2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库- 遥感技术在城市地理空间规划中的应用

2025年大学《地球信息科学与技术》专业题库——遥感技术在城市地理空间规划中的应用考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分）1.在城市地理空间规划中，用于获取城市建筑高度信息的遥感数据主要是？A.光学卫星影像B.惯性导航系统数据C.激光雷达（LiDAR）数据D.航空摄影测量影像2.下列哪项不是遥感图像预处理的主要目的？A.消除大气干扰B.减少图像噪声C.实现图像几何精确定位D.改变图像的色调分布3.在城市规划中，利用遥感影像进行土地利用分类，常用的监督分类方法需要预先选择的样本类别是？A.随机选择B.由专家定义C.由计算机自动生成D.无需样本类别4.能够穿透云层和植被，获取地表信息，适用于城市阴影区或植被覆盖下地表监测的遥感传感器是？A.可见光相机B.热红外传感器C.微波雷达（SAR）D.多光谱扫描仪5.遥感技术在监测城市扩张方面，主要利用的遥感数据时间序列分析方法是指？A.光谱特征分析B.图像对比度增强C.变化检测D.图像分类6.用于评估城市规划政策实施效果，监测城市建成区面积变化的遥感技术方法是？A.热红外成像B.高分辨率三维建模C.土地利用变化检测D.紫外线辐射监测7.在城市环境规划中，遥感技术可用于监测空气污染，其主要监测的污染物类型是？A.噪声和振动B.固体废弃物和污水C.酸雨和重金属D.可吸入颗粒物（PM2.5）和气体污染物（如SO2,NO2）8.将高分辨率遥感影像与数字高程模型（DEM）相结合，主要用于城市精细化管理的技术是？A.热红外成像B.遥感图像镶嵌C.城市三维可视化与参数提取D.遥感数据融合9.无人机遥感系统在城市规划中的应用日益广泛，其主要优势在于？A.获取数据的时间分辨率极高B.传感器类型和平台高度多样化C.获取数据的成本极低D.数据处理和分析的自动化程度最高10.遥感影像的辐射分辨率越高，意味着其能够区分的地物光谱亮度差异能力是？A.越弱B.越强C.无差异D.取决于传感器类型二、填空题（每空1分，共10分）1.遥感技术获取的原始数据通常需要经过______、大气校正和几何校正等预处理步骤。2.利用遥感影像估算城市人口密度的方法主要有光谱指数法和______法。3.城市热岛效应的监测通常采用遥感技术中的______技术，主要利用热红外波段获取地表温度信息。4.遥感技术在城市基础设施建设规划中，可用于识别和监测道路、桥梁、管线等线性工程，常用的数据源包括高分辨率光学影像和______影像。5.将多时相的遥感影像进行对比分析，以揭示地表覆盖变化的技术称为______。6.遥感图像解译是指通过目视或计算机自动方法，提取和判读遥感影像上地物属性、形状、大小和空间位置等信息的过程。7.无人机遥感系统具有灵活高效、机动性强的特点，特别适用于城市______等小范围、高精度的测绘任务。8.在城市绿地系统规划中，遥感技术可用于监测城市公园、绿地的______和健康状况。9.遥感数据与地理信息系统（GIS）数据的有效集成，是进行综合城市分析与规划的基础。10.遥感技术在智慧城市建设中扮演着重要角色，为城市规划、管理和服务提供了重要的______支持。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述遥感图像辐射校正的主要目的和基本原理。2.简述利用遥感技术进行城市土地利用/覆盖分类的主要步骤。3.简述高分辨率遥感影像在城市三维建模中的应用主要体现在哪些方面。4.简述遥感技术在城市环境监测方面至少三个具体的应用领域。四、论述题（每题10分，共30分）1.论述遥感技术（包括不同传感器类型）在城市扩张监测与城市用地评价中的应用价值与局限性。