和反射差異進行識別的方法屬于？A.光譜特征分析法B.空間結(jié)構分析法C.地質(zhì)統(tǒng)計法D.多源數(shù)據(jù)融合法5.下列哪種方法屬于非監(jiān)督分類技術？A.最大似然法B.K最近鄰法C.ISODATA算法D.支持向量機6.在GIS中，用于存儲和處理空間數(shù)據(jù)的基本單元是？A.圖層B.圖元C.數(shù)據(jù)庫D.疊加分析7.描述巖土層數(shù)據(jù)集中趨勢的統(tǒng)計量通常包括？A.標準差和方差B.均值和中位數(shù)C.最小值和最大值D.協(xié)方差和相關系數(shù)8.空間自相關分析主要用于研究？A.地物類別的空間分布模式B.地物屬性的空間關聯(lián)強度C.地形地貌的形態(tài)特征D.遙感影像的輻射亮度分布9.在巖土工程地質(zhì)調(diào)查中，遙感技術的主要應用價值體現(xiàn)在？A.直接進行工程計算B.獲取大范圍地質(zhì)構造信息C.精確測定巖土層物理力學參數(shù)D.直接進行施工規(guī)劃10.下列哪種技術方法能夠有效融合多時相或多源遙感數(shù)據(jù)，提高巖土層信息提取的精度？A.為主分類法B.光譜混合分析C.數(shù)據(jù)融合D.空間濾波二、填空題（每空1分，共10分。請將答案填寫在答題紙上。）1.遙感圖像的輻射分辨率是指區(qū)分地物之間______的能力。2.遙感圖像的幾何分辨率是指圖像上能夠分辨的最小______的大小。3.巖土層光譜特征主要包括反射率曲線的______、______和形態(tài)特征。4.監(jiān)督分類需要先利用已知類別樣本訓練分類器，這個過程通常稱為______。5.GIS中的疊加分析是指將不同圖層的空間信息進行______、______或______的操作。6.統(tǒng)計分析在巖土層研究中的作用之一是用于評價巖土層的______和______。7.地質(zhì)統(tǒng)計方法在巖土層分析中常用于估計未知區(qū)域的巖土層屬性值，如______或______。8.無人機遙感技術因其靈活性和高分辨率，在______巖土層調(diào)查中具有優(yōu)勢。三、簡答題（每題5分，共20分。請將答案填寫在答題紙上。）1.簡述遙感圖像輻射定標的基本意義。2.簡述巖土層光譜特征分析在解譯中的主要作用。3.簡述監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別。4.簡述GIS在巖土層統(tǒng)計與分析中的主要功能。四、論述題（每題10分，共30分。請將答案填寫在答題紙上。）1.論述大氣校正的原理及其在巖土層遙感解譯中的重要性。2.論述如何選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源進行特定區(qū)域的巖土層調(diào)查。3.結(jié)合實例，論述空間統(tǒng)計方法在巖土層研究中的應用價值。---試卷答案一、選擇題1.C2.C3.C4.A5.C6.B7.B8.B9.B10.C二、填空題1.輻射亮度差異2.地物細節(jié)（或目標）3.波長位置（或吸收峰/谷）、強度（或反射率高低）4.訓練樣本（或分類器訓練）5.疊加、組合、交互6.空間分布、資源潛力（或工程特性）7.巖土層厚度、巖土屬性（或工程參數(shù)）8.小范圍（或局部）或大比例尺三、簡答題1.輻射定標是指將遙感傳感器記錄的原始數(shù)字信號（DN值）轉(zhuǎn)換為地物實際反射率或輻射亮度的過程。其基本意義在于消除傳感器自身特性（如響應非線性）和大氣影響帶來的誤差，獲得準確反映地物電磁波輻射特性的數(shù)據(jù)，從而保證后續(xù)圖像處理、分析和解譯結(jié)果的準確性。2.巖土層光譜特征分析在解譯中的主要作用是識別和區(qū)分不同類型的巖土層。不同巖土層由于其礦物成分、化學成分、結(jié)構、含水量等的差異，對電磁波的吸收和反射特性（即光譜曲線）存在獨特性。通過分析這些光譜特征，如吸收峰、反射峰的位置、形狀和強度，可以識別地物類別，建立巖土層與光譜特征的對應關系，為遙感圖像的解譯和分類提供依據(jù)。3.監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類的主要區(qū)別在于：監(jiān)督分類需要利用已知的樣本（訓練樣本），這些樣本具有已知的類別標簽。算法利用這些樣本學習地物類別與特征（光譜、紋理等）之間的關系，建立分類規(guī)則，然后應用于整個圖像進行分類。