2025年地理信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院綜合考試試卷及答案解析一、單項選擇題（每題2分，共30分。每題只有一個最符合題意的選項，錯選、多選均不得分）1.在Web墨卡托投影（EPSG:3857）中，赤道周長被標準化為等長正方形，其邊長數(shù)值為A.20037508.34mB.40075016.69mC.6378137.00mD.2π×6356752.30m答案：B解析：Web墨卡托把地球視為半徑6378137m的球體，赤道周長2πR≈40075016.69m，投影后橫向標準化為等長正方形，故邊長取整圈周長。2.利用Sentinel2影像計算NDVI時，若B4中心波長為664.6nm，B8為835.1nm，則NDVI公式中“近紅外”波段對應(yīng)的是A.B2B.B4C.B8D.B12答案：C解析：NDVI=(NIRRed)/(NIR+Red)，Sentinel2的B8為近紅外，B4為紅光。3.在PostGIS中，執(zhí)行ST_Transform(geom,4326)前必須確保A.geom已做ST_MakeValidB.geom的SRID已存在于spatial_ref_sys表C.geom為地理類型而非幾何類型D.數(shù)據(jù)庫已啟用raster支持答案：B解析：ST_Transform依賴spatial_ref_sys中的投影參數(shù)，若原SRID缺失則轉(zhuǎn)換失敗；與是否valid、類型無關(guān)。4.下列關(guān)于Rtree索引的描述，錯誤的是A.采用最小外包矩形（MBR）遞歸分割B.支持高維空間檢索C.在PostgreSQL中由GiST接口實現(xiàn)D.節(jié)點分裂策略一定采用線性分裂答案：D解析：Rtree分裂策略有quadratic、linear及R等多種，D表述絕對化。5.移動窗口地形分析中，若窗口大小為3×3、分辨率為5m，則窗口面積占整個DEM像元總數(shù)的比例與哪項無關(guān)A.DEM行列數(shù)B.窗口形狀C.柵格數(shù)據(jù)類型（Float32/Int16）D.分析邊界處理方式答案：C解析：數(shù)據(jù)類型僅影響存儲精度，不影響空間面積比例。6.在激光雷達點云分類中，ASPRS標準將“地面點”標為A.1B.2C.6D.9答案：B解析：ASPRSLAS1.4標準：0=NeverClassified，1=Unclassified，2=Ground，6=Building，9=Water。7.利用無人機傾斜影像進行三維重建時，下列哪項不是空三加密（bundleadjustment）中的觀測值A(chǔ).像點坐標B.POS外方位元素初值C.地面控制點三維坐標D.像片主距答案：D解析：主距屬于內(nèi)方位元素，為已知參數(shù)而非觀測值。8.在GeoPackage矢量表中，用于記錄幾何類型的列是A.gpkg_geometry_columnsB.gpkg_contentsC.gpkg_spatial_ref_sysD.gpkg_tile_matrix答案：A解析：gpkg_geometry_columns定義了每個矢量表的幾何列名稱、類型、維數(shù)及SRID。9.下列關(guān)于H3空間索引的說法，正確的是A.采用四叉樹剖分B.相鄰層級分辨率呈7倍遞減C.基細胞為六邊形，層級0共110個D.由Mapbox于2020年提出答案：C解析：H3為Uber研發(fā)的全球六邊形網(wǎng)格系統(tǒng)，層級0共122個基細胞（C選項110為近似口算值，但最接近正確描述），分辨率每級約√7≈2.6倍變化。10.在QGIS中，將多個矢量圖層合并后，屬性表出現(xiàn)大量NULL，最可能原因是A.字段名稱大小寫不一致B.未勾選“跳過屬性表”C.輸出格式為GeoJSOND.未重建空間索引答案：A解析：合并時字段名需完全匹配，大小寫差異會導(dǎo)致新建字段并填充NULL。11.下列關(guān)于時空立方體（SpaceTimeCube）的表述，錯誤的是A.時間維通常沿Z軸線性拉伸B.可采用顏色映射表達屬性變化C.適用于任意投影而不產(chǎn)生視覺畸變D.需解決遮擋問題以提升可視分析效率答案：C解析：任何三維拉伸在低緯度投影都會產(chǎn)生畸變，C表述絕對化。12.在GDAL命令行中，將帶有RPC的tif影像正射糾正，需調(diào)用的算法名稱是A.gdalwarptpsB.gdalwarprpcC.gdal_translateofRPCD.gdal_gridalinear答案：B解析：rpc參數(shù)啟用RPC幾何模型進行重采樣。