2025年地理信息系統(tǒng)專業(yè)考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，錯(cuò)選、多選均不得分）1.在WebGIS中，OGCWMS服務(wù)返回的地圖圖像格式通常不包括A.PNG24??B.JPEG??C.GeoTIFF??D.GIF答案：C解析：WMS協(xié)議規(guī)定GetMap操作可返回PNG、JPEG、GIF等柵格格式，GeoTIFF屬于帶地理參考的柵格文件，非WMS標(biāo)準(zhǔn)輸出格式。2.利用Sentinel2影像計(jì)算NDVI時(shí)，正確的波段組合是A.B2B4??B.B8B4??C.B8AB11??D.B12B8A答案：B解析：NDVI=(NIRRed)/(NIR+Red)，Sentinel2的B8(近紅外)與B4(紅)對應(yīng)NIR與Red。3.在PostGIS中，用于判斷幾何對象A是否完全位于幾何對象B內(nèi)部的函數(shù)是A.ST_Within??B.ST_Contains??C.ST_Covers??D.ST_Intersects答案：A解析：ST_Within(A,B)返回真表示A所有點(diǎn)不在B邊界上且A所有點(diǎn)在B內(nèi)部，與ST_Contains邏輯相反。4.下列關(guān)于時(shí)空立方體（SpaceTimeCube）的描述，錯(cuò)誤的是A.時(shí)間維以垂直軸表達(dá)??B.軌跡可可視化為三維折線??C.適合展示點(diǎn)事件密度變化??D.無法嵌入屬性查詢答案：D解析：時(shí)空立方體支持三維交互與屬性查詢，可通過垂直時(shí)間軸聯(lián)動(dòng)二維地圖。5.在ArcGISPro中，將柵格數(shù)據(jù)重采樣為較粗分辨率時(shí)，采用“Majority”方法適用于A.連續(xù)高程數(shù)據(jù)??B.土地利用類別數(shù)據(jù)??C.氣溫插值表面??D.坡度百分比答案：B解析：Majority取鄰域內(nèi)出現(xiàn)次數(shù)最多的像元值，適用于離散型類別數(shù)據(jù)。6.下列關(guān)于GeoPackage與Shapefile的對比，正確的是A.GeoPackage僅支持矢量??B.Shapefile字段名最長可達(dá)255字節(jié)??C.GeoPackage采用SQLite容器??D.Shapefile支持存儲柵格金字塔答案：C解析：GeoPackage是基于SQLite的OGC標(biāo)準(zhǔn)容器，支持矢量和柵格；Shapefile字段名≤10字節(jié)，不支持柵格金字塔。7.在QGIS中，使用“GeometryGenerator”符號化時(shí)，表達(dá)式buffer($geometry,0.01)的單位取決于A.項(xiàng)目CRS??B.圖層CRS??C.地圖畫布單位??D.用戶自定義單位答案：B解析：GeometryGenerator使用圖層源CRS的坐標(biāo)單位，若圖層為WGS84則單位為度。8.下列關(guān)于激光雷達(dá)點(diǎn)云分類的說法，正確的是A.ASPRS標(biāo)準(zhǔn)中，類別6代表地面??B.類別2代表低植被??C.類別20用于忽略點(diǎn)??D.類別1代表未分類答案：D解析：ASPRSLAS1.4標(biāo)準(zhǔn)中，類別1為未分類，類別2為地面，類別35為植被，類別20為忽略點(diǎn)。9.在GDAL命令行中，將矢量轉(zhuǎn)為柵格且指定字段“POP”作為像元值，應(yīng)使用A.gdal_translate??B.gdalwarp??C.gdal_rasterize??D.ogr2ogr答案：C解析：gdal_rasterizeaPOPinput.shpoutput.tif可將矢量字段值柵格化。10.下列關(guān)于空間索引R樹的描述，錯(cuò)誤的是A.采用強(qiáng)制重新插入策略??B.節(jié)點(diǎn)覆蓋最小化??C.查詢時(shí)間復(fù)雜度O(n)??D.支持高維數(shù)據(jù)答案：C解析：R樹查詢平均復(fù)雜度為O(logn)，最壞情況O(n)但極少出現(xiàn)。二、多項(xiàng)選擇題（每題3分，共15分。每題有兩個(gè)或以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）11.下列哪些方法可用于解決遙感影像“同物異譜”問題A.多特征融合??B.面向?qū)ο蠓诸??C.光譜角填圖??D.引入紋理特征??E.降低空間分辨率答案：A、B、D解析：同物異譜指同類地物光譜差異大，可通過融合形狀/紋理/上下文特征或面向?qū)ο蠓椒ň徑猓还庾V角填圖對光譜曲線敏感，降低分辨率會加劇混合像元。