2025年大學(xué)《海洋技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋技術(shù)在海洋地形測繪中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每小題2分，共30分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在海洋地形測繪中，主要用于獲取高精度深度信息的傳統(tǒng)技術(shù)是？A.側(cè)掃聲吶B.水下攝影測量C.多波束測深系統(tǒng)D.艦載雷達測深2.多波束測深系統(tǒng)相比單波束測深，其主要優(yōu)勢在于？A.采集數(shù)據(jù)速度更快B.能夠同時獲取更寬海底條帶的信息C.對淺水區(qū)域的適應(yīng)性更好D.系統(tǒng)成本更低3.側(cè)掃聲吶主要用于獲??？A.海底高程點數(shù)據(jù)B.海底聲學(xué)參數(shù)C.海底精細(xì)圖像信息D.大范圍海面輪廓4.海洋地形測繪中，用于精確測定地球重力場的設(shè)備是？A.海底磁力儀B.超聲波測深儀C.重力儀D.多波束系統(tǒng)5.下列哪項不是影響多波束測深系統(tǒng)測深精度的因素？A.聲速剖面變化B.天氣狀況C.海底地形起伏D.水面風(fēng)速6.側(cè)掃聲吶圖像中，通常較亮的區(qū)域代表？A.海底平坦區(qū)域B.海底聲學(xué)反射強度高的區(qū)域C.海底聲學(xué)吸收強的區(qū)域D.水下懸浮物濃度高的區(qū)域7.海洋地形數(shù)據(jù)中，等深線圖的主要用途是？A.精確測定單點深度B.直觀展示海底地形起伏特征C.分析海底沉積物類型D.測量海底資源儲量8.用于校正側(cè)掃聲吶系統(tǒng)內(nèi)部相移誤差的參數(shù)是？A.船速B.聲速C.水深D.系統(tǒng)時基9.在海洋地形測繪數(shù)據(jù)處理中，用于去除噪聲和干擾信號的算法通常稱為？A.成圖算法B.校正算法C.濾波算法D.插值算法10.海底地形起伏較大的區(qū)域，進行高精度測繪時，通常優(yōu)先考慮使用？A.單波束測深B.側(cè)掃聲吶C.多波束測深系統(tǒng)D.水下地形圖11.測量水深時，聲波在水中傳播速度受水溫、鹽度和壓力影響，其中壓力的影響通常最為顯著？A.正確B.錯誤12.多波束測深系統(tǒng)需要精確測量船的縱搖、橫搖和姿態(tài)角，這些參數(shù)主要用于？A.校正聲波傳播時間B.校正測深系統(tǒng)位置C.校正測深系統(tǒng)姿態(tài)D.計算聲速剖面13.側(cè)掃聲吶的分辨率通常包括距離分辨率和方位分辨率，其中方位分辨率主要取決于？A.船速B.天線孔徑C.聲波頻率D.水深14.海洋地形測繪中，將離散的測深點數(shù)據(jù)插值成連續(xù)地形表面常用的方法是？A.坐標(biāo)變換法B.數(shù)字高程模型（DEM）構(gòu)建方法C.趨勢面分析D.誤差統(tǒng)計法15.進行海洋地形測繪時，若需獲取水體下方基巖地形，通常需要？A.增加測深儀頻率B.使用高精度磁力數(shù)據(jù)C.進行多波束測深與淺地層剖面相結(jié)合D.僅使用側(cè)掃聲吶二、填空題（每空1分，共20分。請將答案填在題干橫線上）1.海洋地形測繪的主要目的是獲取海洋______和______信息。2.多波束測深系統(tǒng)通過發(fā)射______波束覆蓋海底，并接收回波來測量水深。3.側(cè)掃聲吶利用聲波的______特性來成像海底表面。4.海洋地形圖常用的等高線間隔表示方法是______。5.影響海洋地形測繪精度的系統(tǒng)誤差主要包括______誤差、______誤差和______誤差。6.海底地形數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)格式之一是______。7.用于精確測定船舶在水中位置和姿態(tài)的技術(shù)是______。