2025年大學《數(shù)據(jù)計算及應用》專業(yè)題庫——數(shù)據(jù)計算在城市規(guī)劃中的應用考試時間：______分鐘總分：______分姓名：______一、選擇題（每題2分，共20分。請將正確選項的字母填在題干后的括號內(nèi)）1.在城市規(guī)劃數(shù)據(jù)中，屬于連續(xù)型數(shù)據(jù)的是（）。A.建筑物類型B.道路等級C.居住人口密度D.公園數(shù)量2.用于表示城市中各要素地理位置和空間關(guān)系的主要數(shù)據(jù)模型是（）。A.關(guān)系模型B.層次模型C.網(wǎng)絡(luò)模型D.矢量模型3.當城市規(guī)劃需要評估某區(qū)域受到公共服務設(shè)施（如學校）覆蓋的范圍時，常用的空間分析方法是（）。A.疊加分析B.緩沖區(qū)分析C.網(wǎng)絡(luò)分析D.核心點分析4.在城市交通規(guī)劃中，利用歷史交通流量數(shù)據(jù)預測未來交通需求，屬于數(shù)據(jù)計算的哪種應用范疇？（）A.數(shù)據(jù)可視化B.描述性統(tǒng)計分析C.預測性分析D.優(yōu)化性分析5.將不同來源的城市規(guī)劃數(shù)據(jù)（如人口普查數(shù)據(jù)、遙感影像數(shù)據(jù)）整合到同一地理信息系統(tǒng)中進行綜合分析，主要體現(xiàn)了數(shù)據(jù)計算的（）能力。A.清洗B.集成C.分析D.可視化6.在進行城市土地利用適宜性評價時，將不同因素的評分數(shù)值進行加權(quán)求和，這種方法通常屬于（）。A.排序聚類分析B.回歸分析C.多準則決策分析（MCDA）D.主成分分析7.能夠直觀展示城市不同區(qū)域人口密度分布情況的圖表類型是（）。A.折線圖B.散點圖C.餅圖D.熱力圖8.城市規(guī)劃中，計算城市內(nèi)部任意兩點之間最短路徑或最佳出行路線，主要依賴（）。A.柵格數(shù)據(jù)分析B.網(wǎng)絡(luò)分析技術(shù)C.時間序列分析D.關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘9.下列哪項不屬于利用數(shù)據(jù)計算方法優(yōu)化城市公共服務設(shè)施布局的目標？（）A.提高服務設(shè)施的利用率B.縮短居民到達服務設(shè)施的平均距離C.最大化設(shè)施的覆蓋范圍D.嚴格控制設(shè)施的建設(shè)成本（在選址階段）10.“數(shù)字孿城”概念在城市規(guī)劃中應用的關(guān)鍵在于（）。A.構(gòu)建城市物理實體的精確三維模型B.實現(xiàn)城市運行數(shù)據(jù)的實時采集與傳輸C.利用人工智能進行城市問題的自動決策D.建立城市信息模型與物理城市的一一對應關(guān)系二、填空題（每空1分，共15分。請將答案填在題干橫線上）1.城市規(guī)劃數(shù)據(jù)預處理階段，處理缺失值、異常值和重復數(shù)據(jù)是常見的任務，目的是提高數(shù)據(jù)的________和________。2.地理信息系統(tǒng)（GIS）是城市規(guī)劃中空間數(shù)據(jù)采集、存儲、管理、分析和可視化的綜合性________。3.利用大數(shù)據(jù)分析城市交通擁堵現(xiàn)象，可以通過挖掘交通流量的________、________和________等模式來輔助決策。4.在進行城市人口分布預測時，常用的統(tǒng)計模型包括________模型、________模型等。5.數(shù)據(jù)可視化在城市規(guī)劃中的重要作用體現(xiàn)在能夠?qū)碗s的城市數(shù)據(jù)以直觀的方式呈現(xiàn)，幫助規(guī)劃者________、________并進行有效溝通。6.城市土地適宜性評價通常需要考慮的因素包括地形坡度、交通可達性、環(huán)境質(zhì)量、基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)據(jù)等，這些因素往往需要通過一定的________方法進行綜合權(quán)衡。7.“智慧交通”系統(tǒng)的發(fā)展依賴于數(shù)據(jù)計算技術(shù)，例如通過實時分析路況數(shù)據(jù)，動態(tài)調(diào)整________和________，以優(yōu)化交通運行。三、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述利用數(shù)據(jù)計算方法進行城市公共設(shè)施選址的基本步驟。2.