12.在PostgreSQL/PostGIS中，以下哪些操作會觸發(fā)空間索引掃描A.SELECTFROMroadsWHEREST_DWithin(geom,ST_MakePoint(120,30),1000);B.SELECTST_Area(geom)FROMparcels;C.SELECTFROMparcelsWHEREST_Intersects(geom,ST_GeomFromText('POLYGON(...)'));D.CREATEINDEXidxONparcelsUSINGGIST(geom);E.UPDATEparcelsSETgeom=ST_Rotate(geom,45)WHEREid=1;答案：A、C解析：ST_DWithin與ST_Intersects為空間過濾條件，優(yōu)化器選擇GIST索引；ST_Area、ST_Rotate僅計(jì)算不掃描索引。13.下列關(guān)于Web墨卡托投影（EPSG:3857）的說法，正確的有A.原點(diǎn)位于赤道與本初子午線交點(diǎn)??B.南北緯85.0511°以上無法表達(dá)??C.比例尺隨緯度升高而增大??D.等角性質(zhì)保持??E.適合量算面積答案：B、D解析：Web墨卡托為等角圓柱投影，緯度±85.0511°以上Y值溢出；比例尺隨緯度升高而減小，面積變形嚴(yán)重。14.在深度學(xué)習(xí)語義分割網(wǎng)絡(luò)中，以下哪些技術(shù)可緩解遙感影像“邊緣鋸齒”現(xiàn)象A.使用DiceLoss??B.引入ConditionalRandomField后處理??C.采用LargeKernelConv??D.應(yīng)用邊界加權(quán)Loss??E.增加Dropout層答案：B、D解析：CRF可平滑邊緣；邊界加權(quán)Loss強(qiáng)化邊緣像素權(quán)重；DiceLoss緩解類別不平衡但對邊緣平滑有限；大卷積核與Dropout不直接針對鋸齒。15.下列關(guān)于GeoJSON與TopoJSON的描述，正確的有A.TopoJSON消除冗余頂點(diǎn)??B.GeoJSON支持曲面幾何??C.TopoJSON文件通常更小??D.GeoJSON坐標(biāo)順序?yàn)閘on,lat??E.TopoJSON無法存儲屬性答案：A、C、D解析：TopoJSON通過弧段共享壓縮；GeoJSON僅支持平面幾何；坐標(biāo)順序?yàn)榻?jīng)度、緯度；兩者均可存儲屬性。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）16.在GRASSGIS中，區(qū)域設(shè)置（region）僅影響顯示范圍，不影響分析結(jié)果。答案：×解析：region定義計(jì)算范圍和分辨率，直接影響柵格分析結(jié)果。17.使用無人機(jī)影像生成DSM時(shí)，需進(jìn)行地面控制點(diǎn)（GCP）布設(shè)以提高絕對精度。答案：√解析：GCP可將SfM重建坐標(biāo)系與實(shí)地坐標(biāo)系對齊，減少尺度與姿態(tài)誤差。18.在QGIS中，虛擬圖層（VirtualLayer）支持使用SQLite語法但無法調(diào)用空間函數(shù)。答案：×解析：虛擬圖層基于SpatiaLite，可調(diào)用ST_Union、ST_Buffer等空間函數(shù)。19.當(dāng)空間自相關(guān)Moran’sI值為0.8時(shí)，表明數(shù)據(jù)呈現(xiàn)顯著空間離散。答案：√解析：Moran’sI∈[1,1]，負(fù)值表示負(fù)相關(guān)，0.8為強(qiáng)離散。20.在GDAL中，使用gdalbuildvrt可以將多個(gè)不同投影的柵格直接拼接為無裂縫影像。答案：×解析：gdalbuildvrt僅創(chuàng)建虛擬格式，不自動(dòng)重投影，需先用gdalwarp統(tǒng)一投影。21.激光雷達(dá)回波次數(shù)（ReturnNumber）為3表示該激光脈沖共返回3次，且當(dāng)前為第3次。答案：√解析：LAS標(biāo)準(zhǔn)中ReturnNumber記錄當(dāng)前回波序號，NumberofReturns記錄總回波數(shù)。22.在ArcMap中，字段計(jì)算器使用Python語法時(shí)，!SHAPE.area!返回要素投影后的面積。答案：√解析：!SHAPE.area!調(diào)用幾何字段面積屬性，基于數(shù)據(jù)框坐標(biāo)系單位。23.使用Sentinel1GRD產(chǎn)品進(jìn)行船只檢測時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行熱噪聲去除與輻射定標(biāo)。