2025年大學(xué)《空間科學(xué)與技術(shù)》專(zhuān)業(yè)題庫(kù)——火星地質(zhì)剖面的D模擬考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題1.以下哪一項(xiàng)不是火星的主要地貌類(lèi)型？A.峽谷B.火山C.冰川D.沙漠2.地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中，描述變量空間分布特征的函數(shù)是？A.協(xié)方差函數(shù)B.變異函數(shù)C.概率密度函數(shù)D.累積分布函數(shù)3.克里金插值方法屬于哪一類(lèi)空間插值方法？A.確定性插值方法B.隨機(jī)插值方法C.統(tǒng)計(jì)插值方法D.半變異插值方法4.以下哪種模型通常用于描述空間數(shù)據(jù)的球狀結(jié)構(gòu)？A.高斯模型B.指數(shù)模型C.球模型D.柱模型5.在進(jìn)行火星地質(zhì)剖面D模擬時(shí)，選擇合適的變異函數(shù)對(duì)于什么至關(guān)重要？A.插值速度B.插值結(jié)果的精度C.軟件的選擇D.計(jì)算的復(fù)雜度二、填空題1.火星上最顯著的地貌特征之一是________，它遍布全球。2.地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中，衡量數(shù)據(jù)點(diǎn)之間空間相關(guān)性的統(tǒng)計(jì)量是________。3.克里金插值方法的核心是計(jì)算________和________。4.火星地質(zhì)年代劃分的主要依據(jù)是________和________。5.D模擬通常指的是利用________方法對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)進(jìn)行空間插值和預(yù)測(cè)。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述火星地質(zhì)調(diào)查的主要方法及其特點(diǎn)。2.解釋什么是空間自相關(guān)性，并舉例說(shuō)明其在火星地質(zhì)學(xué)中的應(yīng)用。3.簡(jiǎn)述克里金插值方法的優(yōu)缺點(diǎn)。4.說(shuō)明在火星地質(zhì)剖面D模擬中，如何評(píng)估模擬結(jié)果的可靠性。四、計(jì)算題1.假設(shè)在一個(gè)火星地質(zhì)區(qū)域內(nèi)，采集了5個(gè)點(diǎn)的土壤濕度數(shù)據(jù)(單位：%)：10,15,20,25,30。已知這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)分別為：(0,0),(1,2),(2,1),(3,0),(2,-1)。請(qǐng)利用簡(jiǎn)單克里金插值方法，估計(jì)點(diǎn)(1.5,1)處的土壤濕度值。(需要列出計(jì)算過(guò)程)2.在進(jìn)行火星巖石成分的D模擬時(shí)，選擇了一個(gè)指數(shù)變異函數(shù)模型。已知基臺(tái)值C0=10，變程a=5。請(qǐng)計(jì)算距離數(shù)據(jù)點(diǎn)X0=(0,0)距離為d=3的另一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)X1=(3,0)的半變異值γ(h)。(需要列出計(jì)算過(guò)程)五、論述題結(jié)合火星地質(zhì)剖面的特點(diǎn)，論述D模擬方法在火星地質(zhì)解釋和建模中的作用和意義。試卷答案一、選擇題1.C2.B3.A4.C5.B二、填空題1.沙丘2.半變異函數(shù)3.普羅克魯斯比(Procrustes)變換；克里金權(quán)重4.同位素測(cè)年；地層接觸關(guān)系5.克里金插值三、簡(jiǎn)答題1.火星地質(zhì)調(diào)查的主要方法包括遙感探測(cè)（如orbiters）、著陸器與漫游車(chē)實(shí)地考察（如rovers）、著陸器直接觀(guān)測(cè)（如landers）以及樣本分析（rover采集巖石和土壤樣本進(jìn)行分析）。這些方法各有特點(diǎn)：遙感探測(cè)范圍廣、效率高，但分辨率有限；著陸器和漫游車(chē)能進(jìn)行近距離詳細(xì)觀(guān)測(cè)和樣本采集，獲取高分辨率數(shù)據(jù)，但活動(dòng)范圍有限；著陸器提供定點(diǎn)觀(guān)測(cè)能力，樣本分析可直接獲取物質(zhì)組成信息。2.空間自相關(guān)性是指地理上鄰近的數(shù)據(jù)點(diǎn)之間存在統(tǒng)計(jì)上的相似性。在火星地質(zhì)學(xué)中，空間自相關(guān)性體現(xiàn)為地質(zhì)特征（如巖性、礦物分布、構(gòu)造變形）在空間上的連續(xù)性或結(jié)構(gòu)性。例如，鄰近的巖石類(lèi)型可能相似，或者地表坡度呈現(xiàn)空間相關(guān)性，利用這種相關(guān)性可以通過(guò)已知數(shù)據(jù)點(diǎn)預(yù)測(cè)未知區(qū)域的特征。克里金插值方法正是基于空間自相關(guān)性進(jìn)行空間估計(jì)的核心。3.克里金插值方法的優(yōu)點(diǎn)是：能夠利用數(shù)據(jù)的空間結(jié)構(gòu)信息進(jìn)行加權(quán)平均，估計(jì)精度較高；提供標(biāo)準(zhǔn)誤差估計(jì)，可以評(píng)估預(yù)測(cè)結(jié)果的可靠性；是地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中理論上最嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牟逯捣椒ㄖ?。缺點(diǎn)是：計(jì)算過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，需要計(jì)算變異函數(shù)和進(jìn)行矩陣運(yùn)算；對(duì)數(shù)據(jù)分布和空間自相關(guān)性假設(shè)敏感，如果假設(shè)不成立，結(jié)果可能不理想；對(duì)于數(shù)據(jù)稀疏的區(qū)域，插值結(jié)果可能誤差較大。4.評(píng)估火星地質(zhì)剖面D模擬結(jié)果的可靠性可以通過(guò)多種方法：計(jì)算插值結(jié)果的均方根誤差（RMSE）或平均絕對(duì)誤差（MAE），并與實(shí)際觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較；進(jìn)行交叉驗(yàn)證，例如留一法交叉驗(yàn)證，評(píng)估模型對(duì)未參與建模數(shù)據(jù)的預(yù)測(cè)能力；分析模擬結(jié)果的變異圖和等值線(xiàn)圖，檢查其是否符合