2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 地球科学中的地表地形变化监测遥感数据分析技术

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——地球科学中的地表地形变化监测遥感数据分析技术考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.下列哪种传感器属于被动式遥感传感器？A.卫星雷达B.光学卫星传感器C.激光雷达D.无线电探测器2.在遥感数据预处理中，主要目的是什么？A.提高图像分辨率B.增强图像对比度C.消除或减弱图像噪声，提高数据质量D.改变图像颜色3.以下哪种方法是InSAR技术进行地表形变监测的主要原理？A.多光谱成像B.对比度增强C.相干干涉D.图像分类4.下列哪个指数常用于监测植被覆盖变化？A.NDVIB.EVIC.LSTD.SARV5.无人机遥感相较于卫星遥感，其主要优势是什么？A.成本更低B.分辨率更高C.覆盖范围更广D.重访周期更短6.地表地形变化监测的主要应用领域不包括以下哪项？A.水土流失监测B.城市扩张监测C.海平面上升监测D.气候变化模型构建7.下列哪种算法不属于监督分类方法？A.最大似然法B.聚类分析C.支持向量机D.神经网络8.数字高程模型（DEM）的主要应用不包括以下哪项？A.地形可视化B.地表径流模拟C.遥感图像几何校正D.土地利用分类9.光学遥感数据在哪个方面存在局限性？A.分辨率B.获取成本C.穿透能力D.数据量10.地表地形变化监测中，时间序列分析方法的主要目的是什么？A.获取高分辨率影像B.分析地表变化的动态过程C.提高图像信噪比D.减少数据量二、填空题（每空1分，共10分）1.遥感技术主要利用地球物体对电磁波的______、______和______特性来获取信息。2.数字高程模型（DEM）是描述地表形态的______数据结构。3.InSAR技术利用两幅或多幅______图像的相位信息来探测地表形变。4.遥感数据预处理的主要步骤包括辐射校正和______。5.变化检测的主要方法包括差分图像法、______和面向对象变化检测。6.无人机遥感系统通常由飞行平台、______和地面控制站三部分组成。7.NDVI指数是利用红光波段和近红外波段的______来计算得出的。8.遥感图像几何精校正的主要目的是消除或减弱______误差。9.地表地形变化监测的主要目的是获取地表______信息及其时空变化规律。10.光学遥感数据在______条件下无法获取有效信息。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述光学遥感和雷达遥感的主要区别。2.简述地形起伏度计算在地表地形变化监测中的应用。3.简述利用遥感技术进行土地利用变化监测的基本流程。4.简述InSAR技术进行地表形变监测的基本原理。四、论述题（10分）结合实际案例，论述遥感数据在自然灾害监测中的应用及其优势。五、计算题（10分）假设某地区植被覆盖指数（VCI）在2020年为0.6，2023年为0.8，试用植被覆盖度变化率公式计算该地区植被覆盖度的变化率。六、实践题（20分）（注：此题不写，按照实际操作要求出题）请描述利用ENVI软件进行两期遥感图像变化检测的基本步骤。试卷答案一、选择题1.B2.C3.C4.A5.B6.D7.B8.D9.C10.B解析思路1.光学卫星传感器利用反射太阳光进行探测，属于被动式遥感；雷达和激光雷达主动发射电磁波或激光，属于主动式遥感。2.遥感数据预处理的主要目的是消除或减弱传感器本身、大气、光照等因素造成的误差，提高数据质量，为后续分析使用。3.InSAR技术通过干涉两幅或多幅合成孔径雷达图像的相位信息，来探测地表微小形变。