2025年大學《海洋科學與技術(shù)》專業(yè)題庫——海洋遙感技術(shù)在實踐中的應(yīng)用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項字母填入括號內(nèi)）1.以下哪一種傳感器屬于主動式微波遙感器？（）A.海洋水色衛(wèi)星的可見光傳感器B.氣象衛(wèi)星的熱紅外掃描儀C.合成孔徑雷達（SAR）D.艦載激光雷達（Lidar）2.用于精確測量海面高度異常（SSA）的主要遙感技術(shù)是？（）A.被動微波輻射計B.合成孔徑雷達（SAR）C.激光高度計D.衛(wèi)星測高計（Altimeter）3.海洋水色遙感主要目的是反演哪些關(guān)鍵參數(shù)？（）A.海面溫度和海流B.葉綠素濃度和懸浮泥沙C.海冰覆蓋和海岸線D.海浪高度和風速4.以下哪種現(xiàn)象通常會導致光學海洋遙感圖像出現(xiàn)“煙霧”或“偽影”效應(yīng)？（）A.海洋內(nèi)部波B.海面蒸發(fā)C.大氣氣溶膠和云層D.水下地形5.能夠全天候、全天時獲取海面風場信息的遙感技術(shù)是？（）A.光學多光譜掃描儀B.微波散射計C.微波輻射計D.海洋浮標6.用于監(jiān)測海冰邊緣移動和海冰濃度的遙感數(shù)據(jù)類型通常是？（）A.海面溫度（SST）圖像B.合成孔徑雷達（SAR）圖像C.水色衛(wèi)星圖像D.深海聲學探測數(shù)據(jù)7.海洋遙感數(shù)據(jù)處理中，幾何校正的主要目的是？（）A.消除大氣干擾B.校正傳感器輻射誤差C.使遙感圖像的幾何位置與實際地理位置對應(yīng)D.提高圖像的分辨率8.能夠有效穿透云層獲取海面信息的是？（）A.光學紅外傳感器B.微波輻射計C.合成孔徑雷達（SAR）D.激光雷達（Lidar）9.在海洋遙感中，利用雷達高度計測量的是？（）A.海面溫度B.海面到海面的距離C.海洋深度D.海洋表面粗糙度10.下列哪項不是海洋遙感的主要應(yīng)用領(lǐng)域？（）A.海岸帶動態(tài)監(jiān)測B.海洋漁業(yè)資源調(diào)查C.大氣環(huán)流模式構(gòu)建D.地球同步軌道氣象預報二、簡答題（每題5分，共20分。請簡潔明了地回答下列問題）1.簡述被動微波遙感（如微波輻射計）在海洋遙感中的應(yīng)用原理及其主要測量的物理量。2.簡述光學海洋遙感中，大氣校正的主要目的和面臨的挑戰(zhàn)。3.簡述合成孔徑雷達（SAR）在監(jiān)測海冰方面的主要優(yōu)勢。4.簡述葉綠素濃度遙感反演的主要物理基礎(chǔ)。三、論述題（每題10分，共30分。請結(jié)合實例或原理，深入闡述下列問題）1.論述海洋遙感技術(shù)在監(jiān)測氣候變化中的作用，并舉例說明其在哪些方面能夠提供關(guān)鍵信息。2.分析海洋遙感技術(shù)（選擇一種或多種）在應(yīng)對海洋環(huán)境污染事件（如石油泄漏）中的應(yīng)用流程和潛在價值。3.探討當前海洋遙感技術(shù)在應(yīng)用中面臨的主要挑戰(zhàn)（如分辨率、精度、成本、數(shù)據(jù)處理復雜性等），并提出可能的改進方向或解決方案。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.B4.C5.B6.B7.C8.C9.B10.C二、簡答題1.解析思路：被動微波遙感利用海面發(fā)射的微波輻射（主要是微波輻射計測量亮溫）來探測海洋特性。亮溫受海面溫度、海面粗糙度（風浪引起的）以及海面鹽度/介電常數(shù)影響。通過分析亮溫變化，可以反演海面風場（主要依據(jù)亮溫隨有效波速的變化）、海冰參數(shù)（冰水混合體的亮溫與純凈水體不同）以及海面溫度（雖然主要依賴紅外，但微波也有一定貢獻）。答案：被動微波遙感利用海面自身發(fā)射的微波輻射（亮溫）探測海洋。亮溫受海面溫度、粗糙度（風浪）及鹽度影響。通過分析亮溫，可反演海面風場（依據(jù)亮溫隨有效波速變化）、海冰參數(shù)（冰水亮溫差異）等。2.解析思路：大氣校正的目的是消除大氣介質(zhì)（如大氣分子、氣溶膠、水汽）對光學遙感信號傳輸?shù)挠绊?，以獲取地物（海洋）的真實反射率信息。挑戰(zhàn)主要在于大氣參數(shù)（如氣溶膠光學厚度、水汽含量）時空變化劇烈且不易精確測量，導致難以建立精確的校正模型，特別是對于復雜海況和近岸區(qū)域。答案：大氣校正旨在消除大氣對光學遙感信號的影響，獲取地物真實反射率。主要挑戰(zhàn)在于大氣參數(shù)（氣溶膠、水汽）時空變異性大且不易精確測量，導致校正模型精度受限。3.解析思路：SAR是主動式微波遙感，其優(yōu)勢在于不受云雨天氣影響（全天候），能獲取高分辨率圖像，利用海面后向散射特性可以區(qū)分不同類型海面（平靜水面、風生波浪面、海冰），并能探測海面傾斜、油膜等。