比較柵格數(shù)據(jù)模型和矢量數(shù)據(jù)模型在城市規(guī)劃應用中的主要區(qū)別。3.簡述數(shù)據(jù)清洗在城市規(guī)劃數(shù)據(jù)應用中的重要性，并列舉至少三種常見的清洗任務。4.描述一種利用數(shù)據(jù)計算技術(shù)改善城市空氣質(zhì)量規(guī)劃的方法。四、應用題（每題10分，共20分）1.某城市規(guī)劃師希望分析一片新區(qū)內(nèi)的商業(yè)設(shè)施布局情況?，F(xiàn)有數(shù)據(jù)包括該區(qū)域內(nèi)所有商業(yè)設(shè)施的位置（經(jīng)緯度坐標）、類型（餐飲、零售、娛樂等）以及每個設(shè)施的服務半徑（500米）。請簡述如何利用這些數(shù)據(jù)計算并分析該區(qū)域能否滿足居民的日常商業(yè)需求，并提出至少兩種可能的分析思路或計算方法。2.假設(shè)你負責一個智慧城市項目的小組，領(lǐng)導要求你們分析歷史氣象數(shù)據(jù)（包括溫度、降水、風速等）與城市某主要河流水位之間的關(guān)系，以期為城市防洪規(guī)劃提供數(shù)據(jù)支持。請說明你會采用哪些數(shù)據(jù)計算方法或技術(shù)來實現(xiàn)這一目標，并簡述分析步驟。---試卷答案一、選擇題1.C2.D3.B4.C5.B6.C7.D8.B9.D10.D二、填空題1.準確性,完整性2.工具3.趨勢,周期性,異常點4.馬爾可夫,邏輯斯蒂(或Logistic)5.發(fā)現(xiàn)規(guī)律,評估現(xiàn)狀6.權(quán)重7.信號燈配時,路徑誘導三、簡答題1.基本步驟：*確定服務設(shè)施類型及需要考慮的因素（如覆蓋范圍、服務人口、成本等）。*收集相關(guān)數(shù)據(jù)，包括需求點數(shù)據(jù)（如人口分布、就業(yè)中心）和設(shè)施點數(shù)據(jù)（現(xiàn)有設(shè)施數(shù)據(jù)、候選設(shè)施數(shù)據(jù)）以及影響因素數(shù)據(jù)（如距離、交通條件等）。*選擇合適的選址模型或方法，如覆蓋模型（如最大覆蓋問題、最小成本覆蓋）、P-中位問題、區(qū)位分配模型等。*利用計算工具或算法執(zhí)行模型求解，得到最優(yōu)或較優(yōu)的設(shè)施選址方案。*對計算結(jié)果進行評估和敏感性分析，結(jié)合實際情況進行調(diào)整，最終確定選址方案。2.主要區(qū)別：*數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量模型使用點、線、面要素表示空間對象，數(shù)據(jù)量相對較小，精度高，適合表達清晰的地理邊界；柵格模型將空間劃分為規(guī)則的網(wǎng)格單元，每個單元存儲一個值，數(shù)據(jù)量較大，適合表達連續(xù)分布的現(xiàn)象，但精度相對較低。*存儲方式與表示能力：矢量模型能精確表達要素的幾何形狀和拓撲關(guān)系，適合進行空間查詢和分析；柵格模型主要表達現(xiàn)象的強度或類別，適合進行區(qū)域統(tǒng)計和空間分析（如疊加、鄰域分析）。*應用場景：矢量模型更適用于需要精確位置和邊界信息的場景（如規(guī)劃邊界、道路中心線）；柵格模型更適用于需要分析連續(xù)現(xiàn)象或處理遙感影像的場景（如土地利用分類、環(huán)境模型）。3.重要性：城市規(guī)劃數(shù)據(jù)往往來源于不同渠道，存在不完整、不準確、不一致等問題，直接使用可能導致分析結(jié)果偏差甚至錯誤。數(shù)據(jù)清洗能夠去除或修正這些錯誤，確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和一致性，是后續(xù)分析的基礎(chǔ)，直接影響規(guī)劃決策的質(zhì)量。常見清洗任務：*缺失值處理：填充、刪除等。*異常值檢測與處理：識別并修正或刪除不符合常規(guī)的極端值。*重復數(shù)據(jù)識別與刪除：去除完全相同或高度相似的多余記錄。*數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換與標準化：統(tǒng)一數(shù)據(jù)類型、單位、編碼等。*數(shù)據(jù)一致性檢查：糾正邏輯錯誤或不一致的信息（如地址格式不統(tǒng)一）。4.方法描述：*數(shù)據(jù)采集與整合：收集城市空氣質(zhì)量監(jiān)測站點數(shù)據(jù)（污染物濃度）、氣象數(shù)據(jù)（溫度、風速、濕度、降雨）、交通流量數(shù)據(jù)、工業(yè)排放數(shù)據(jù)、揚塵源數(shù)據(jù)等。