2.结合实例，论述遥感数据在城市交通规划与管理中的应用潜力。3.试述将遥感技术与其他地理空间信息技术（如GIS、物联网、大数据）融合应用于智慧城市规划的必要性和可能面临的挑战。试卷答案一、选择题1.C2.D3.B4.C5.C6.C7.D8.C9.B10.B二、填空题1.辐射校正2.光谱指数3.变化检测4.航空5.变化检测6.信息7.精细测绘8.面积9.信息10.数据三、简答题1.简述遥感图像辐射校正的主要目的和基本原理。答案：主要目的：消除或减弱遥感影像在成像过程中受大气、传感器自身特性等因素影响而产生的误差，使影像记录的地物真实反射或发射的辐射能量与地面实际值尽可能一致。基本原理：通过利用地面实测光谱反射率/发射率数据或经验模型（如大气辐射传输模型），对原始影像的数字量（DN值）进行数学转换，得到反映地物真实物理量的辐射亮度或反射率图像。解析思路：问题要求回答辐射校正的目的和原理。目的要抓住核心——消除大气和传感器带来的影响，使数据逼近真实辐射值。原理要说明是做什么（转换DN值），转换成什么（辐射亮度/反射率），以及依据是什么（实测数据或模型）。2.简述利用遥感技术进行城市土地利用/覆盖分类的主要步骤。答案：主要步骤包括：数据获取与预处理（选择合适传感器和时相，进行辐射校正、大气校正、几何校正等）；图像特征提取（计算光谱特征、纹理特征等）；选择分类方法（监督分类、非监督分类、面向对象分类等）；样本选择与训练（选择代表性样本，训练分类器）；图像分类（执行分类操作）；精度评价（利用地面真值数据进行分类结果精度验证与评价）；结果输出与制图。解析思路：问题问的是分类步骤。标准的遥感图像分类流程包括准备阶段（数据获取、预处理）、核心阶段（特征提取、方法选择、分类实施）和结果阶段（精度评价、成果输出）。需要按逻辑顺序简明扼要地列出每一步的核心内容。3.简述高分辨率遥感影像在城市三维建模中的应用主要体现在哪些方面。答案：高分辨率遥感影像在城市三维建模中的应用主要体现在：快速获取城市建筑物的立面信息，用于精细化三维模型构建；提取城市建筑物的高度、屋顶形状、材质等信息；生成高精度的城市数字表面模型（DSM）和数字高程模型（DEM）；辅助进行城市天际线分析、日照分析、视域分析等；为城市景观设计和规划提供直观的数据支持。解析思路：问题问的是高分辨率影像在三维建模中的“体现方面”。要围绕高分辨率的特点（细节丰富、精度高）来展开，重点说明它能提供哪些普通分辨率影像无法提供的细节信息（如建筑立面、精确高度），以及这些信息如何服务于三维模型的构建和分析应用。4.简述遥感技术在城市环境监测方面至少三个具体的应用领域。答案：遥感技术在城市环境监测方面的应用领域包括：城市空气质量监测（如监测PM2.5、SO2、NO2等污染物浓度分布）；城市水体质量监测（如监测水体富营养化、蓝藻水华、排污口分布）；城市热环境监测（如监测城市热岛效应的强度、范围和时空变化）；城市噪声污染监测（通过特定传感器或结合其他数据）；固体废弃物和工业污染源监测（识别垃圾填埋场、工业废水排放等）。解析思路：问题要求列举至少三个具体应用领域。需要根据遥感技术的特点（宏观、动态、多谱段）和城市环境问题的类型进行匹配，想到遥感数据能够有效监测的环境要素，如大气、水体、热辐射等，并给出具体监测内容或现象的名称。四、论述题1.论述遥感技术（包括不同传感器类型）在城市扩张监测与城市用地评价中的应用价值与局限性。答案：应用价值：遥感技术具有宏观、动态、周期性观测的特点，能够快速、高效地获取大范围、长时间序列的城市土地利用变化信息。