答案：SAR為主動式微波遙感，不受云雨影響（全天候）；分辨率高；能區(qū)分不同海面狀態(tài)（平靜、波浪、海冰）；可探測海面傾斜、油膜等。4.解析思路：葉綠素濃度遙感主要基于“生物光學效應(yīng)”，即浮游植物吸收和散射太陽輻射的規(guī)律。水體對紅光吸收強，對藍光散射強。葉綠素等生物成分主要吸收紅光和藍光，特別是紅光區(qū)域有強吸收特征。通過測量水體的輻射亮度或反射率在特定波段（如藍光、紅光、近紅外波段）的比值關(guān)系（如歸一化植被指數(shù)NDVI或類似指數(shù)），可以估算葉綠素濃度。答案：主要基于生物光學效應(yīng)。葉綠素等生物成分吸收紅光和藍光（尤其在紅光波段吸收顯著）。通過測量水體在紅光、藍光等波段輻射亮度或反射率的比值關(guān)系（如NDVI類指數(shù)），估算葉綠素濃度。三、論述題1.解析思路：論述需從氣候變化涉及的海洋要素（溫度、海平面、洋流、海冰、酸化、生態(tài)變化等）入手，說明遙感如何提供長期、大范圍觀測數(shù)據(jù)。例如，衛(wèi)星測高計提供海平面變化趨勢，衛(wèi)星溫度計提供海溫場變化，雷達高度計監(jiān)測海冰范圍和厚度變化，水色衛(wèi)星監(jiān)測葉綠素濃度變化反映生態(tài)響應(yīng)等。強調(diào)遙感數(shù)據(jù)對于驗證氣候模型、監(jiān)測變化趨勢、評估影響的重要性。答案：海洋遙感通過多平臺、多波段、長時間序列的觀測，為氣候變化研究提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。例如，衛(wèi)星測高計監(jiān)測全球海平面上升趨勢；海面溫度衛(wèi)星提供大范圍、高時間分辨率的海溫場變化信息，揭示海洋增溫、洋流變化；合成孔徑雷達監(jiān)測海冰覆蓋范圍、厚度及動態(tài)變化，反映冰緣帶環(huán)境變化；水色衛(wèi)星通過反演葉綠素濃度，評估初級生產(chǎn)力變化和生態(tài)系統(tǒng)對氣候變化的響應(yīng)；海洋酸化監(jiān)測衛(wèi)星（如搭載熒光傳感器）可探測水體pH變化。這些遙感數(shù)據(jù)彌補了傳統(tǒng)觀測的不足，實現(xiàn)了全球覆蓋和長期監(jiān)測，是氣候變化研究、模型驗證和影響評估不可或缺的部分。2.解析思路：論述需涵蓋從事件發(fā)生到應(yīng)急響應(yīng)和恢復評估的完整流程。首先，利用SAR（全天候、高分辨率）快速探測油膜覆蓋范圍、厚度和漂移方向；利用光學衛(wèi)星（條件好時）評估油膜對水體顏色的影響；利用雷達高度計監(jiān)測油污可能對海面高度產(chǎn)生的影響。其次，將這些遙感信息與地理信息系統(tǒng)（GIS）結(jié)合，進行油污擴散模擬和影響評估（如影響海岸線、漁業(yè)區(qū)域）。最后，在恢復階段，持續(xù)監(jiān)測油污清除效果和生態(tài)環(huán)境的恢復情況。強調(diào)多源遙感數(shù)據(jù)融合的重要性。答案：海洋遙感在應(yīng)對石油泄漏等海洋環(huán)境污染事件中發(fā)揮重要作用。流程包括：①監(jiān)測與發(fā)現(xiàn)：利用SAR（全天候、高分辨率）快速探測油膜范圍、厚度和漂移，不受天氣影響；條件允許時，光學衛(wèi)星可輔助判斷油污顏色特征。②評估與模擬：將遙感數(shù)據(jù)（SAR、光學）與GIS結(jié)合，評估油污擴散范圍、速度，模擬漂移路徑，識別受影響區(qū)域（如海岸、漁業(yè)區(qū)）。③應(yīng)急響應(yīng)：提供實時信息支持清污決策。④恢復監(jiān)測：持續(xù)監(jiān)測清污效果及生態(tài)環(huán)境（如生物標志物）的恢復情況。多源數(shù)據(jù)融合（如SAR與光學）可提供更全面的信息。3.解析思路：分析需從技術(shù)本身和外部因素入手。技術(shù)挑戰(zhàn)包括：空間分辨率與輻射分辨率難以同時滿足；云雨覆蓋導致觀測不連續(xù)；大氣校正精度受限（尤其近岸和復雜海況）；數(shù)據(jù)融合難度大；海量數(shù)據(jù)處理能力要求高。外部挑戰(zhàn)包括：成本高昂限制了大規(guī)模應(yīng)用；數(shù)據(jù)處理和判讀需要專業(yè)知識；部分技術(shù)（如高精度測高）對傳感器和平臺要求苛刻。改進方向可提出：發(fā)展更高分辨率、多模態(tài)的傳感器；提高大氣校正和幾何校正算法精度；發(fā)展智能化數(shù)據(jù)處理和自動識別算法（AI）；降低傳感器和數(shù)據(jù)處理成本；加強跨學科合作與數(shù)據(jù)共享機