2025年地理信息科學(xué)(地理與地理信息)試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.在Web墨卡托投影（EPSG:3857）中，赤道處1個(gè)像素對(duì)應(yīng)的地面分辨率約為A.0.1mB.1mC.10mD.100m答案：B解析：Web墨卡托在赤道處每像素對(duì)應(yīng)1m，緯度升高分辨率降低，公式為R=156543.03×cosφ/2^z，z為瓦片級(jí)別。2.下列哪項(xiàng)不是OGCSimpleFeatures標(biāo)準(zhǔn)定義的幾何類型A.MultiCurveB.PolyhedralSurfaceC.GeometryCollectionD.TIN答案：D解析：TIN（不規(guī)則三角網(wǎng)）屬于三維表面模型，未被SimpleFeatures標(biāo)準(zhǔn)納入基礎(chǔ)幾何類型。3.利用Sentinel2影像計(jì)算NDVI時(shí)，應(yīng)選用的波段組合為A.B2/B4B.B8/B4C.B8A/B11D.B12/B2答案：B解析：NDVI=(NIRRed)/(NIR+Red)，Sentinel2B8(842nm)為近紅外，B4(665nm)為紅波段。4.在PostGIS中，執(zhí)行ST_Within(A,B)返回TRUE，則下列說法一定成立的是A.A與B邊界相交B.A完全位于B內(nèi)部C.A與B面積相等D.B完全位于A內(nèi)部答案：B解析：ST_Within定義要求A所有點(diǎn)位于B內(nèi)部且A邊界不與B邊界相交。5.無(wú)人機(jī)傾斜攝影測(cè)量中，下視影像與地面夾角通常最接近A.0°B.15°C.45°D.90°答案：A解析：下視影像光軸近似垂直向下，夾角接近0°，傾斜影像才為15°–45°。6.下列空間插值方法中，對(duì)“牛眼”效應(yīng)最敏感的是A.反距離加權(quán)(IDW)B.普通克里金C.樣條函數(shù)D.自然鄰域答案：A解析：IDW權(quán)重與距離冪次成反比，采樣點(diǎn)密集區(qū)易形成同心圓狀高值孤島。7.在GeoPackage中，存儲(chǔ)矢量要素的核心表名約定為A.geometry_columnsB.gpkg_contentsC.gpkg_geometry_columnsD.features答案：C解析：gpkg_geometry_columns記錄要素表的幾何字段元數(shù)據(jù)，是OGC標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)制表。8.當(dāng)DEM水平分辨率為5m，則對(duì)應(yīng)最佳輸出等高距一般取A.0.5mB.2.5mC.10mD.25m答案：B解析：經(jīng)驗(yàn)法則：等高距≈DEM分辨率×0.5–1，2.5m可兼顧精度與可讀性。9.在QGIS中，將WGS84圖層臨時(shí)轉(zhuǎn)為CGCS2000而不另存文件，應(yīng)選用A.保存為…B.設(shè)定圖層CRSC.導(dǎo)出要素D.定義當(dāng)前投影答案：B解析：“設(shè)定圖層CRS”僅重聲明坐標(biāo)系，不進(jìn)行實(shí)際投影變換，滿足臨時(shí)需求。10.下列時(shí)空數(shù)據(jù)庫(kù)索引結(jié)構(gòu)，專為軌跡數(shù)據(jù)優(yōu)化的是A.RtreeB.QuadtreeC.TBtreeD.B+tree答案：C解析：TBtree(TrajectoryBundletree)在三維時(shí)空域內(nèi)對(duì)軌跡段進(jìn)行聚類索引。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分；多選少選均不得分）11.關(guān)于高斯克呂格投影，下列說法正確的是A.中央經(jīng)線無(wú)長(zhǎng)度變形B.同一條經(jīng)線上緯度越高，長(zhǎng)度比越大C.采用分帶投影控制變形D.赤道處面積變形最大E.比例尺因子恒為1答案：A、C解析：B錯(cuò)，長(zhǎng)度比隨緯度升高而減??；D錯(cuò)，兩極面積變形最大；E錯(cuò)，比例尺因子在中央經(jīng)線為0.9996。12.下列屬于LiDAR點(diǎn)云分類中“地面點(diǎn)”濾波算法的是A.漸進(jìn)式三角網(wǎng)加密(PTD)B.形態(tài)學(xué)開運(yùn)算C.基于布料模擬(CSF)D.隨機(jī)森林監(jiān)督分類E.坡度閾值法答案：A、C、E解析：B為柵格形態(tài)學(xué)，不直接用于點(diǎn)云；D需訓(xùn)練樣本，非純幾何濾波。13.