答案：√解析：GRD產(chǎn)品含熱噪聲與雷達(dá)交叉效應(yīng)，預(yù)處理可提升檢測精度。24.在PostGIS中，執(zhí)行ST_Union聚合后，結(jié)果幾何類型必定為MULTI類型。答案：×解析：若聚合結(jié)果僅含單部分且拓?fù)湎噜?，可返回SINGLE類型。25.在WebGIS開發(fā)中，使用Cesium加載3DTiles時(shí)，tileset.json的root.transform矩陣用于局部坐標(biāo)系到WGS84的轉(zhuǎn)換。答案：√解析：transform為4×4仿射矩陣，將tileset局部坐標(biāo)轉(zhuǎn)換到地心坐標(biāo)系。四、填空題（每空2分，共20分）26.在GDAL中，使用________函數(shù)可將柵格數(shù)據(jù)類型由Float32轉(zhuǎn)換為Byte，并執(zhí)行線性拉伸，其Python接口為gdal.________。答案：gdal.Translate，Translate解析：gdal.Translate(dst,src,outputType=gdal.GDT_Byte,scaleParams=[])完成類型轉(zhuǎn)換與拉伸。27.在QGIS表達(dá)式中，獲取當(dāng)前要素幾何外接圓面積的函數(shù)為________。答案：bounds($geometry)返回外接矩形，area(min_enclosing_circle($geometry))解析：需組合min_enclosing_circle與area函數(shù)。28.在PostGIS中，計(jì)算兩點(diǎn)沿大圓距離的函數(shù)為________，單位________。答案：ST_DistanceSphere，米解析：ST_DistanceSphere(geom1,geom2)基于球體模型返回米。29.在ArcGISPro中，使用________工具可將LAS數(shù)據(jù)集按類別提取為獨(dú)立柵格，其中地面類對應(yīng)類別代碼________。答案：LASDatasetToRaster，2解析：工具支持按分類代碼過濾，ASPRS地面類為2。30.在Python的geopandas庫中，將GeoDataFrame坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換為EPSG:4527，應(yīng)調(diào)用________方法，參數(shù)為________。答案：to_crs，epsg=4527解析：gdf.to_crs(epsg=4527)完成動(dòng)態(tài)投影變換。31.在OGC標(biāo)準(zhǔn)中，WFS請求獲取要素時(shí)，參數(shù)________用于限制返回屬性字段，參數(shù)________用于指定返回格式。答案：PROPERTYNAME，OUTPUTFORMAT解析：GetFeature操作中PROPERTYNAME指定字段，OUTPUTFORMAT指定如application/json。32.在激光雷達(dá)點(diǎn)云濾波算法中，________算法基于漸進(jìn)式三角網(wǎng)加密，其開源實(shí)現(xiàn)為________。答案：PTD（ProgressiveTINDensification），LAStools/lasground解析：PTD由Axelsson提出，LAStools提供高效實(shí)現(xiàn)。33.在遙感影像分類中，________指數(shù)利用短波紅外與近紅外波段比值，可增強(qiáng)________地物信息。答案：NDSI（NormalizedDifferenceSnowIndex），雪/冰解析：NDSI=(GreenSWIR)/(Green+SWIR)，Sentinel2中對應(yīng)B3與B11。34.在Cesium中，創(chuàng)建動(dòng)態(tài)實(shí)體并設(shè)置位置隨時(shí)間變化，需實(shí)例化________對象，并為________屬性提供SampledPositionProperty。答案：Entity，position解析：entity.position=newCesium.SampledPositionProperty()實(shí)現(xiàn)軌跡動(dòng)態(tài)插值。35.在GRASSGIS的r.sim.water模塊中，參數(shù)________表示單點(diǎn)降雨強(qiáng)度，單位________。答案：rain，mm/h解析：rain參數(shù)定義降雨強(qiáng)度，用于坡面徑流模擬。