地質(zhì)大數(shù)據(jù)分析與資源優(yōu)化配置試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)內(nèi)）1.在地質(zhì)大數(shù)據(jù)預(yù)處理階段，針對(duì)測(cè)井曲線存在的“飛點(diǎn)”異常，下列哪種算法對(duì)長尾噪聲最穩(wěn)??？（）A.3σ準(zhǔn)則剔除B.箱型圖IQR剔除C.基于MAD的Zscore剔除D.移動(dòng)平均平滑【答案】C2.某金屬礦床三維模型體素尺寸為5m×5m×5m，若采用八叉樹編碼壓縮，當(dāng)?shù)V化品位變化系數(shù)CV=45%，最優(yōu)葉節(jié)點(diǎn)劃分閾值通常?。海ǎ〢.0.1B.0.25C.0.5D.0.9【答案】B3.在資源量估算中，將地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)序貫高斯模擬（SGS）與機(jī)器學(xué)習(xí)耦合時(shí)，最能保持空間相關(guān)性的做法是：（）A.用隨機(jī)森林直接預(yù)測(cè)塊段品位B.以SGS結(jié)果作為標(biāo)簽訓(xùn)練CNNC.將變差函數(shù)嵌入損失函數(shù)D.采用貝葉斯優(yōu)化超參數(shù)【答案】C4.某勘查區(qū)擁有1∶2000高精度磁測(cè)數(shù)據(jù)，若利用小波多尺度邊緣檢測(cè)提取斷裂，其首要步驟是：（）A.對(duì)原始網(wǎng)格做低通濾波B.計(jì)算垂向?qū)?shù)C.選取母小波并確定分解層數(shù)D.做化極處理【答案】D5.在構(gòu)建“數(shù)字礦山”知識(shí)圖譜時(shí)，將鉆孔、采場(chǎng)、設(shè)備作為實(shí)體，下列關(guān)系類型屬于“對(duì)象屬性”的是：（）A.鉆孔→揭露→礦體B.鏟運(yùn)機(jī)→型號(hào)→ST1030C.采場(chǎng)→包含→礦石D.礦體→賦存→斷層【答案】B6.利用Sentinel2多光譜數(shù)據(jù)開展鐵染異常提取，對(duì)B2、B4、B11波段進(jìn)行主成分分析，若PC3特征向量中B4系數(shù)為負(fù)且絕對(duì)值最大，則PC3圖像中高值代表：（）A.植被覆蓋B.鐵染富集C.陰影水體D.人工建筑【答案】B7.在基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的采掘計(jì)劃優(yōu)化中，狀態(tài)空間若包含“剩余可采儲(chǔ)量+塊段品位+設(shè)備位置”，則動(dòng)作空間通常設(shè)計(jì)為：（）A.連續(xù)鏟裝速度B.離散塊段開采順序C.設(shè)備維護(hù)周期D.爆破孔網(wǎng)參數(shù)【答案】B8.某金礦床采用Micromine軟件建立普通克里格模型，當(dāng)搜索橢球體方位角與礦體走向相差15°時(shí)，會(huì)導(dǎo)致：（）A.塊段方差顯著降低B.品位分布出現(xiàn)“牛眼”C.資源量估算偏高D.搜索鄰域樣減少【答案】B9.在Python中使用pandas處理勘查地球化學(xué)數(shù)據(jù)時(shí)，若需對(duì)Au元素低于檢出限的樣本賦值為1/2LOD，最佳操作是：（）A.df.loc[df.Au<LOD,'Au']=LOD/2B.df.Au=df.Au.mask(df.Au<LOD,LOD/2)C.df['Au'][df['Au']<LOD]=LOD/2D.df.where(df.Au>=LOD,other=LOD/2,inplace=True)【答案】B10.對(duì)海量地震剖面采用UNet做斷層自動(dòng)識(shí)別，若訓(xùn)練集與測(cè)試集來自不同年代采集的測(cè)網(wǎng)，最易引起：（）A.過擬合B.欠擬合C.域偏移D.梯度消失【答案】C11.在資源優(yōu)化配置線性規(guī)劃模型中，若某金屬價(jià)格服從均值回歸過程，則目標(biāo)函數(shù)系數(shù)應(yīng)采用：（）A.現(xiàn)貨均價(jià)B.隨機(jī)規(guī)劃期望C.確定性等價(jià)D.蒙特卡洛模擬均值【答案】C12.某銅礦采用分塊崩落法，利用RFID統(tǒng)計(jì)出礦品位，若發(fā)現(xiàn)拉底順序與出礦品位相關(guān)系數(shù)僅0.28，說明：（）A.拉底順序?qū)ζ肺豢刂谱饔萌魾.礦體空間變異大C.RFID數(shù)據(jù)存在系統(tǒng)誤差D.放礦口堵塞嚴(yán)重【答案】A13.