在Web地圖切片服務(wù)中，導(dǎo)致“瓦片錯(cuò)位”的常見原因有A.瓦片矩陣集原點(diǎn)不一致B.分辨率級(jí)數(shù)缺失C.坐標(biāo)系不同D.圖片格式不一致E.請(qǐng)求URL拼寫錯(cuò)誤答案：A、B、C解析：D僅影響渲染顏色；E導(dǎo)致404，不造成錯(cuò)位。14.下列Python語(yǔ)句可正確讀取GeoTIFF空間參考的是A.rasterio.open(‘x.tif’).crsB.gdal.Open(‘x.tif’).GetProjection()C.osr.SpatialReference(wkt=…).ExportToProj4()D.ogr.Open(‘x.tif’).GetLayer(0).GetSpatialRef()E.affine.Affine.from_gdal(…)答案：A、B、C解析：D中ogr無(wú)法直接讀取柵格；E僅讀取仿射變換，不含CRS。15.關(guān)于空間數(shù)據(jù)質(zhì)量元素，ISO19157包括A.位置精度B.屬性精度C.完整性D.邏輯一致性E.時(shí)態(tài)一致性答案：A、B、C、D解析：E為19157擴(kuò)展子項(xiàng)，非核心元素。三、判斷改錯(cuò)題（每題2分，共10分；先判對(duì)錯(cuò)，若錯(cuò)則劃線改正）16.在WMTS中，TileMatrixSetLink用于聲明服務(wù)支持哪些投影。答案：錯(cuò)。應(yīng)改為“TileMatrixSetLink用于將圖層與具體TileMatrixSet綁定”。17.使用雙線性重采樣進(jìn)行DEM降尺度會(huì)顯著抬高山峰高程。答案：錯(cuò)。應(yīng)改為“會(huì)平滑地形，降低山峰高程”。18.GeoJSON特征集合中，所有要素必須具有相同屬性字段。答案：錯(cuò)。應(yīng)改為“屬性字段可以不同，GeoJSON允許任意屬性鍵”。19.空間自相關(guān)Moran’sI取值范圍為1到1，0表示完全隨機(jī)。答案：對(duì)。20.在PostGIS中，geometry與geography類型均使用平面索引。答案：錯(cuò)。應(yīng)改為“geography使用球面索引，geometry使用平面索引”。四、填空題（每空1分，共15分）21.在GDAL中，命令`gdalwarps_srsEPSG:4326t_srsEPSG:____rbilinearinput.tifoutput.tif`將WGS84影像轉(zhuǎn)換到UTM50N，應(yīng)填____。答案：32650解析：北半球UTM帶號(hào)=經(jīng)度帶號(hào)+30，120°E對(duì)應(yīng)50N，EPSG=32600+50。22.若某矢量圖層坐標(biāo)范圍X∈[430000,450000]，Y∈[4420000,4440000]，則其適合采用____坐標(biāo)系，中央經(jīng)線____。答案：高斯克呂格3°帶、123°E解析：X均值440000，位于123°E帶（帶號(hào)41）。23.在QGIS表達(dá)式中，計(jì)算多邊形面積的函數(shù)為____，單位與圖層____相關(guān)。答案：$area、CRS解析：$area返回橢球面積或平面面積，取決于項(xiàng)目屬性設(shè)置。24.使用FME進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換時(shí)，需設(shè)置____參數(shù)以保留高精度七參數(shù)，該參數(shù)文件后綴為____。答案：CustomTransformation、.gtf解析：FME支持NTv2(.gsb)及自定義.gtf。25.在Python中，使用pyproj.CRS.from_epsg(____).to_wkt()可獲取CGCS2000的WKT字符串，其EPSG代碼為____。答案：4490解析：CGCS2000地理坐標(biāo)系EPSG:4490。26.在時(shí)空立方體(STCube)模型中，時(shí)間維度通常以____為單元，空間維度以____為單元。答案：epoch、gridcell解析：epoch為最小時(shí)間粒度，gridcell為規(guī)則空間格網(wǎng)。27.根據(jù)《基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1:50001:100001:25000數(shù)字高程模型規(guī)范》，DEM高程中誤差應(yīng)不超過____倍等高距，平地最大不超過____m。答案：1/3、1.0解析：規(guī)范CH/T9009.22010明文規(guī)定。五、簡(jiǎn)答題（每題8分，共24分）28.