北京師范大學(xué)2025年地理學(xué)（遙感地理）野外考察試題及答案考試時(shí)間：______分鐘總分：______分姓名：______考生注意：1.請(qǐng)將所有答案寫在答題紙上，寫在試卷上無(wú)效。2.答題前請(qǐng)仔細(xì)閱讀答題紙上的注意事項(xiàng)。3.考試時(shí)間120分鐘。一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述高分辨率遙感影像在野外考察中相較于低分辨率遙感影像的主要優(yōu)勢(shì)。2.解釋什么是大氣校正，并說(shuō)明其在遙感影像野外數(shù)據(jù)解譯前進(jìn)行的主要原因。3.描述在進(jìn)行野外考察設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的主要因素有哪些？4.請(qǐng)列舉三種常用的植被指數(shù)，并簡(jiǎn)述其中一種的主要應(yīng)用領(lǐng)域。二、論述題（每題10分，共20分）5.論述遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害（如滑坡、泥石流）監(jiān)測(cè)與預(yù)警中的應(yīng)用潛力與局限性。6.結(jié)合具體地理實(shí)例，論述遙感影像解譯與地面真值驗(yàn)證相結(jié)合的重要性，并說(shuō)明主要的驗(yàn)證方法。三、計(jì)算與分析題（共30分）7.某研究區(qū)利用Landsat8遙感影像監(jiān)測(cè)土地利用變化。假設(shè)在2020年影像中，該區(qū)域水體面積為5000公頃，建設(shè)用地面積為10000公頃，植被覆蓋面積為15000公頃；在2025年影像中，水體面積為5500公頃，建設(shè)用地面積為12000公頃，植被覆蓋面積為13000公頃。請(qǐng)計(jì)算該區(qū)域2020年至2025年間：（1）土地總變化率；（2）建設(shè)用地?cái)U(kuò)張面積；（3）植被覆蓋面積減少率。（15分）8.假設(shè)你正在進(jìn)行一次森林資源調(diào)查的野外考察。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)要的考察方案，說(shuō)明你將如何利用遙感影像（如多光譜影像和激光雷達(dá)數(shù)據(jù)）和地面調(diào)查方法（如樣地設(shè)置、樹高量測(cè)、生物量估算）相結(jié)合，獲取森林面積、蓄積量等信息，并簡(jiǎn)述數(shù)據(jù)整合與分析的思路。（15分）試卷答案一、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.答案：(1)分辨率更高，能更清晰地觀測(cè)地物細(xì)節(jié)和紋理信息；(2)更有利于識(shí)別小型地物或地物細(xì)節(jié)特征；(3)為精確的野外考察定位和樣品采集提供更精確的影像依據(jù)；(4)提高野外考察的針對(duì)性和效率，減少不必要的野外工作量。解析思路：考察對(duì)高分辨率遙感影像特征及其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的理解。從影像本身的細(xì)節(jié)表現(xiàn)能力，到對(duì)地物識(shí)別的精細(xì)度，再到對(duì)野外考察工作的支持作用等方面進(jìn)行闡述。2.答案：大氣校正是指消除或減弱遙感影像在傳播過程中受到大氣散射和吸收影響的過程。主要原因包括：(1)大氣中的水汽、氣溶膠等會(huì)散射和吸收太陽(yáng)輻射，導(dǎo)致地面物體反射的能量衰減，并在影像上形成條帶、霧靄等干擾信息；(2)大氣校正能夠還原地物真實(shí)的反射光譜特性，提高遙感數(shù)據(jù)解譯的精度，使得基于光譜特征的地物分類、參數(shù)反演等分析結(jié)果更可靠。解析思路：考察對(duì)大氣干擾現(xiàn)象及其影響的認(rèn)識(shí)，以及對(duì)大氣校正目的和重要性的理解。需要解釋大氣校正的定義，并說(shuō)明大氣散射、吸收對(duì)影像質(zhì)量造成的影響，最后點(diǎn)明大氣校正的核心價(jià)值。3.