2025年大学《空间科学与技术》专业题库- 行星表面地形勘测与测图

2025年大学《空间科学与技术》专业题库——行星表面地形勘测与测图考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项的字母填在括号内。）1.在行星表面地形勘测中，主要用于获取高程信息且能穿透一定厚度岩石或冰层的遥感方法是（）。A.光学成像B.激光测高C.雷达测高D.地面gravimetry2.下列哪个地形参数直接反映了地表单位距离的高程变化率？（）A.高程B.起伏度C.坡度D.坡向3.数字高程模型（DEM）与数字表面模型（DSM）的主要区别在于（）。A.空间分辨率B.数据精度C.覆盖范围D.是否包含地表以上所有地物的高程信息4.用于将不同来源、不同投影的行星表面地图数据进行整合与融合的技术称为（）。A.地图投影变换B.数据校正C.多源数据融合D.地形分析5.在行星表面地形测绘中，选择合适地图投影的主要考虑因素是（）。A.图面美观B.地形参数计算方便C.保持地图比例尺准确D.符合该行星的旋转椭球体形状6.能够直接获取行星表面三维坐标的探测技术是（）。A.成像雷达B.激光测高（Altimetry）C.红外光谱D.地面gravimetry7.下列哪种方法常用于在稀疏数据点基础上生成连续的数字高程模型？（）A.栅格数据interpolationB.光学图像匹配C.数字摄影测量D.红外光谱分析8.行星表面坡向为0度通常表示（）。A.朝北B.朝南C.朝东D.朝西9.对行星表面地形图进行可视域分析的主要目的是（）。A.计算最高点B.判断区域可通性C.评估地表坡度D.分析地表材质10.月球表面广泛分布的碗状构造，其主要成因被认为是（）。A.河流侵蚀B.风力沉积C.火山喷发D.穿越式陨石撞击二、名词解释（每题3分，共15分。请用简洁的语言解释下列名词的含义。）1.地形起伏度（Relief）2.地图投影（MapProjection）3.数字表面模型（DSM）4.行星大地坐标系（PlanetaryGeodeticCoordinateSystem）5.辐射定标（RadiometricCalibration）三、简答题（每题5分，共20分。请简要回答下列问题。）1.简述激光测高技术在行星表面地形勘测中的主要优势。2.简述生成数字高程模型（DEM）的主要步骤。3.简述光学成像技术在行星表面地形勘测中面临的主要挑战。4.简述坡度和坡向这两个地形参数在行星科学研究中的应用意义。四、计算题（每题6分，共12分。请根据要求进行计算。）1.某行星上两点A和B的地面点坐标分别为（X_A,Y_A,Z_A）和（X_B,Y_B,Z_B）。已知该行星采用笛卡尔坐标系，请写出计算两点间地面距离的公式。2.假设某区域DEM数据经过处理，得到某条等高线的高程值为500米。请解释该等高线表示的含义，并说明如果等高线间隔为50米，这条等高线位于该区域的哪个高程范围？五、论述题（每题7分，共14分。请结合所学知识，回答下列问题。）1.试述在行星表面进行地形勘测时，选择不同勘测技术（如激光测高、雷达测高、光学成像）需要考虑的主要因素。2.结合具体例子，论述行星表面地形图在行星科学研究（如地质学、水文学、行星动力学等）中的重要作用。试卷答案一、选择题1.C2.C3.D4.C5.D6.B7.A8.A9.B10.D二、名词解释1.地形起伏度（Relief）：指一个区域内最高点与最低点之间的高度差，反映了地表形态的宏观变化幅度。2.地图投影（MapProjection）：指将地球（或行星）表面上的地理坐标（经纬度）转换为平面直角坐标（或其他平面坐标系统）的过程，由于地球（或行星）是球体，这种转换必然会产生变形（长度、面积、角度、形状等）。3.数字表面模型（DSM）：指地表所有地物（包括地形起伏和建筑物、植被等）表面点的集合，包含了地表以上所有要素的高程信息。4.