8.測量水深的聲學(xué)設(shè)備統(tǒng)稱為______。9.海底地形測繪中，將采集到的原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為有用信息的過程稱為______。10.海洋地形數(shù)據(jù)除了用于繪制地形圖，還廣泛應(yīng)用于______、______和______等領(lǐng)埴。三、簡答題（每小題5分，共30分）1.簡述多波束測深系統(tǒng)相比于單波束測深的主要優(yōu)勢。2.簡述側(cè)掃聲吶圖像的形成原理。3.簡述海洋地形測繪中需要進行數(shù)據(jù)校正的主要原因。4.簡述影響海洋地形測繪精度的主要因素有哪些？5.簡述數(shù)字高程模型（DEM）在海洋地形測繪中的基本作用。6.簡述為何在進行海洋地形測繪時，需要考慮聲速剖面變化的影響。四、論述題（10分）試述在復(fù)雜海洋環(huán)境下（如強流、含沙量大、底質(zhì)復(fù)雜），進行高精度海洋地形測繪時，應(yīng)考慮哪些技術(shù)因素，并如何應(yīng)對這些挑戰(zhàn)。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.C4.C5.B6.B7.B8.D9.C10.C11.A12.C13.B14.B15.C二、填空題1.形狀，高程2.相控陣3.反射4.等深線5.系統(tǒng)誤差，儀器誤差，觀測誤差6.SEGY7.全球定位系統(tǒng)（GPS）/慣性導(dǎo)航系統(tǒng)（INS）8.聲學(xué)測深儀9.數(shù)據(jù)處理10.航道測量，海洋工程，資源勘探三、簡答題1.解析思路：對比多波束和單波束的核心區(qū)別在于覆蓋范圍和精度。多波束能同時獲取寬條帶高精度深度數(shù)據(jù)，而單波束只能逐點測量。答案：多波束測深系統(tǒng)相比于單波束測深的主要優(yōu)勢在于能夠同時發(fā)射多個聲波波束，覆蓋較寬的海底區(qū)域，獲取密集的深度數(shù)據(jù)點，從而形成連續(xù)的海底地形剖面或表面模型，大大提高了測繪效率和覆蓋范圍，尤其在需要快速獲取大范圍高精度地形時優(yōu)勢明顯。2.解析思路：側(cè)掃聲吶成像的核心原理是聲波照射海底，根據(jù)回波強度和相位信息形成圖像。需要考慮聲源、傳播、反射和接收這幾個環(huán)節(jié)。答案：側(cè)掃聲吶利用聲波在水中傳播并反射的特性來成像海底表面。其工作原理是：船載的聲波發(fā)射器向海底發(fā)射扇形掃描的聲波束，聲波照射到海底后發(fā)生反射，接收器接收返回的反射波信號。根據(jù)回波到達的時間、強度和相位等信息，經(jīng)過處理，將聲強轉(zhuǎn)化為圖像的亮度，從而形成一幅反映海底表面形態(tài)和特征（如地形起伏、地貌類型、覆蓋物等）的圖像。3.解析思路：數(shù)據(jù)校正的目的是消除或減小系統(tǒng)性的偏差，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。需要從數(shù)據(jù)采集和處理的環(huán)節(jié)思考可能存在的偏差來源。答案：海洋地形測繪中需要進行數(shù)據(jù)校正的主要原因是為了消除或減小各種系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響，確保最終獲取的地形數(shù)據(jù)符合實際。主要的校正內(nèi)容包括：儀器系統(tǒng)誤差（如聲學(xué)換能器零點誤差）、船舶姿態(tài)誤差（縱搖、橫搖、橫移）、定位誤差（GPS/INS誤差）、聲速剖面誤差以及數(shù)據(jù)處理中引入的誤差等。通過校正，可以提高數(shù)據(jù)的精度和可靠性。4.解析思路：影響精度的因素是多方面的，涵蓋技術(shù)、環(huán)境、操作等?？梢詮膬x器、環(huán)境、數(shù)據(jù)處理、觀測等角度思考。