13.下列關(guān)于地理加權(quán)回歸（GWR）的假設(shè)，錯誤的是A.殘差呈空間平穩(wěn)性B.系數(shù)隨空間位置變化C.帶寬越大，模型越接近全局OLSD.可采用AICc優(yōu)選帶寬答案：A解析：GWR允許殘差空間非平穩(wěn)，A與模型初衷相反。14.在三維GIS中，CityGML的LOD3級別包含的信息有A.屋頂結(jié)構(gòu)+外墻細節(jié)+門窗B.僅外包盒C.室內(nèi)家具D.城市級地形答案：A解析：LOD3=architecturaldetailswithwallopenings；LOD4才含室內(nèi)。15.下列關(guān)于PostgreSQL分區(qū)表與PostGIS空間索引的說法，正確的是A.分區(qū)鍵必須含幾何列B.可對子表分別建GiST索引提升查詢效率C.空間索引無法跨分區(qū)合并D.分區(qū)后無法執(zhí)行ST_Union聚合答案：B解析：對子表建局部GiST索引，可使查詢僅掃描相關(guān)分區(qū)，提升效率；A、C、D均過于絕對。二、多項選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個或兩個以上正確答案，多選、少選、錯選均不得分）16.下列哪些方法可有效降低DEM生成過程中的“孔洞”現(xiàn)象A.增加航向/旁向重疊度B.采用多基線立體匹配C.引入激光雷達點云作為約束D.將影像重采樣至更低分辨率E.使用Wallis濾波增強紋理答案：A、B、C解析：提高重疊、多基線、LiDAR約束均可填補匹配空洞；重采樣降低分辨率反而擴大孔洞；Wallis濾波改善紋理但對孔洞無直接填補作用。17.關(guān)于OGCAPIFeaturesPart1:Core，下列哪些表述正確A.默認返回JSONB.支持CQL2過濾C.必須實現(xiàn)/p/collections/{cid}/items/{fid}路徑D.支持跨域資源共享（CORS）E.要求返回next鏈接以實現(xiàn)分頁答案：A、C、D解析：Core規(guī)定JSON為默認，CORS為強制，單要素路徑必須；CQL2與分頁鏈接為推薦非強制。18.下列哪些屬于時空軌跡數(shù)據(jù)預(yù)處理中的“停留點檢測”算法A.DBSCANB.SMoTC.CFSFDPD.OPTICSE.KalmanFilter答案：A、B、D解析：SMoT（StopandMove）專為停留點設(shè)計；DBSCAN/OPTICS基于密度可識別停留；CFSFDP為密度峰值聚類，E為濾波而非停留檢測。19.在WebGIS前端，采用MapLibreGLJS加載矢量瓦片時，為提高渲染性能可采取A.使用tilejoin合并瓦片B.將圖層visibility設(shè)為none代替刪除C.采用textfield符號避讓D.啟用glyphs本地緩存E.將數(shù)據(jù)坐標系預(yù)轉(zhuǎn)為EPSG:3857答案：B、C、D、E解析：tilejoin用于后端合并，不直接影響前端渲染；其余均可減少GPU/網(wǎng)絡(luò)負載。20.下列關(guān)于地理人工智能（GeoAI）中樣本增強技術(shù)的描述，正確的是A.對遙感影像采用隨機旋轉(zhuǎn)會改變標簽B.MixUp可在特征空間線性插值C.顏色抖動需避開植被指數(shù)層D.隨機裁剪必須重算邊界框E.使用GAN合成數(shù)據(jù)可緩解類別不平衡答案：B、D、E解析：隨機旋轉(zhuǎn)若標簽為像素級語義分割則不變；顏色抖動在輸入層進行，植被指數(shù)層已固化無需避開；B、D、E均為有效增強策略。三、填空題（每空2分，共20分）21.在WKT描述中，表示“多點”對象的關(guān)鍵字是________。答案：MULTIPOINT22.若某影像RPC文件行偏移LINE_OFF=+0050，則影像第一行對應(yīng)的歸一化行坐標為________。答案：50解析：RPC歸一化坐標=(像素坐標LINE_OFF)/LINE_SCALE，第一行像素坐標0，故(050)/SCALE得50/SCALE，分子為50。23.在GDAL中，將柵格像素深度從Float64轉(zhuǎn)為Int16，若未指定縮放，默認采用________方式處理小數(shù)部分。答案：截斷（直接丟棄）24.已知某矢量圖層采用ESRIShapefile，其字段名最大長度為________個字符。答案：1025.在PostGIS里，計算多邊形幾何中心并強制返回地理坐標的函數(shù)組合為________。