五、簡答題（每題8分，共24分）36.簡述多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)融合中“語義不一致”問題的產(chǎn)生原因及解決思路。答案：產(chǎn)生原因：①不同來源對同一地物定義粒度不同，如“水域”在A數(shù)據(jù)為面狀水體，在B數(shù)據(jù)含河道中心線；②屬性編碼標(biāo)準(zhǔn)差異，如土地利用分類體系分別為GB/T21010與FAOLCCS；③幾何表達(dá)差異，如道路在矢量數(shù)據(jù)中為雙線，在OSM中為單線。解決思路：①建立統(tǒng)一本體，通過語義映射表將異類編碼對齊至核心詞匯；②采用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行實(shí)例級匹配，利用隨機(jī)森林或GNN學(xué)習(xí)幾何、拓?fù)?、屬性?lián)合特征；③引入眾包驗(yàn)證與專家知識迭代修正；④發(fā)布關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)（LinkedData）使用SKOS描述概念層次，支持SPARQL查詢；⑤在融合階段采用貝葉斯推理計(jì)算語義相似度，加權(quán)合并屬性。37.說明利用Sentinel2時(shí)序影像進(jìn)行冬小麥識別時(shí)，如何構(gòu)建NDVI時(shí)間序列并采用SavitzyGolay濾波平滑，給出Python偽代碼并解釋關(guān)鍵參數(shù)。答案：步驟：①下載Sentinel2L2A產(chǎn)品，按作物區(qū)矢量裁剪；②使用SNAP或gdal計(jì)算每幅影像NDVI=(B8B4)/(B8+B4)；③按像元堆疊時(shí)序，構(gòu)建形狀為(h,w,t)的三維數(shù)組；④應(yīng)用SavitzyGolay濾波，關(guān)鍵參數(shù)：窗口長度window=11，多項(xiàng)式階數(shù)polyorder=3，axis=2沿時(shí)間軸平滑；⑤對平滑后序列提取冬小麥典型“雙峰”特征，采用動(dòng)態(tài)時(shí)間規(guī)整（DTW）與模板匹配。偽代碼：```pythonimportgdal,numpyasnpfromscipy.signalimportsavgol_filter讀取時(shí)序NDVIstack=np.stack([gdal.Open(f).ReadAsArray()forfinndvi_list],axis=0)shape=(t,h,w)sg_ndvi=savgol_filter(stack,window_length=11,polyorder=3,axis=0)保存driver=gdal.GetDriverByName('GTiff')out=driver.Create('sg_ndvi.tif',w,h,t,gdal.GDT_Float32)foriinrange(t):out.GetRasterBand(i+1).WriteArray(sg_ndvi[i])```關(guān)鍵參數(shù)：window_length需為奇數(shù)且大于polyorder，通常覆蓋57個(gè)觀測；polyorder過高會過擬合。38.闡述在三維GIS中實(shí)現(xiàn)地下管線爆裂模擬時(shí)，如何基于CFD與GIS耦合框架進(jìn)行空間分析，并說明數(shù)據(jù)流程。答案：數(shù)據(jù)流程：①GIS提供管線網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、管徑、材質(zhì)、埋深、周邊地質(zhì)體網(wǎng)格；②將管網(wǎng)中心線轉(zhuǎn)為三維體素網(wǎng)格，標(biāo)記管壁與流體區(qū)域；③在OpenFOAM中設(shè)置邊界條件：入口壓力0.4MPa，出口大氣壓，管壁材料彈性模量2.1e11Pa；④耦合至GIS：通過Python腳本將OpenFOAM體素結(jié)果（壓力、速度、溫度）按坐標(biāo)映射回體數(shù)據(jù)模型（VDB格式）；⑤在QGIS三維視圖加載地質(zhì)體TIN與體素柵格，使用自定義著色器按壓力閾值渲染；⑥利用ParaviewCatalyst實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)推送，在GIS面板嵌入WebGL幀，實(shí)現(xiàn)交互漫游；⑦空間分析：對地上建筑基礎(chǔ)面進(jìn)行緩沖區(qū)分析，若壓力>30kPa且距離<5m，則觸發(fā)“高風(fēng)險(xiǎn)”警報(bào)，輸出GeoJSON供市政系統(tǒng)調(diào)用。