而非監(jiān)督分類則不需要先驗的類別信息，算法自動根據(jù)數(shù)據(jù)本身內(nèi)在的統(tǒng)計特征（如相似性）將像元分組，形成不同的類別，類別標簽是算法自動產(chǎn)生的。4.GIS在巖土層統(tǒng)計與分析中的主要功能包括：1）數(shù)據(jù)管理：存儲、管理多源巖土層數(shù)據(jù)（如遙感影像、地質(zhì)圖、地形數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)等）及其屬性信息。2）空間查詢與統(tǒng)計：對巖土層分布進行空間查詢，統(tǒng)計特定區(qū)域或要素內(nèi)的巖土層數(shù)量、面積、比例等。3）空間分析：進行疊加分析（如巖土層與地形、土地利用的疊加），生成巖土層專題地圖；進行緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡分析等，服務于巖土工程評價。4）可視化表達：將巖土層統(tǒng)計與分析結(jié)果以地圖、圖表等形式直觀展示。四、論述題1.大氣校正的原理是利用物理模型或經(jīng)驗算法，模擬大氣對電磁波的吸收和散射效應，并從遙感傳感器接收到的總輻射中去除大氣影響的部分，從而恢復地物表面的真實反射率或輻射亮度。大氣會吸收特定波段的電磁波，并在其他波段引起散射，使得遙感圖像上的地物光譜信息失真，表現(xiàn)為同物異譜（相同地物在不同大氣條件下光譜曲線不同）和譜相似性降低等問題。大氣校正通過建立大氣模型（如MODTRAN）或利用地面測量數(shù)據(jù)、同步氣象數(shù)據(jù)等，估算大氣參數(shù)，對原始影像進行校正，得到更真實的地表參數(shù)，進而提高基于光譜信息的巖土層識別、分類精度，增強不同時相、不同平臺獲取的遙感數(shù)據(jù)可比性。其重要性體現(xiàn)在：1）提高解譯精度，減少同物異譜現(xiàn)象干擾。2）獲得準確的地表反射率數(shù)據(jù)，為定量分析和模型應用奠定基礎。3）增強多源、多時相數(shù)據(jù)的可比性。2.選擇合適的遙感數(shù)據(jù)源進行特定區(qū)域的巖土層調(diào)查需要綜合考慮多個因素：1）研究區(qū)域范圍與尺度：大范圍、區(qū)域性的調(diào)查可能適合使用中等分辨率的全色-多光譜衛(wèi)星數(shù)據(jù)（如Landsat,Sentinel-2），而小范圍、精細的局部調(diào)查則可能需要高分辨率數(shù)據(jù)（如高分系列、WorldView,Planet）或航空遙感數(shù)據(jù)。2）巖土層的特性：需要考慮目標巖土層的波譜特征，選擇在其特征波段響應較好的傳感器。例如，植被覆蓋區(qū)探測基巖可能需要使用對短波紅外波段敏感的傳感器。3）調(diào)查目標與精度要求：如果目標是概略分布，可能低分辨率數(shù)據(jù)足夠；如果需要精細分類或提取小型巖土體，則需要高分辨率數(shù)據(jù)。4）數(shù)據(jù)獲取時間與時效性：根據(jù)調(diào)查工作的時間要求，選擇獲取周期合適的傳感器，并考慮云覆蓋情況。5）數(shù)據(jù)成本與獲取難度：免費數(shù)據(jù)（如Landsat,Sentinel）和商業(yè)數(shù)據(jù)（如WorldView）成本差異大，需根據(jù)預算和可行性選擇。6）現(xiàn)有數(shù)據(jù)基礎：可利用性原則，優(yōu)先考慮利用已有的、質(zhì)量可靠的數(shù)據(jù)。7）傳感器特性：考慮傳感器的空間分辨率、光譜分辨率、輻射分辨率、時間分辨率等指標是否滿足需求。綜合考慮這些因素，進行權衡，選擇最適合特定區(qū)域、特定目標和特定精度要求的技術方案。3.空間統(tǒng)計方法在巖土層研究中的應用價值體現(xiàn)在多個方面：1）揭示空間格局與模式：通過計算空間自相關系數(shù)（如Moran'sI）等指標，可以量化巖土層屬性（如厚度、巖性）在空間上的集聚或隨機分布特征，揭示其空間結(jié)構模式，有助于理解巖土體的形成分布規(guī)律。2）空間插值與預測：利用克里金插值、地理加權回歸（GWR）等方法，可以根據(jù)有限觀測點的巖土層數(shù)據(jù)，對未知區(qū)域進行巖土層屬性的空間估計和預測，生成連續(xù)的巖土層屬性圖，為巖土工程勘察、災害評估等提供依據(jù)。3）不確定性分析：空間統(tǒng)計能夠評估空間插值或預測結(jié)果的不確定性，提供預測值的置信區(qū)間，使決策更加科學可靠。4）變量關系分析：通過空間相關分析、空間回歸分