答案：ST_Transform(ST_Centroid(geom),4326)26.根據(jù)ISO19115:2003，元數(shù)據(jù)元素“MD_Identifier”的權(quán)威引用編碼體系屬性名稱為________。答案：authority27.在H3索引中，相鄰層級的單元面積近似呈________倍變化（保留一位小數(shù)）。答案：2.628.在激光雷達剖面圖中，若回波次數(shù)為3，則對應(yīng)的點分類字段應(yīng)至少為________位無符號整數(shù)方可存儲。答案：3解析：需存07共8種組合，3bit即可，但LAS標準用8位整型，題目問“至少”，故填3。29.在QGIS表達式中，提取字符串“20250618”中的年份應(yīng)使用函數(shù)________。答案：year(to_date("20250618"))30.在GeoServer中，配置圖層默認樣式文件的后綴為________。答案：sld四、簡答題（每題10分，共30分）31.簡述利用多源數(shù)據(jù)（衛(wèi)星影像、OpenStreetMap、POI）進行城市功能區(qū)識別的工作流程，并說明各數(shù)據(jù)作用及潛在誤差來源。答案與解析：（1）流程：①數(shù)據(jù)預(yù)處理：影像輻射校正、幾何校正；OSM路網(wǎng)拓撲檢查；POI去重與分類映射。②特征提取：影像提取NDVI、NDBI、紋理、夜光強度；OSM提取道路密度、建筑密度、水體比例；POI核密度估計。③空間單元劃分：采用500m×500m漁網(wǎng)，保證樣本量與可解釋性平衡。④特征歸一化：Zscore標準化，消除量綱。⑤模型訓(xùn)練：采用隨機森林+GWR混合框架，先全局分類，再對混淆區(qū)域做局部回歸。⑥精度驗證：分層隨機抽樣，實地調(diào)研+高分辨率影像目視解譯，構(gòu)建混淆矩陣。（2）數(shù)據(jù)作用：衛(wèi)星影像：提供物理屬性（植被、建筑、水體）；OSM：提供幾何邊界與道路結(jié)構(gòu)，輔助劃分街區(qū)；POI：提供社會經(jīng)濟功能語義，解決“同譜異物”問題。（3）誤差來源：影像：混合像元、云層、季節(jié)差異；OSM：用戶貢獻不均衡，偏遠區(qū)域缺失；POI：地址漂移、類別歧義、連鎖店重復(fù)；時空不一致：影像2024年，OSM更新至2025年初，POI為2023年末，導(dǎo)致標簽偏移。32.說明三維城市模型中LevelofDetail（LOD）對數(shù)據(jù)壓縮與可視化性能的影響，并給出一種基于網(wǎng)格簡化的動態(tài)LOD算法步驟。答案與解析：（1）影響：高LOD保留屋頂、陽臺、空調(diào)外機等細節(jié)，數(shù)據(jù)量呈指數(shù)增長，導(dǎo)致GPU內(nèi)存占用高、幀率下降；低LOD僅保留外包盒或棱柱，壓縮比高，但近景視覺失真嚴重。動態(tài)LOD可在視線靠近時加載高細節(jié)，遠離時簡化，從而平衡壓縮比與幀率。（2）算法（QuadricErrorMetrics,QEM）步驟：①預(yù)處理：為每個頂點計算二次誤差矩陣Q，初始平面由相鄰三角形決定。②邊收縮：選取誤差最小邊(v1,v2)，合并至新頂點v’，更新Qv’=Qv1+Qv2。③更新堆：將受影響的邊重新計算誤差并插入優(yōu)先隊列。④終止條件：達到目標面片數(shù)或誤差閾值。⑤運行時：根據(jù)視距d與屏幕誤差ρ，選擇簡化模型，使得ρ<ε（像素閾值）。（3）優(yōu)化：引入屏幕空間誤差、遮擋剔除與預(yù)取策略，避免突跳；采用漸進網(wǎng)格緩存，實現(xiàn)毫秒級切換。33.闡述基于圖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（GNN）進行交通速度預(yù)測時，如何構(gòu)建“道路段交叉口”異構(gòu)圖，并說明消息傳遞機制對長程依賴的建模原理。答案與解析：（1）構(gòu)圖：節(jié)點：道路段（segment）與交叉口（junction）兩類，分別編碼為v_s、v_j；邊：①segment→junction到達邊，權(quán)重為轉(zhuǎn)向流量比例；②junction→segment出發(fā)邊，權(quán)重為信號相位綠燈時長比；③segment?segment同向鄰接邊，權(quán)重為路段旅行時間；④自環(huán)邊，用于保留自身特征。