六、綜合應(yīng)用題（共31分）39.某市計(jì)劃新建一座垃圾焚燒廠，需進(jìn)行多因子空間選址。給定數(shù)據(jù)：①居民點(diǎn)矢量（population字段）；②道路網(wǎng)（等級字段）；③河流緩沖區(qū)（已預(yù)先生成50m、100m、200m）；④土地利用柵格（代碼：1=建成區(qū)，2=農(nóng)田，3=林地，4=水體）；⑤數(shù)字高程模型（DEM，5m分辨率）。（1）列出選址約束條件并轉(zhuǎn)化為GIS可執(zhí)行規(guī)則（10分）；（2）設(shè)計(jì)技術(shù)路線圖，說明所用工具、參數(shù)及順序（10分）；（3）給出Python+GeoPandas+Rastersio代碼框架，實(shí)現(xiàn)因子標(biāo)準(zhǔn)化與加權(quán)疊加，權(quán)重通過AHP計(jì)算得到W=[0.35,0.25,0.2,0.2]分別對應(yīng)距離居民點(diǎn)、距離道路、高程、土地利用適宜性（11分）。答案：（1）約束規(guī)則：C1：禁止落在水體及200m內(nèi)（lu=4或河流200m內(nèi)→排除）；C2：禁止坡度>15°（基于DEM計(jì)算slope>15→排除）；C3：距離居民點(diǎn)≥800m（歐氏距離柵格，值<800→排除）；C4：必須距離主干道≤1000m且等級≥2（道路網(wǎng)絡(luò)緩沖區(qū)，等級1為高速，2為國道）；C5：土地利用僅限農(nóng)田或林地（lu=2或3），建成區(qū)禁止。（2）技術(shù)路線：①數(shù)據(jù)預(yù)處理：統(tǒng)一至CGCS2000/3degree120E投影；②生成衍生數(shù)據(jù)：歐氏距離居民點(diǎn)、歐氏距離道路、坡度、重分類土地利用；③按約束做布爾掩膜，得可行域；④在可行域內(nèi)對4個(gè)因子標(biāo)準(zhǔn)化至0255：距離居民點(diǎn)采用負(fù)指數(shù)衰減，距離道路采用線性衰減，高程采用低值優(yōu)，土地利用按專家知識賦分（農(nóng)田200、林地180、建成區(qū)0、水體0）；⑤加權(quán)疊加得適宜性S；⑥按自然斷點(diǎn)法分5級，提取前兩級作為推薦地塊；⑦將推薦地塊轉(zhuǎn)為矢量，計(jì)算面積、重心坐標(biāo)，輸出PDF報(bào)告與Web地圖服務(wù)。（3）代碼框架：```pythonimportgeopandasasgpd,rasterioasrio,numpyasnpfromrasterio.featuresimportshapes讀取pop=gpd.read_file('resident.shp')road=gpd.read_file('road.shp')dem=rio.open('dem.tif')lu=rio.open('landuse.tif')參數(shù)res=dem.res[0]距離居民點(diǎn)fromrasterio.enumsimportResamplingdefrasterize_distance(gdf,ref,name):meta=ref.meta.copy();meta.update(dtype='float32',count=1)dist=np.full((ref.height,ref.width),np.nan)柵格化后歐氏距離gdf_r=gdf.to_crs(ref.crs)geom=[(g,1)forgingdf_r.geometry]mask=rio.features.rasterize(geom,out_shape=(ref.height,ref.width),transform=ref.transform)fromscipy.ndimageimportdistance_edtdist=distance_edt(1mask)reswithrio.open(name,'w',meta)asdst:dst.write(dist,1)rasterize_distance(pop,dem,'dist_pop.tif')距離道路（等級≥2）road2=road[road['grade']>=2]rasterize_distance(road2,dem,'dist_road.tif')坡度slope=np.degrees(np.arctan(np.gradient(dem.read(1),res)))土地利用重分類lu_arr=lu.read(1)lu_score=np.where(lu_arr==2,200,np.where(lu_arr==3,180,0))標(biāo)準(zhǔn)化至0255defnorm255(x,reverse=False):