2025年大學《地球物理學》專業(yè)題庫——地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)在地質(zhì)資源評估開發(fā)中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.地球同步衛(wèi)星通常位于距離地球赤道上方約多少公里的軌道上？A.500B.1000C.35786D.3580002.下列哪種地球物理參數(shù)通常難以直接通過光學遙感衛(wèi)星數(shù)據(jù)進行定量反演？A.地表溫度B.地表磁異常強度C.地表電導(dǎo)率（間接）D.地下埋深3.在利用熱紅外遙感數(shù)據(jù)尋找地下水時，通常探測到的是？A.地下水的直接溫度B.地下水補給或蒸發(fā)的熱效應(yīng)C.地下水流速D.含水層巖性的熱導(dǎo)率4.衛(wèi)星雷達（SAR）數(shù)據(jù)在地質(zhì)資源勘查中一個顯著優(yōu)勢是？A.提供高光譜分辨率信息B.具有全天候、全天時工作能力C.能直接測量地下密度D.獲取地表精細紋理信息5.利用多光譜或高光譜遙感數(shù)據(jù)識別礦產(chǎn)蝕變帶，主要依據(jù)的是不同礦物對不同波段的電磁波具有獨特的？A.反射率B.透射率C.發(fā)射率D.吸收率6.地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)相對于高空偵察衛(wèi)星，在地質(zhì)資源長期監(jiān)測方面的主要優(yōu)勢在于？A.更高的空間分辨率B.更長的重訪周期C.更高的輻射分辨率D.更靈活的姿態(tài)調(diào)整能力7.地表沉降監(jiān)測中，若某區(qū)域同步衛(wèi)星影像顯示植被覆蓋度顯著下降，這可能間接反映了？A.地表沉降速率加快B.區(qū)域內(nèi)發(fā)生大規(guī)?；馂?zāi)C.植被類型發(fā)生根本性改變D.地下水水位快速上升8.將地球物理測井數(shù)據(jù)與衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)相結(jié)合進行礦產(chǎn)勘查，屬于哪種數(shù)據(jù)融合方式？A.時間序列融合B.空間分辨率融合C.傳感器物理原理融合D.不同尺度信息融合9.下列哪項技術(shù)通常用于將衛(wèi)星觀測到的地表電磁輻射參數(shù)反演為地表的電性參數(shù)（如電阻率）？A.地球物理測深B.遙感光譜分析C.電磁感應(yīng)反演D.地質(zhì)統(tǒng)計學10.影響地球同步衛(wèi)星光學遙感數(shù)據(jù)獲取質(zhì)量的最主要大氣因素是？A.大氣濕度B.大氣密度C.云層覆蓋D.復(fù)雜氣象現(xiàn)象二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題干橫線上）1.地球靜止軌道（GEO）衛(wèi)星相對于地面是______的。2.除光學遙感外，地球同步軌道上部署的______遙感器也能在一定程度上服務(wù)于地質(zhì)資源勘查。3.利用衛(wèi)星熱紅外數(shù)據(jù)尋找地下水，其物理基礎(chǔ)是水的蒸發(fā)和相變伴隨著______效應(yīng)。4.衛(wèi)星雷達（SAR）通過接收目標的后向散射信號成像，其工作方式屬于______遙感。5.地質(zhì)體（如礦石、蝕變帶）對電磁波譜的不同響應(yīng)是進行遙感地質(zhì)填圖的基礎(chǔ)，這體現(xiàn)了遙感地質(zhì)填圖的______原理。6.地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)在地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警中，常用于監(jiān)測______、滑坡等。7.將遙感反演得到的地球物理參數(shù)（如地表電阻率）結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料進行綜合解釋，是典型的______分析方法。8.衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)的時間分辨率和空間分辨率之間通常存在______關(guān)系。9.同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)獲取的地質(zhì)信息，其精度受傳感器性能、大氣狀況以及地面分辨率等多種因素影響，存在一定的______。10.除了直接用于資源勘查，衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)還可以用于評估礦產(chǎn)開發(fā)活動對______環(huán)境的影響。三、簡答題（每題5分，共15分）1.簡述地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)在礦產(chǎn)資源勘查中利用遙感手段識別礦化蝕變帶的主要思路。2.簡述利用衛(wèi)星熱紅外遙感數(shù)據(jù)探測地下熱水的潛在原理及其局限性。3.簡述地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)在工程地質(zhì)領(lǐng)域進行地表形變監(jiān)測的主要方法及其優(yōu)勢。四、計算題（共10分）假設(shè)某區(qū)域衛(wèi)星遙感測量得到的地表溫度為T1=28℃（晴朗白天），鄰近區(qū)域因地下水活動影響，地表溫度較低，測量得到T2=25℃。已知該地表覆蓋類型相似，大氣水汽含量大致相同。請簡述利用這兩個溫度數(shù)據(jù)估算地下是否存在熱水活動的思路，并說明可能需要考慮哪些因素以減小估算誤差。（提示：可從熱傳導(dǎo)、水熱交換等角度思考）五、論述題（共20分）論述地球同步衛(wèi)星觀測系統(tǒng)在地質(zhì)資源評估開發(fā)中發(fā)揮的作用及其面臨的挑戰(zhàn)。請結(jié)合具體的地質(zhì)資源類型或勘查開發(fā)階段，說明該系統(tǒng)如何提供信息支持，并分析其在應(yīng)用中存在的主要技術(shù)限制和未來發(fā)展方向。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.B4.B5.A6.B7.A8.D9.C10.C二、填空題1.靜止2.微波（或雷達）3.熱量4.反射式5.物質(zhì)波譜效應(yīng)（或波譜特征）6.地面沉降7.綜合解釋8.逆9.不確定性（或誤差）10.生態(tài)三、簡答題1.解析思路：首先說明礦化蝕變往往伴隨著特定的礦物組合。然后指出這些礦物對特定波段的電磁波（主要是可見光、近紅外或短波紅外）具有獨特的吸收或反射特征，形成特殊的“光譜簽名”。接著說明利用多光譜或高光譜衛(wèi)星遙感可以獲取地物在不同波段的反射率信息。最后總結(jié)，通過分析遙感影像的光譜特征，識別出與礦化蝕變相關(guān)的異常光譜曲線或色塊，從而圈定潛在的礦化蝕變帶。答案要點：識別礦化蝕變帶依據(jù)蝕變礦物獨特的光譜特征；利用多/高光譜衛(wèi)星遙感獲取地物波譜信息；分析影像光譜曲線或色階圖，識別異常；圈定潛在蝕變帶。2.解析思路：首先解釋地下水活動（尤其是熱液活動）會導(dǎo)致含水層溫度高于周圍圍巖或地表。然后說明熱紅外衛(wèi)星傳感器能夠探測地表溫度分布。接著指出，溫度較高的區(qū)域在衛(wèi)星影像上會呈現(xiàn)為熱異常。最后強調(diào)，通過監(jiān)測地表熱異常的分布、變化，可以間接指示地下熱水的存在、活動范圍和強度。局限性主要在于地表溫度受多種因素（如太陽輻射、地表覆蓋、水分蒸發(fā)、大氣對流等）影響，熱紅外遙感只能反映表層溫度，且易受云層遮擋，難以進行精確的定量溫度反演和深度估計。答案要點：地下水活動（如熱液）導(dǎo)致含水層溫度高于圍巖；熱紅外衛(wèi)星可探測地表溫度；高溫區(qū)域形成熱異常，指示地下水；需考慮地表溫度影響因素及云層遮擋等局限性。3.解析思路：首先說明地表形變（如沉降、隆起）會導(dǎo)致地表覆蓋物（如植被、土壤、建筑物）的位移。然后指出地球同步衛(wèi)星具有較大的空間尺度，能夠觀測大范圍的地表變化。