行星大地坐标系（PlanetaryGeodeticCoordinateSystem）：建立在特定行星（如地球、火星）上的参考椭球体上的坐标系，用于精确描述该行星表面点的地理位置，通常包含一个原点和三个互相垂直的坐标轴。5.辐射定标（RadiometricCalibration）：指将卫星或探测器传感器接收到的原始辐射亮度或功率值转换为具有物理意义的地面辐射量（如反射率、辐照度）的过程，是遥感数据处理的关键步骤。三、简答题1.简述激光测高技术在行星表面地形勘测中的主要优势。解析思路：激光测高通过发射激光脉冲并测量其往返时间来精确计算距离，从而获取高程。其优势主要从精度、穿透性（对特定介质）、直接获取高程点等方面考虑。答案要点：精度高，直接获取高程点三维坐标；对特定介质（如冰盖、干燥土壤）具有穿透能力；可获取高密度数据点。2.简述生成数字高程模型（DEM）的主要步骤。解析思路：DEM的生成是一个数据处理流程，通常包括数据获取、预处理、插值/拟合、质量检查等环节。答案要点：数据获取（如激光测高、雷达测高、地面测量）；数据预处理（如辐射定标、几何校正、去噪）；插值或拟合（如克里金插值、样条拟合）生成连续表面；DEM质量检查与精度评定。3.简述光学成像技术在行星表面地形勘测中面临的主要挑战。解析思路：光学成像依赖太阳光照，其效果受光照条件、行星大气（如有）、地表反照率等因素影响。分析这些因素带来的挑战。答案要点：受光照条件限制，阴影区信息难以获取；对低反照率或高反照率地表的区分能力有限；大气扰动影响图像质量；对于行星表面粗糙度较大或距离较远的情况，分辨率受限。4.简述坡度和坡向这两个地形参数在行星科学研究中的应用意义。解析思路：坡度和坡向是描述地表形态的关键参数，它们影响着水流的运动、沉积物的搬运、侵蚀作用的发育、地貌的形成与演化、以及地表覆盖（如冰川、火山活动）的分布等。答案要点：坡度影响水系发育、侵蚀剥蚀速率、物质搬运能力、行星车通行性、冰川运动路径等；坡向影响日照条件、热量分布、风化作用、植被生长、土壤发育等；两者综合用于地貌分类、稳定性评价、资源勘探（如水文、矿产资源）、选择着陆点等。四、计算题1.某行星上两点A和B的地面点坐标分别为（X_A,Y_A,Z_A）和（X_B,Y_B,Z_B）。已知该行星采用笛卡尔坐标系，请写出计算两点间地面距离的公式。解析思路：在笛卡尔坐标系下，两点间的距离就是它们坐标差的平方和的平方根。这是空间几何中的基本公式。答案要点：距离=√[(X_B-X_A)²+(Y_B-Y_A)²+(Z_B-Z_A)²]2.假设某区域DEM数据经过处理，得到某条等高线的高程值为500米。请解释该等高线表示的含义，并说明如果等高线间隔为50米，这条等高线位于该区域的哪个高程范围？解析思路：等高线连接高程相等的点。解释其含义。根据等高线间隔和高程值，确定其具体范围。答案要点：含义：该等高线表示通过此线的所有地面点的高程都相等。范围：如果等高线间隔为50米，那么该等高线的高程值应在450米至550米之间（包括450米和550米）。五、论述题1.试述在行星表面进行地形勘测时，选择不同勘测技术（如激光测高、雷达测高、光学成像）需要考虑的主要因素。解析思路：选择勘测技术是一个综合决策过程，需要考虑任务目标、行星环境、可用资源、技术成熟度、成本效益等多种因素。答案要点：勘测目标（高程、地貌、物质特性等）；行星具体环境（大气状况、光照条件、表面材质、是否有冰盖等）；探测距离与分辨率要求；任务寿命与数据率需求；探测器的功耗、质量和发射窗口限制；现有技术的成熟度与可靠性；成本预算；与其他传感器数据兼容性需求。2.结合具体例子，论述行星表面地形图在行星科学研究（如地质学、水文学、行星动力学等）中的重要作用。解析思路：从不同行星科学领域切入，结合具体科学问题，说明地形图如何提供关键信息或作为研究基础。答案要点：地质学：分析构造特征（山脉、裂谷、盆地）、识别地貌单元（火山、陨石坑）、推断地质过程（如火山活动、构造运动、