說明利用Sentinel1GRD影像進(jìn)行洪水監(jiān)測(cè)的技術(shù)流程，并指出關(guān)鍵預(yù)處理步驟。答案：(1)數(shù)據(jù)獲?。哼x取洪水前后雙極化（VV+VH）GRD產(chǎn)品；(2)軌道校正：應(yīng)用精密軌道文件去斜；(3)熱噪聲去除：消除子帶間亮度差異；(4)輻射定標(biāo)：將DN值轉(zhuǎn)為后向散射系數(shù)σ°；(5)地形校正：利用SRTM30mDEM進(jìn)行地形輻射校正；(6)濾波：LeeSigma或RefinedLee抑制相干斑；(7)配準(zhǔn)：將洪水前后影像亞像素級(jí)配準(zhǔn)；(8)變化檢測(cè)：計(jì)算σ°差值，閾值分割提取水體變化；(9)掩膜：使用永久水體掩膜排除常態(tài)水體；(10)精度驗(yàn)證：利用高分辨率光學(xué)影像或?qū)嵉卣{(diào)查構(gòu)建混淆矩陣。解析：Sentinel1C波段對(duì)水體敏感，VV極化在洪水期σ°下降約6–10dB，閾值法結(jié)合Otsu可自動(dòng)確定。29.闡述三維城市模型中LOD（LevelofDetail）概念，并給出CityGML2.0定義的四個(gè)等級(jí)及其幾何特征。答案：LOD0：2.5D，僅含屋頂平面或建筑基底，無(wú)立面結(jié)構(gòu)；LOD1：塊模型，用棱柱體表達(dá)建筑，含平頂，無(wú)屋頂形態(tài)；LOD2：含屋頂結(jié)構(gòu)、煙囪等宏觀特征，可區(qū)分住宅與高層建筑；LOD3：含詳細(xì)門窗、陽(yáng)臺(tái)、外飾紋理，可用于日照分析；LOD4：室內(nèi)細(xì)節(jié)，含房間、樓梯、家具，支持室內(nèi)導(dǎo)航。解析：LOD不僅降低可視化負(fù)載，也減少存儲(chǔ)，CityGML通過ExternalReference實(shí)現(xiàn)多LOD協(xié)同。30.說明如何利用手機(jī)信令大數(shù)據(jù)估算城市常住人口，并討論其誤差來(lái)源。答案：技術(shù)流程：(1)數(shù)據(jù)清洗：剔除測(cè)試卡、物聯(lián)網(wǎng)卡；(2)空間化：將基站轉(zhuǎn)換為250m格網(wǎng)，使用Voronoi或加權(quán)覆蓋；(3)駐留識(shí)別：連續(xù)≥2小時(shí)且每日≥20:00–次日06:00出現(xiàn)在同一格網(wǎng)記為夜間駐留；(4)用戶分類：連續(xù)30天≥20天夜間駐留記為常住人口；(5)擴(kuò)樣：按運(yùn)營(yíng)商市場(chǎng)份額(通常占全市用戶30%)擴(kuò)樣，公式P=U/α，α為滲透率；(6)校正：利用街道普查人口建立回歸模型，調(diào)整系數(shù)。誤差來(lái)源：a.一人多卡導(dǎo)致高估；b.老人兒童低持有率導(dǎo)致低估；c.邊界基站信號(hào)漂移；d.節(jié)假日返鄉(xiāng)波動(dòng)；e.滲透率α?xí)r空變化。解析：可引入家庭寬帶IP與信令融合，降低多卡偏差。六、計(jì)算題（共16分）31.已知某區(qū)域DEM柵格分辨率為10m，一山谷線兩端點(diǎn)平面坐標(biāo)A(500000,3500000)、B(500300,3500300)，高程分別為120m、90m。(1)計(jì)算AB坡度（百分比與度數(shù)，保留2位小數(shù)）；(2)若采用D8算法，求中心柵格流向值（1128編碼）及匯流累積量增量；(3)若在該山谷建設(shè)一條水平梯田，梯田寬20m，需開挖土方量（m3/m），假設(shè)田面水平，邊坡1:1，土壤自然休止角35°。答案：(1)水平距離d=√(3002+3002)=424.26m高差h=30m坡度百分比=30/424.26×100%=7.07%坡度角度=arctan(0.0707)=4.05°(2)D8流向：方向向東南，編碼=128/2=64匯流累積量增量：?jiǎn)螙鸥褙暙I(xiàn)=1，流向64，下游接收+1(3)梯田斷面：田面寬20m，邊坡1:1，則挖方斷面為直角三角形，高h(yuǎn)=20/2=10m斷面面積=0.5×10×10=50m2單位長(zhǎng)度土方量=50m3/m解析：D8流向編碼以2的冪表示，東南為2^6=64；梯田斷面按中線對(duì)稱，挖填平衡時(shí)斷面為等腰直角。七、綜合應(yīng)用題（共40分）32.某市計(jì)劃建設(shè)智慧停車平臺(tái)，需整合路內(nèi)泊位、路外停車場(chǎng)、充電樁及動(dòng)態(tài)交通數(shù)據(jù)。請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一套基于微服務(wù)的時(shí)空數(shù)據(jù)架構(gòu)，要求：a.