4.NDVI（归一化植被指数）利用红光波段（反射率低）和近红外波段（反射率高）的辐射值差值与和值之比计算得出，是监测植被覆盖变化常用的指数。5.无人机遥感平台体积小、灵活性强，能够获取更高分辨率、更详细的影像数据，相比卫星遥感具有更高的空间分辨率优势。6.地表地形变化监测主要关注地表覆盖、形态等变化，气候变化模型构建属于气候学范畴，并非其主要应用领域。7.监督分类方法需要利用样本进行训练，常见的有最大似然法、支持向量机、神经网络等；聚类分析属于非监督分类方法。8.数字高程模型（DEM）主要用于描述地表形态，可用于地形可视化、地表径流模拟、坡度坡向分析等；遥感图像几何校正是利用DEM进行辐射校正的一部分，而非其主要应用。9.光学遥感数据依赖太阳光照，在夜晚、云雨、雪等无光照或光照不足条件下无法获取有效信息，存在穿透能力弱的局限性。10.时间序列分析方法通过对多期遥感影像数据的分析，能够揭示地表变化的动态过程及其驱动因素。二、填空题1.吸收反射透射2.数字化3.合成孔径雷达（SAR）4.几何校正5.光谱变化分析6.遥感载荷（传感器）7.比值8.几何9.覆盖10.云雨雪三、简答题1.解析思路：光学遥感依赖太阳光，受光照条件限制，只能获取可见光和近红外波段信息，图像受云雨影响大，穿透能力弱；雷达遥感主动发射电磁波，可全天候工作，穿透云、雨、雪，可获取全天时数据，并提供后向散射强度信息，可用于地形测绘、目标识别等。2.解析思路：地形起伏度是描述地表形态复杂程度的指标，通过计算DEM数据可以获取坡度、坡向等地形因子。在地表地形变化监测中，地形起伏度可用于分析地表覆盖变化的敏感性，例如，起伏度大的地区更容易发生水土流失，对土地利用变化更为敏感。3.解析思路：利用遥感技术进行土地利用变化监测的基本流程包括：确定研究区域和监测时相；获取多期遥感影像数据；对遥感数据进行预处理（辐射校正、几何校正）；选择合适的分类方法对影像进行分类，得到土地利用分类图；进行土地利用变化信息提取，得到变化区域和变化类型；对变化结果进行精度评价；最后，分析土地利用变化特征、原因及影响。4.解析思路：InSAR技术利用两幅或多幅从相同或不同轨道位置获取的合成孔径雷达图像，通过干涉测量原理，获取地表相位信息。由于雷达波具有相干性，当两幅图像之间相对地表存在微小形变时，会导致干涉相位发生变化。通过分析干涉相位的变化，可以反演计算出地表形变的幅度、方向和时空分布信息。四、论述题（此题无标准答案，以下为参考思路）解析思路：遥感数据具有宏观、动态、多尺度等特点，在自然灾害监测中发挥着重要作用。例如：1.地震灾害监测：利用多期SAR图像通过InSAR技术可探测到地表微小形变，用于地震灾情快速评估、滑坡监测等。2.洪水灾害监测：利用光学遥感影像可监测洪水范围、淹没情况；利用雷达遥感影像可在云雨条件下监测洪水，并获取水陆界面信息。3.干旱灾害监测：利用NDVI等植被指数可监测植被生长状况，评估干旱影响范围和程度。4.火山灾害监测：利用热红外遥感可监测火山喷发时的热源分布；利用光学遥感可监测火山灰扩散范围。5.滑坡灾害监测：利用InSAR技术可监测滑坡体的变形过程；利用光学遥感可监测滑坡后缘裂缝、地表扰动等。遥感数据在自然灾害监测中的优势在于：①获取范围广、效率高；②可实现全天候、全天时监测；③可提供大范围、长时间序列的数据，用于动态监测和变化分析；④可为灾害预警、灾情评估、灾后重建提供重要信息支持。五、计算题解析思路：植被覆盖度变化率计算公式为：(VCI_后期-VCI_前期)/VCI_前期*100%。代入数据：(0.8-0.6)/0.6*100%=0.2/0.6*100%≈33.33%。该地区植被覆盖度的变化率为33.33%。六、实践题（此题不提供答案，按照实际操