答案：影響海洋地形測繪精度的主要因素包括：①儀器誤差：如聲學(xué)測深儀自身精度、定位系統(tǒng)（GPS/INS）的精度、姿態(tài)傳感器精度等；②環(huán)境因素：如聲速剖面變化、水面風(fēng)浪、海流、水下懸浮物等；③觀測因素：如船速、船的動態(tài)穩(wěn)定性、操作員技能等；④數(shù)據(jù)處理因素：如數(shù)據(jù)濾波、插值、校正等環(huán)節(jié)引入的誤差。5.解析思路：DEM的作用是數(shù)字化的表達地形。思考DEM在測繪、分析、應(yīng)用中的具體功能。答案：數(shù)字高程模型（DEM）在海洋地形測繪中的基本作用是將離散的測深點數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為連續(xù)的海底地形表面，以數(shù)字形式表達海底的起伏形態(tài)。它為繪制高精度海底地形圖（如等深線圖）、進行地形分析（如坡度、坡向、曲率分析）、模擬水流、沉積物運移以及支撐海洋工程設(shè)計與施工、資源勘探等應(yīng)用提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。6.解析思路：聲速是影響聲波傳播時間的關(guān)鍵。聲速變化會直接影響測深計算的準(zhǔn)確性。分析聲速受哪些環(huán)境因素影響，以及這種影響如何導(dǎo)致誤差。答案：進行海洋地形測繪時，需要考慮聲速剖面變化的影響，因為聲速是計算聲波傳播時間并最終確定水深的關(guān)鍵參數(shù)。聲速受水溫、鹽度和壓力的影響，而這三者都在不同深度和不同海區(qū)發(fā)生變化。如果聲速剖面與標(biāo)準(zhǔn)剖面存在差異，或者未能準(zhǔn)確測量和修正實際聲速剖面，將導(dǎo)致聲波傳播時間測量不準(zhǔn)確，進而引起水深計算誤差，嚴(yán)重影響測繪精度。四、論述題解析思路：針對復(fù)雜環(huán)境（強流、含沙、底質(zhì)復(fù)雜）對測繪提出挑戰(zhàn)，需要從技術(shù)選擇、系統(tǒng)配置、數(shù)據(jù)采集策略、數(shù)據(jù)處理方法等方面提出應(yīng)對措施。需要論述如何在挑戰(zhàn)下保證精度和可靠性。答案：在復(fù)雜海洋環(huán)境下（如強流、含沙量大、底質(zhì)復(fù)雜）進行高精度海洋地形測繪，確實面臨諸多挑戰(zhàn)，需要綜合考慮并采取相應(yīng)的技術(shù)應(yīng)對措施。首先，在技術(shù)選擇上，對于強流和底質(zhì)復(fù)雜的區(qū)域，多波束測深系統(tǒng)因其高精度和寬覆蓋能力仍是首選，但需要選用頻率較高、方向性好的系統(tǒng)以應(yīng)對復(fù)雜底質(zhì)和可能存在的弱反射。對于含沙量大的水體，高頻率側(cè)掃聲吶可能因聲波吸收增加而效果受限，此時可考慮結(jié)合使用較低頻率的多波束進行基礎(chǔ)地形測繪，并輔以高分辨率側(cè)掃聲吶在條件允許時進行細(xì)節(jié)探測。其次，在系統(tǒng)配置與操作方面，需要提高測量平臺的穩(wěn)定性。強流條件下，應(yīng)盡量降低船速，并利用姿態(tài)傳感器進行精確的姿態(tài)補償。含沙量大時，需加強GPS/INS的差分改正（如RTK或DGPS），以彌補因能見度差和船體搖擺導(dǎo)致的定位誤差。同時，選擇合適的聲學(xué)發(fā)射功率和接收增益，以在強干擾下獲得足夠的信號強度。再次，在數(shù)據(jù)采集策略上，應(yīng)充分考慮環(huán)境因素對聲波傳播的影響。例如，在含沙量大時，聲速剖面可能變化劇烈且難以準(zhǔn)確測定，此時更依賴于精密的實時動態(tài)（RTK）定位和姿態(tài)測量。對于強流影響，可在流速較小的時段進行作業(yè)，或采用特殊的數(shù)據(jù)采集模式（如回聲追蹤）。最后，在數(shù)據(jù)處理方面，需要采用更先進的數(shù)據(jù)