在地質(zhì)大數(shù)據(jù)湖（DataLake）架構(gòu)中，原始測(cè)井曲線存儲(chǔ)格式最佳選擇為：（）A.ShapefileB.LAS2.0C.NetCDFD.GeoPackage【答案】B14.利用GPU加速三維地質(zhì)模型體素化時(shí)，對(duì)CUDA核函數(shù)而言，決定線程塊大小的關(guān)鍵參數(shù)是：（）A.寄存器數(shù)量B.共享內(nèi)存容量C.最大線程數(shù)D.常量內(nèi)存【答案】B15.在基于聚類算法圈定化探異常時(shí)，若采用DBSCAN，對(duì)AuAgPb多元素組合，距離度量宜選：（）A.歐氏距離B.馬氏距離C.余弦相似度D.漢明距離【答案】B16.某鐵礦利用無人機(jī)航磁測(cè)量，測(cè)線高度100m，若要求水平分辨優(yōu)于5m，則采樣頻率至少為：（）A.10HzB.20HzC.40HzD.60Hz【答案】C17.在礦山物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，對(duì)振動(dòng)信號(hào)做FFT前加Hanning窗的主要目的是：（）A.提高頻率分辨率B.抑制頻譜泄漏C.降低運(yùn)算量D.消除直流分量【答案】B18.對(duì)巖心高光譜數(shù)據(jù)做SAM（光譜角填圖）時(shí)，若參考光譜來自濕樣，而像元光譜為干樣，則SAM角會(huì)：（）A.增大B.減小C.不變D.先增后減【答案】A19.在資源量分類合資格人報(bào)告中，若采用“大數(shù)據(jù)+機(jī)器學(xué)習(xí)”估算，JORC規(guī)范要求必須披露：（）A.算法源代碼B.訓(xùn)練測(cè)試集劃分策略C.GPU型號(hào)D.超參數(shù)網(wǎng)格【答案】B20.某鉛鋅礦利用多目標(biāo)粒子群優(yōu)化（MOPSO）配置采選計(jì)劃，若Pareto前沿出現(xiàn)“斷尾”，最可能原因是：（）A.種群規(guī)模過小B.慣性權(quán)重過大C.約束條件過嚴(yán)D.外部存檔溢出【答案】C二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或兩個(gè)以上正確答案，多選、少選、錯(cuò)選均不得分）21.下列屬于地質(zhì)大數(shù)據(jù)“5V”特征的有：（）A.VolumeB.VelocityC.VeracityD.Viscosity【答案】A、B、C22.在建立找礦預(yù)測(cè)模型時(shí)，對(duì)1∶50000化探數(shù)據(jù)做空間插值前必須完成的步驟包括：（）A.樣點(diǎn)坐標(biāo)系統(tǒng)一B.重復(fù)樣分析C.全局異常剔除D.數(shù)據(jù)對(duì)數(shù)比變換【答案】A、B、D23.某金礦利用XGBoost做礦體邊界識(shí)別，為提高模型可解釋性，可采?。海ǎ〢.SHAP值分析B.置換特征重要性C.部分依賴圖D.集成LIME【答案】A、B、C、D24.在礦山資源優(yōu)化配置中，屬于“硬約束”的有：（）A.年采掘能力B.選廠處理量C.金屬價(jià)格預(yù)期D.尾礦庫容量【答案】A、B、D25.下列算法可用于三維地質(zhì)隱式建模的有：（）A.RadialBasisFunctionB.DiscreteSmoothInterpolationC.MarchingCubesD.LevelSetMethod【答案】A、B、D26.對(duì)鉆孔巖心圖像做深度學(xué)習(xí)巖性分類時(shí)，數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)包括：（）A.隨機(jī)旋轉(zhuǎn)B.色彩抖動(dòng)C.CutMixD.透視變換【答案】A、B、C、D27.在資源量不確定性傳播中，拉丁超立方抽樣的優(yōu)點(diǎn)有：（）A.方差降低B.樣本相關(guān)性小C.可并行化D.對(duì)高維問題穩(wěn)健【答案】A、B、C、D28.利用InSAR監(jiān)測(cè)采空區(qū)地表沉降時(shí)，需改正的誤差源包括：（）A.軌道誤差B.大氣延遲C.DEM誤差D.多路徑效應(yīng)【答案】A、B、C29.在礦山物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議中，具備低功耗、高穿透特點(diǎn)的有：（）A.NBIoTB.LoRaC.ZigBeeD.5G毫米波【答案】A、B30.下列關(guān)于“區(qū)塊鏈+礦產(chǎn)交易”描述正確的有：（）A.可實(shí)現(xiàn)溯源B.降低信用成本C.