說明數(shù)據(jù)來(lái)源與格式；b.給出空間數(shù)據(jù)庫(kù)選型與分層模型；c.描述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)接入與流處理框架；d.闡述如何支持時(shí)空查詢“查找未來(lái)1小時(shí)內(nèi)周邊500m空閑泊位≥5個(gè)的停車場(chǎng)”；e.評(píng)估隱私風(fēng)險(xiǎn)并提出脫敏方案。答案：a.數(shù)據(jù)來(lái)源：路內(nèi)泊位：地磁+攝像頭，MQTT/JSON，30s上報(bào)；路外停車場(chǎng)：道閘系統(tǒng)，REST/CSV，5min；充電樁：國(guó)網(wǎng)平臺(tái)，Kafka/ProtoBuf，10s；動(dòng)態(tài)交通：浮動(dòng)車GPS，HTTP/GeoJSON，1min。b.數(shù)據(jù)庫(kù)：PostgreSQL+PostGIS+TimescaleDB擴(kuò)展，支持時(shí)空分區(qū)；分層：1)Raw層：原始JSON，保留30d；2)Standard層：清洗后點(diǎn)事件，EPSG:4547；3)Business層：泊位狀態(tài)快照表（btree+BRIN索引）；4)Service層：物化視圖，格網(wǎng)聚合。c.流處理：ApacheFlinkCEP，消費(fèi)Kafka，窗口5min，計(jì)算泊位周轉(zhuǎn)率；使用UDTF將WGS84實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)CGCS2000；結(jié)果寫回KafkaTopic:parkingrt。d.時(shí)空查詢：用戶上傳當(dāng)前位置P(x,y)；PostGISSQL：```sqlSELECTp.pid,,count()FROMparking_lotpJOINberthbONST_Contains(p.geom,b.geom)JOINberth_eventeONb.bid=e.bidWHEREe.tsBETWEENnow()ANDnow()+interval'1hour'ANDe.status='free'ANDST_DWithin(p.geom,ST_SetSRID(ST_MakePoint(x,y),4547),500)GROUPBYp.pidHAVINGcount()>=5;```采用ST_DWithin+GiST索引，查詢耗時(shí)<100ms。e.隱私風(fēng)險(xiǎn)：連續(xù)軌跡可推斷用戶住址；脫敏：1)位置模糊化：隨機(jī)偏移100–200m；2)時(shí)間擾動(dòng)：±5min；3)k匿名：k≥5，確保同一發(fā)布區(qū)≥5條記錄；4)差分隱私：添加Laplace噪聲ε=1.0。解析：微服務(wù)按DDD拆分，泊位、支付、誘導(dǎo)屏獨(dú)立部署；時(shí)空分區(qū)按“天+空間哈?！碧嵘⑿校籅RIN索引對(duì)時(shí)間列壓縮比達(dá)20:1。33.某省擬利用2000–2020年五期Landsat影像監(jiān)測(cè)人工林?jǐn)U張，面積>1km2，要求總體精度>90%。請(qǐng)完成：(1)影像預(yù)處理步驟列表；(2)分類體系與樣本布設(shè)方案；(3)特征選擇及時(shí)序建模方法；(4)精度驗(yàn)證與不確定性報(bào)告；(5)用Python偽代碼展示隨機(jī)森林分類核心片段。答案：(1)預(yù)處理：去云：CFMask、Fmask4.0；大氣校正：LEDAPS/LEDAPS2；地形校正：SCS+C；配準(zhǔn)：RMS誤差<0.5pixel；歸一化：NDVI、EVI、NBR、TCW。(2)分類體系：人工林、天然林、耕地、水體、建設(shè)用地、裸地；樣本：分層隨機(jī)，每期>3000點(diǎn)，使用GoogleEarth高分辨率影像輔助，人工林樣本額外結(jié)合林業(yè)小班記錄；時(shí)間一致性檢查：20%樣本跨期共享。(3)特征：光譜：6個(gè)波段+NDVI+TC三成分；時(shí)序：Hants擬合后提取振幅、相位、積分；紋理：GLCM均值；地形：DEM、坡度、TPI；共38維，用Boruta算法剔除無(wú)關(guān)特征。建模：隨機(jī)森林500棵樹，mtry=sqrt(38)，class_weight平衡。(4)驗(yàn)證：獨(dú)立驗(yàn)證樣本>1500點(diǎn)；混淆矩陣，計(jì)算用戶/制圖者精度；面積不確定性：采用GoodPracticesforEstimatingArea