答案：進(jìn)行野外考察設(shè)計(jì)時(shí)，需要考慮的主要因素有：(1)研究目標(biāo)與科學(xué)問題：考察設(shè)計(jì)必須緊密圍繞研究目標(biāo)展開；(2)考察區(qū)域的自然地理環(huán)境特征：地形、氣候、植被、土壤等；(3)遙感數(shù)據(jù)選擇：數(shù)據(jù)源、空間、光譜、時(shí)間分辨率是否滿足需求；(4)野外數(shù)據(jù)采集方法與精度要求：樣地布設(shè)、儀器使用、觀測(cè)指標(biāo)等；(5)人力、物力、財(cái)力與時(shí)間限制：確保計(jì)劃的可行性；(6)野外工作安全與環(huán)境保護(hù)要求。解析思路：考察對(duì)野外考察全流程的掌握程度。要求學(xué)生能從宏觀（研究目標(biāo)）到微觀（具體操作、安全環(huán)保）等多個(gè)維度思考影響考察設(shè)計(jì)的因素。4.答案：常用的植被指數(shù)有：(1)NDVI（歸一化植被指數(shù)）；(2)EVI（增強(qiáng)型植被指數(shù)）；(3)LSWI（土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)）。其中，NDVI的主要應(yīng)用領(lǐng)域包括：植被覆蓋度估算、植被長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、農(nóng)情調(diào)查、荒漠化監(jiān)測(cè)、森林資源評(píng)估等。解析思路：考察對(duì)常用植被指數(shù)及其應(yīng)用的掌握。要求學(xué)生能列舉出至少三種，并準(zhǔn)確說(shuō)明其中一種的核心用途和主要應(yīng)用方向。二、論述題（每題10分，共20分）5.答案：遙感技術(shù)在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)警中的應(yīng)用潛力體現(xiàn)在：(1)能夠快速、大面積、周期性地獲取災(zāi)前、災(zāi)中、災(zāi)后地表信息，監(jiān)測(cè)地表形變、植被破壞、水體變化等前兆現(xiàn)象；(2)利用多源遙感數(shù)據(jù)（光學(xué)、雷達(dá)、熱紅外等）和先進(jìn)技術(shù)（如InSAR、物波遙感），可實(shí)現(xiàn)對(duì)滑坡、泥石流、地面沉降等災(zāi)害的早期識(shí)別和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)；(3)可用于災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和區(qū)劃，為防災(zāi)減災(zāi)決策提供科學(xué)依據(jù)。遙感技術(shù)的局限性在于：(1)遙感影像通常缺乏地面細(xì)節(jié)，對(duì)于小型、隱含或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的災(zāi)害體識(shí)別能力有限；(2)大氣條件、云覆蓋等會(huì)嚴(yán)重影響光學(xué)遙感的獲取和質(zhì)量，限制監(jiān)測(cè)時(shí)效性；(3)遙感監(jiān)測(cè)多屬宏觀尺度，難以完全替代局地、精細(xì)的實(shí)地調(diào)查和預(yù)警；(4)解譯結(jié)果的精度受限于影像分辨率、數(shù)據(jù)質(zhì)量和解譯人員的經(jīng)驗(yàn)，需要地面數(shù)據(jù)驗(yàn)證。解析思路：考察對(duì)遙感技術(shù)在特定領(lǐng)域（地質(zhì)災(zāi)害）應(yīng)用的綜合理解和批判性思維。要求學(xué)生既能闡述其優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用前景，也能客觀分析其存在的不足和限制條件，并可能需要結(jié)合具體技術(shù)手段進(jìn)行說(shuō)明。6.答案：遙感影像解譯與地面真值驗(yàn)證相結(jié)合至關(guān)重要，原因在于：(1)遙感影像解譯是基于光譜、紋理等特征進(jìn)行的間接判讀，存在主觀性和不確定性，地面真值是檢驗(yàn)解譯結(jié)果準(zhǔn)確性的唯一標(biāo)準(zhǔn)；(2)缺乏地面驗(yàn)證的解譯結(jié)果難以評(píng)估其可靠性和適用性，無(wú)法有效指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用；(3)通過驗(yàn)證可以發(fā)現(xiàn)解譯中的錯(cuò)誤和偏差，反饋修正解譯標(biāo)志和分類體系，提高解譯精度。