2025年大学《地球系统科学》专业题库- 气候遥感技术与气候监测

2025年大学《地球系统科学》专业题库——气候遥感技术与气候监测考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填在题干后的括号内）1.下列哪个波段位于大气主要的吸收窗口，适用于被动遥感测量海表温度（SST）？（）A.可见光波段B.短波红外波段C.中波红外波段D.热红外波段2.用来衡量卫星传感器探测电磁波的能力，即传感器接收到的信号功率与入瞳处入射的辐射功率之比的是？（）A.辐射分辨率B.传感器灵敏度C.量子效率D.光谱分辨率3.卫星以自身发射的电磁波探测地物的遥感方式称为？（）A.被动遥感B.主动遥感C.被动与主动遥感D.光学遥感4.某颗卫星的重复周期为5天，覆盖幅宽为2500公里，则其大约需要多少天才能覆盖地球陆地表面一次？（）A.1天B.5天C.7天D.12天5.归一化植被指数（NDVI）主要反映的是？（）A.地表水分含量B.地表岩石类型C.地表温度高低D.植被冠层的光谱特性6.下列哪种大气气体对地球的短波辐射（如太阳光）几乎是透明的，但对长波辐射（如地热辐射）具有很强的吸收能力？（）A.氧气（O₂）B.氮气（N₂）C.二氧化碳（CO₂）D.水汽（H₂O）7.利用微波遥感测量海面风场主要是基于微波的？（）A.透射性B.反射性C.散射性D.吸收性8.地表温度与卫星接收到的热红外辐射亮度之间呈？（）A.正相关关系B.负相关关系C.无关关系D.平方根关系9.在进行遥感大气校正时，选择合适的校正模型的关键在于？（）A.传感器类型B.地表类型C.大气状况D.以上都是10.检测全球或区域尺度海平面上升趋势的主要遥感手段之一是？（）A.测量海面高度B.监测海冰融化C.分析海岸线变化D.评估海洋生物量二、填空题（每空1分，共15分。请将答案填在横线上）1.遥感技术根据工作方式不同，可分为______遥感和______遥感两大类。2.卫星遥感数据获取的主要空间分辨率类型包括______分辨率、______分辨率和______分辨率。3.被动遥感主要利用地物自身发射或反射的______波来探测地物。4.大气校正的目的是消除大气路径辐射对传感器接收信号的影响，以获取地物的真实______或______。5.常用的热红外大气校正模型有______和______等。6.植被指数NDVI的计算公式为（红光波段反射率-近红外波段反射率）/（红光波段反射率+近红外波段反射率）。7.微波遥感具有______、______穿透能力，以及______全天候工作能力。8.气候遥感监测的主要目标要素包括气温、降水、______、______、海表温度等。9.卫星遥感在监测气候变化方面的优势在于能够提供______、______和______的观测数据。10.评估遥感反演结果质量常用的方法包括______分析、______分析和不确定性分析。三、简答题（每题5分，共20分）1.简述被动遥感和主动遥感的主要区别。2.简述大气对地物电磁波辐射传输的主要影响。3.简述利用遥感技术监测区域积雪覆盖的基本原理。4.简述海表温度（SST）遥感反演中大气校正的重要性。四、论述题（每题7分，共14分）1.论述遥感技术在全球变暖研究中的应用，并说明其面临的挑战。2.论述利用多时相遥感数据监测区域土地利用/土地覆被（LUCC）变化的基本思路和方法。试卷答案一、选择题1.D2.B3.B4.C5.D6.C7.C8.B9.D10.A二、填空题1.被动主动2.平面立体专题3.电磁4.辐射亮度表面温度5.MODTRAN6S6.（R-NIR）/（R+NIR）7.透射穿透全天候8.水汽云量积雪/冰9.长期全球连续10.误差方差三、简答题1.解析思路：被动遥感依赖地物自身发射（如热红外）或反射太阳辐射（可见光、近红外等），无需传感器主动发射信号；主动遥感则需传感器主动向地面发射电磁波，再接收地物返回的信号进行探测。核心区别在于信号来源是否为传感器自身发射。2.解析思路：大气中的气体（如水汽、CO₂、臭氧等）和气溶胶会吸收特定波段的电磁波，导致信号减弱或消失（选择性吸收）；同时，大气分子和气溶胶会散射电磁波，使得传感器接收到的信号包含大气信息，而非纯地物信息，影响地物真实辐射能量的测量。3.解析思路：主要利用热红外波段，因为雪对红外辐射有强烈的发射特性，而大部分地面覆盖物（如植被、土壤）发射率较低。通过测量雪面辐射亮度，结合大气校正，可以反演得到雪温，进而判断积雪覆盖范围和雪深。也可结合可见光/多光谱数据，利用雪的强反照率特征进行掩膜提取。4.解析思路：海表温度遥感测量的是传感器接收到的海面热红外辐射亮度，该亮度不仅包含海面真实温度发射的能量，还受到大气水汽、云层、气溶胶等大气路径辐射的显著影响。如果不进行大气校正，直接利用辐射亮度计算海表温度会得到错误结果，导致温度监测偏差，无法准确反映真实的海表热状况及其变化。四、论述题1.解析思路：论述点一：应用体现，如利用卫星热红外数据监测地表温度变化、利用微波数据监测海冰融化与冰川退缩、利用多光谱/高光谱数据监测植被覆盖变化（反映碳循环）、利用降水遥感数据分析气候变化对降水格局的影响等。论述点二：挑战体现，如遥感数据时空分辨率限制、云雨覆盖导致观测缺失、大气校正不确定性、传感器之间的数据兼容性与融合难度、遥感产品精度验证困难、如何从遥感现象中准确归因于气候变化等。2.解析思路：基本思路：利用多时相（不同年份或季节）遥感影像，通过图像处理技术（如监督分类、非监督分类、变化检测算法）提取不同时期的地物覆盖信息，然后进行对比分析，识别和量化土地覆被类型的变化、面积变化、变化位置和空间格局。具体方法：数据预处理（辐射校正、大气校正、几何校正、配准）；选择合适的遥感数据源（考虑时间跨度、空间分辨率、传感器类型）；选择合适的分类方法