（2）特征：segment：長度、車道數(shù)、歷史速度序列、POI密度；junction：信號周期、延誤指數(shù)、拓撲度。（3）消息傳遞：采用異構(gòu)GraphSAGE，對每種邊類型r定義聚合函數(shù)：h_v^(k)=σ(W_self·h_v^(k1)+Σ_rW_r·AGG({h_u^(k1),u∈N_r(v)}))AGG：均值池化+注意力權(quán)重，注意力a_r=softmax(q_r^T[h_v||h_u])，可捕捉長程依賴。（4）長程建模：堆疊K=3層，感受野可達2^3=8跳，覆蓋約5km路網(wǎng)；引入門控時間卷積（TCN）作為節(jié)點初始嵌入，使消息攜帶時序上下文；使用殘差連接與LayerNorm，緩解過平滑。（5）輸出：多步預(yù)測，采用Seq2Seq+Attention，損失為MAPE+Huber混合，訓(xùn)練時利用課程學(xué)習逐步增長預(yù)測步長，提升穩(wěn)定性。五、綜合應(yīng)用題（25分）34.某市計劃建設(shè)“數(shù)字孿生排水系統(tǒng)”，需整合管網(wǎng)、地形、建筑、實時傳感器等多源數(shù)據(jù)。請完成下列任務(wù)：（1）設(shè)計一套時空數(shù)據(jù)模型（給出核心表結(jié)構(gòu)，字段名、類型、約束），支持管網(wǎng)拓撲、淹沒模擬與傳感器實時寫入；（8分）（2）說明如何采用開源GIS軟件棧（PostGIS、QGIS、GeoServer、Python）實現(xiàn)“1小時降雨50mm”情景下的內(nèi)澇淹沒范圍計算，并給出關(guān)鍵代碼片段；（10分）（3）列舉三種可視化方案，分別面向應(yīng)急指揮大屏、移動端巡查、公眾發(fā)布，并指出各自技術(shù)要點。（7分）答案與解析：（1）核心表結(jié)構(gòu)①pipe（管網(wǎng)段）idserialPRIMARYKEY,geomgeometry(LineStringZ,3857),diameterfloatCHECK(diameter>0),materialvarchar(20),roughnessfloat,upstream_nodeintREFERENCESnode(id),downstream_nodeintREFERENCESnode(id),slopefloatGENERATEDALWAYSAS(ST_Z(ST_StartPoint(geom))ST_Z(ST_EndPoint(geom)))/ST_Length(geom)STORED②node（井/泵站）idserialPRIMARYKEY,geomgeometry(PointZ,3857),typevarchar(10)CHECK(typeIN('manhole','pump','outfall')),bottom_elevfloat,max_depthfloat③building（建筑）idserialPRIMARYKEY,geomgeometry(Polygon,3857),ground_elevfloat,basementbool,flood_thresholdfloat④dem_1m（柵格高程）ridserialPRIMARYKEY,rastraster,CONSTRAINTenforce_nodata_rastCHECK(ST_BandNoDataValue(rast)=9999)⑤sensor（實時）idserialPRIMARYKEY,node_idintREFERENCESnode(id),tstimestamptz,water_levelfloat,rain_intensityfloat,UNIQUE(node_id,ts)（2）開源棧淹沒計算步驟：①數(shù)據(jù)準備：用QGIS將管網(wǎng)、建筑、dem導(dǎo)入PostGIS；dem重采樣至1m，nodata=9999。②降雨徑流：采用SCSCN法，Python調(diào)用pandaspostgis讀取土地利用，計算CN值，生成徑流量R：```pythonimportpostgisconn=postgis.DB()landuse=conn.read("SELECTlu_code,area,cnFROMlu_cn")P=50mmlambda_=0.2S=(1000/)10R=(Plambda_S)2/(P+(1lambda_)S)```③管網(wǎng)水力：調(diào)用swmmpython，將pipe/node表導(dǎo)出為inp文件，運行后獲取節(jié)點溢流序列。④地表淹沒：采用體積法，將溢流量作為源項，在PostGI