主要的驗(yàn)證方法包括：(1)樣地驗(yàn)證法：在解譯區(qū)內(nèi)設(shè)置地面樣地，通過實(shí)地考察和測(cè)量獲取地面真值，與遙感解譯結(jié)果進(jìn)行比對(duì)；(2)誤差矩陣分析：將遙感分類結(jié)果與地面調(diào)查結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)比對(duì)，計(jì)算總體精度、Kappa系數(shù)等指標(biāo)；(3)交叉驗(yàn)證法：利用不同來(lái)源、不同時(shí)相或不同方法的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行相互驗(yàn)證；(4)專家經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)證：結(jié)合領(lǐng)域?qū)＜业闹R(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)解譯結(jié)果進(jìn)行判讀和修正。解析思路：考察對(duì)遙感信息解譯質(zhì)量控制重要性的認(rèn)識(shí)以及驗(yàn)證方法的理解。需要強(qiáng)調(diào)驗(yàn)證的必要性，并能夠列舉幾種主要的驗(yàn)證技術(shù)手段，并說(shuō)明其基本原理。三、計(jì)算與分析題（共30分）7.答案：(1)土地總變化率=[(5500+12000+13000)-(5000+10000+15000)]/[(5000+10000+15000)+(5500+12000+13000)]*100%=[30500-30000]/[30500]*100%≈0.6538%或0.65%(2)建設(shè)用地?cái)U(kuò)張面積=12000-10000=2000公頃(3)植被覆蓋面積減少率=[(13000-15000)/(5000+10000+15000)]*100%=[-2000/30000]*100%≈-6.67%（此計(jì)算結(jié)果為負(fù)值，表示減少比例）解析思路：考察基本的遙感數(shù)據(jù)分析計(jì)算能力。總變化率計(jì)算涉及區(qū)域面積總和的變化比例；建設(shè)用地?cái)U(kuò)張是特定地類面積的增加量；植被覆蓋面積減少率是特定地類面積減少量占區(qū)域總面積的比例。注意單位統(tǒng)一和百分比計(jì)算。8.答案：考察方案設(shè)計(jì)：(1)目標(biāo)與區(qū)域：明確森林資源調(diào)查的具體目標(biāo)（如蓄積量估算、林分結(jié)構(gòu)分析等），確定考察區(qū)域范圍。(2)遙感數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：獲取研究區(qū)多光譜影像和激光雷達(dá)（LiDAR）數(shù)據(jù)。多光譜影像用于獲取植被覆蓋信息、分類和輔助判斷；LiDAR數(shù)據(jù)用于獲取高程信息、地面點(diǎn)和樹冠點(diǎn)云，用于計(jì)算樹高、冠層密度等。(3)數(shù)據(jù)預(yù)處理與解譯：對(duì)遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理（輻射校正、大氣校正、幾何校正、鑲嵌、裁剪等）。利用多光譜影像進(jìn)行土地覆蓋分類，提取林地范圍；利用LiDAR數(shù)據(jù)進(jìn)行地形圖繪制、地面高程提取、樹高估算（如利用雙擊法或基于點(diǎn)云的分割方法）。(4)野外考察設(shè)計(jì)：根據(jù)遙感初步解譯結(jié)果，在林地內(nèi)選取具有代表性的樣地（如隨機(jī)樣地、系統(tǒng)樣地或典型樣地）。設(shè)計(jì)樣地調(diào)查方案，明確需要測(cè)量的參數(shù)（如每木檢尺記錄樹種、胸徑、樹高、枝下高；設(shè)置樣方測(cè)量地徑、冠幅、郁閉度等）。規(guī)劃考察路線。(5)野外數(shù)據(jù)采集：按照設(shè)計(jì)進(jìn)行樣地設(shè)置和測(cè)量，記錄數(shù)據(jù)。同時(shí)，觀察記錄遙感影像上難以識(shí)別的地物特征，采集地面真值用于后續(xù)驗(yàn)證。(6)數(shù)據(jù)整合與分析：將遙感解譯獲得的林分參數(shù)（如密度、平均樹高、郁閉度等）與地面樣地調(diào)查數(shù)據(jù)相結(jié)合。利用地