接著說明利用SAR衛(wèi)星的干涉測量技術(shù)（InSAR）或差分干涉測量技術(shù)（DInSAR）可以精密測量地表的水平和垂直位移，精度可達毫米級。最后總結(jié)其優(yōu)勢在于覆蓋范圍廣、可全天候工作、時間序列長，適合進行區(qū)域性、長期的地表形變監(jiān)測和地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警。答案要點：地表形變導(dǎo)致地表覆蓋物位移；同步衛(wèi)星（尤其SAR）覆蓋范圍大；SAR干涉測量技術(shù)（InSAR/DInSAR）可精密測量形變；優(yōu)勢：大范圍、全天候、長時序、高精度。四、計算題答案要點：思路：地表溫度與地下水活動存在關(guān)聯(lián)。地下熱水或熱液活動會導(dǎo)致其上覆地表溫度升高。因此，若某區(qū)域地表溫度異常偏高（T1=28℃），可能存在地下水活動。而鄰近區(qū)域溫度偏低（T2=25℃），若背景條件相似，溫度差異可能暗示該區(qū)域地下水活動較弱或不存在，或者存在其他導(dǎo)致降溫的因素。通過對比溫度差異，可以初步判斷地下熱水活動的空間分布格局。但需注意，地表溫度是多種因素綜合作用的結(jié)果，僅憑溫度差異難以精確判斷地下熱水活動，且易受日照、植被、風力、水分蒸發(fā)等非地下水因素干擾。誤差來源包括：大氣衰減和散射影響信號強度；傳感器測量誤差；地表熱慣性導(dǎo)致溫度滯后；非地下水因素（如植被蒸騰、土壤濕度變化）的影響；地形高差導(dǎo)致的基礎(chǔ)溫度差異等。五、論述題答案要點：作用：1.大范圍快速普查：衛(wèi)星可覆蓋廣闊區(qū)域，快速獲取地質(zhì)背景、地表覆蓋、水系分布、環(huán)境地質(zhì)信息等，為資源初步勘探提供宏觀信息。2.動態(tài)監(jiān)測與變化檢測：利用多時相衛(wèi)星數(shù)據(jù)，可監(jiān)測地表形變（滑坡、沉降）、土地覆被變化、水體面積變化、礦產(chǎn)資源開發(fā)活動（礦坑、尾礦庫）等，為資源開發(fā)管理、環(huán)境監(jiān)測提供依據(jù)。3.特定地球物理參數(shù)反演：結(jié)合物理模型，利用光學/熱紅外/微波遙感數(shù)據(jù)，可反演地表溫度、濕度、植被指數(shù)、部分電磁參數(shù)（如近似電阻率），輔助地質(zhì)解譯。4.環(huán)境地質(zhì)調(diào)查與災(zāi)害預(yù)警：監(jiān)測礦區(qū)及周邊的水污染、土壤侵蝕、植被破壞等環(huán)境問題；結(jié)合形變監(jiān)測，預(yù)警地質(zhì)災(zāi)害。5.輔助決策與規(guī)劃：為礦產(chǎn)資源勘查布局、開發(fā)規(guī)劃、環(huán)境保護措施制定提供空間信息支持。挑戰(zhàn)：1.空間分辨率限制：同步軌道高度導(dǎo)致對地距離遠，傳統(tǒng)光學/雷達衛(wèi)星空間分辨率相對較低，難以識別小型、淺部的礦體或精細的地質(zhì)構(gòu)造。2.光譜/輻射分辨率限制：難以獲取足夠精細的光譜信息來區(qū)分成分復(fù)雜的蝕變礦物組合或進行高精度的物理參數(shù)反演。3.時間分辨率與重訪周期：雖然有重訪計劃，但相比高軌道或低軌道衛(wèi)星，重訪周期較長，對快速變化的動態(tài)監(jiān)測有延遲。4.大氣影響：云、氣溶膠等大氣因素嚴重制約光學遙感的獲取質(zhì)量；大氣對微波信號的衰減和散射也影響雷達遙感的精度。5.定量化反演難度：從遙感觀測值到地表及地下真實物理量的定量轉(zhuǎn)換模型復(fù)雜，精度有限，受多種參數(shù)影響。6.數(shù)據(jù)處理與解譯專業(yè)性要求高：需要專門的技術(shù)和人才進行數(shù)據(jù)獲取、處理、分析和解譯。7.數(shù)據(jù)獲取成本與獲取方式：商業(yè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)成本可能較高，或存在數(shù)據(jù)壟斷、獲取權(quán)限限制等問題。發(fā)展方向：1.發(fā)展更高空間/光譜/輻射分辨率的同步軌道衛(wèi)星：提升細節(jié)識別和參數(shù)反