不同传感器类型提供了多样化的数据源：光学卫星影像（如Landsat,Sentinel-2）适用于大范围、中低分辨率的城市扩张监测和土地利用分类；高分辨率光学影像（如WorldView,Gaofen）和航空影像能提供精细细节，用于建筑物识别和细部变化监测；雷达影像（如SAR）具有全天候、全天时成像能力，适合穿透云雨覆盖，监测城市阴影区和植被覆盖下的地表变化；LiDAR数据可直接获取高精度三维空间信息，用于城市三维建模和参数提取。这些数据为城市规划者提供了决策支持，有助于了解城市扩张速度、模式、方向，评价土地利用变化对生态环境的影响，优化城市空间布局。局限性：光学遥感易受云雨雾等天气影响，导致数据缺失；传统光学影像对植被覆盖下的地表变化监测能力有限；高分辨率影像覆盖范围较小，难以进行大尺度宏观分析；遥感影像解译存在一定主观性，精度受分类方法、样本选择等因素影响；遥感数据获取成本相对较高，数据处理和分析需要专业知识和技能；遥感技术主要提供现状信息，对于城市扩张的驱动机制、社会经济影响等深层原因的揭示能力有限。解析思路：论述题需要全面、深入地分析。首先肯定遥感技术的应用价值，从宏观动态监测、数据多样性（不同传感器）及其带来的优势（不同分辨率、全天候/时、三维信息）方面展开。然后，客观分析其局限性，从数据源本身（天气影响、穿透能力）、数据处理（精度）、成本、专业性以及信息深度等方面进行阐述，形成价值与局限的辩证看法。2.结合实例，论述遥感数据在城市交通规划与管理中的应用潜力。答案：遥感数据在城市交通规划与管理中具有巨大应用潜力。潜力体现在：利用高分辨率光学影像或LiDAR数据，可以自动或半自动提取城市道路网络信息（道路等级、宽度、路面状况），快速更新交通地图；通过分析多时相遥感影像，可以监测道路建成、改扩建等变化，评估交通基础设施投资效果；利用遥感影像（特别是多光谱或高光谱数据）结合热红外成像，可以估算交通流量（如通过分析车辆尾气排放热信号或道路拥堵引起的温度异常）；遥感技术可用于监测城市停车场使用情况，为停车场规划和管理提供依据；结合GIS空间分析，可以利用遥感数据评估交通项目对周边土地利用、环境（如噪声、空气污染）的影响；无人机遥感可用于交通拥堵实时监测、交通事件（如事故、道路施工）快速响应与评估、精细化交通设施（如公交站、信号灯）检查。例如，利用夜间热红外遥感影像可以识别城市中的热岛斑点，其中部分可能与交通拥堵或大型停车场有关，为交通管理提供线索。解析思路：论述题要求结合实例。首先要明确遥感数据能提供哪些与交通相关的信息（道路、流量、停车场、影响等）。然后，分别阐述这些信息如何应用于交通规划（如道路网络构建、设施规划、影响评估）和交通管理（如实时监控、事件响应、效率提升）。最后，结合具体应用场景（如热红外监测拥堵）给出实例佐证，说明遥感技术的实际应用价值。3.试述将遥感技术与其他地理空间信息技术（如GIS、物联网、大数据）融合应用于智慧城市规划的必要性和可能面临的挑战。答案：必要性：智慧城市规划旨在利用信息技术提升城市治理能力和服务水平，需要整合多源、多维度的城市信息。遥感技术提供宏观、动态的城市空间信息底板；GIS提供强大的空间数据管理、分析、可视化平台；物联网（IoT）提供实时的传感器数据，反映城市运行状态；大数据技术则能处理和分析海量的城市数据。将它们融合，可以实现：多源数据的融合与一体化管理，构建更全面、更精细的城市信息模型；实现遥感和GIS的时空动态监测与模拟分析，提升城市规划和决策的科学性；通过遥感与物联网数据的结合，实现对城市基础设施（如交通、能源、环境）的智能感知和高效管理；利用大数据技术挖掘遥感、GIS、物联网数据背后的深层规律和知识，为智慧城市服务提供智能化支持（如智能交通诱导、环境智能预警）。挑战：数据标准不统一，不同来源、不同类型的数据格式、坐标系、时间基准等可能存在差异，给数据融合带来困难；数据安全与隐私保护问题突出，尤其是在融合包含大量人口、车辆等敏感信息的遥感、物联网和大数据时；跨学科技术融合难度大，需要复合型人才，现有技术体系壁垒可能存在；海量数据