*數(shù)據(jù)預處理與分析：清洗數(shù)據(jù)，計算區(qū)域平均空氣質(zhì)量指數(shù)（AQI），分析不同污染物的時間變化和空間分布特征，識別高污染區(qū)域和時段。*影響因素分析：利用統(tǒng)計模型（如多元回歸）或地理統(tǒng)計方法（如空間自相關(guān)、地理加權(quán)回歸），分析氣象條件、交通排放、工業(yè)活動等因素對空氣質(zhì)量的影響程度和空間關(guān)聯(lián)性。*模型模擬與預測：建立空氣質(zhì)量預測模型（如空氣質(zhì)量模型CMAQ），輸入未來氣象預測和排放數(shù)據(jù)，模擬預測未來空氣質(zhì)量變化趨勢。*規(guī)劃建議：根據(jù)分析結(jié)果和模型預測，提出針對性的規(guī)劃建議，如優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、推廣清潔能源、加強交通管理、增加綠化面積、完善環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)等，以改善城市空氣質(zhì)量。四、應用題1.分析思路/計算方法：*思路一：覆蓋范圍分析。計算每個商業(yè)設(shè)施以其服務半徑為圓（或其他形狀）所覆蓋的區(qū)域。然后，對該區(qū)域進行疊加分析，檢查任意給定的居民點（或區(qū)域網(wǎng)格單元）是否被至少一個商業(yè)設(shè)施覆蓋。可以統(tǒng)計未覆蓋的人口數(shù)量或區(qū)域面積，或者計算平均到每個居民點的商業(yè)設(shè)施數(shù)量。如果大部分區(qū)域和人口已被覆蓋，且平均數(shù)達到一定標準，則說明基本滿足需求；否則，識別出覆蓋不足的區(qū)域。*方法：利用GIS緩沖區(qū)分析功能為每個設(shè)施生成服務范圍，進行疊置分析（如點落在面內(nèi)分析、面與面相交分析），計算覆蓋度指標（如覆蓋率、平均服務強度）。*思路二：需求-供給平衡分析。估算每個商業(yè)設(shè)施類型所能服務的人口潛力（基于服務半徑和人口密度）。將各類型設(shè)施的服務潛力總和與該區(qū)域的總商業(yè)需求（或應服務的人口數(shù)）進行比較。如果總供給大于或等于總需求，則認為基本滿足；否則，存在缺口?？梢赃M一步分析不同類型商業(yè)設(shè)施的供需平衡情況。*方法：結(jié)合人口分布數(shù)據(jù)，估算各設(shè)施的服務人口。對不同類型商業(yè)設(shè)施進行供需統(tǒng)計和對比分析。*改進建議：考慮設(shè)施之間的競爭關(guān)系，或居民對不同類型設(shè)施的偏好（如果數(shù)據(jù)可得），進行更精細的分析。2.方法與技術(shù)、分析步驟：*方法與技術(shù)：*數(shù)據(jù)預處理：清洗和整理歷史氣象數(shù)據(jù)（溫度、降水、風速等）和河流水位數(shù)據(jù)，確保時間序列對齊和一致性。*探索性數(shù)據(jù)分析（EDA）：繪制時間序列圖，觀察水位與各氣象因素之間的初步關(guān)系和趨勢。*相關(guān)性分析：計算水位與各氣象因素之間的相關(guān)系數(shù)（如Pearson相關(guān)系數(shù)），初步判斷線性關(guān)系的強度和方向。*回歸分析：建立回歸模型（如多元線性回歸、嶺回歸、Lasso回歸，或更復雜的非線性模型如支持向量回歸、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)），將水位作為因變量，將溫度、降水、風速等作為自變量，分析各氣象因素對水位的影響程度和顯著性。*地理加權(quán)回歸（GWR）：如果認為影響關(guān)系在空間上存在差異（例如，上游降水對下游水位的影響小于下游本身降水的影響），可以使用GWR模型分析。*時間序列模型：如果氣象因素與水位之間存在復雜的滯后效應或自相關(guān)性，可以嘗試ARIMA模型等時間序列預測方法。*機器學習模型：對于更復雜的關(guān)系，可以嘗試隨機森林、梯度提升樹等機器學習模型進行預測。*分析步驟：*第一步：收集并整理所需的歷史氣象數(shù)據(jù)和河流水位數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)清洗和質(zhì)量控制。*第二步：進行探索性數(shù)據(jù)分析，可視化水位與各氣象因素的關(guān)系，初步篩選可能影響水位的因素。*第三步：計算各氣象因素與水位之間的相關(guān)性，篩選出相關(guān)性較高的因素。*第四步：選擇合適的回歸模型或時間序列模型，利用篩選出的氣象因素作為輸入變量，擬合模型。