提高結(jié)算效率D.完全消除價(jià)格操縱【答案】A、B、C三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）31.在地質(zhì)大數(shù)據(jù)清洗中，若元素含量服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，采用均值填充法不會(huì)引起偏差。（）【答案】×32.三維地質(zhì)模型采用LOD（LevelofDetail）技術(shù)可減少Web端渲染延遲。（）【答案】√33.對(duì)于高維地球化學(xué)數(shù)據(jù)，先做中心對(duì)數(shù)比（clr）變換再進(jìn)行PCA，可避免“閉合效應(yīng)”。（）【答案】√34.在強(qiáng)化學(xué)習(xí)采掘優(yōu)化中，獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)若只考慮金屬量最大化，必然導(dǎo)致貧化率降低。（）【答案】×35.利用GPU并行計(jì)算進(jìn)行蒙特卡洛資源量模擬時(shí)，偽隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的周期必須大于樣本數(shù)。（）【答案】√36.小波變換可以將地震信號(hào)的高頻噪聲與有效反射完全分離而不產(chǎn)生畸變。（）【答案】×37.在礦山資源優(yōu)化配置中，若采用兩階段隨機(jī)規(guī)劃，第一階段決策變量通常為采掘順序。（）【答案】×38.深度學(xué)習(xí)模型在預(yù)測(cè)礦體厚度時(shí)，若訓(xùn)練區(qū)與預(yù)測(cè)區(qū)巖性差異大，遷移學(xué)習(xí)比重新訓(xùn)練更高效。（）【答案】√39.地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中，塊金效應(yīng)越大，說明采樣誤差越小。（）【答案】×40.利用無人機(jī)傾斜攝影生成三維模型時(shí)，地面分辨率與飛行高度成正比。（）【答案】×四、填空題（每空1分，共20分）41.在Python中，使用________庫可實(shí)現(xiàn)對(duì)百萬級(jí)鉆孔數(shù)據(jù)的快速空間索引，其底層基于________樹結(jié)構(gòu)?！敬鸢浮縍tree；Rtree42.對(duì)三維地震屬性體做卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練時(shí)，常用的數(shù)據(jù)歸一化方法是________歸一化，其公式為________?！敬鸢浮縕score；(xμ)/σ43.在資源量分類中，若采用CRIRSCO模板，________資源量表示經(jīng)濟(jì)可行性已論證，而________資源量僅完成地質(zhì)驗(yàn)證。【答案】Proved；Measured44.某銅礦床采用浮選法，選礦回收率ε=85%，精礦品位α=22%，原礦品位β=0.45%，則選礦比為________?！敬鸢浮?1.145.在地質(zhì)大數(shù)據(jù)湖分層架構(gòu)中，________層負(fù)責(zé)元數(shù)據(jù)管理，________層負(fù)責(zé)權(quán)限控制。【答案】Governance；Security46.利用________算法可在無監(jiān)督條件下對(duì)高光譜影像進(jìn)行端元提取，其基本假設(shè)是數(shù)據(jù)呈________分布?！敬鸢浮縉FINDR；單形47.在礦山物聯(lián)網(wǎng)邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)，采用________協(xié)議可實(shí)現(xiàn)毫秒級(jí)時(shí)間同步，其同步誤差通常小于________μs?！敬鸢浮縄EEE1588PTP；5048.對(duì)資源量估算結(jié)果進(jìn)行后驗(yàn)驗(yàn)證時(shí)，常采用________交叉驗(yàn)證，其基本思想是________?！敬鸢浮縆折；將樣本集等分K份輪流做驗(yàn)證集49.在地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)中，若實(shí)驗(yàn)變差函數(shù)可用球狀模型擬合，則基臺(tái)值C與塊金值C0之和稱為________。【答案】sill50.利用________變換可將三維地質(zhì)柵格模型轉(zhuǎn)換為拓?fù)湟恢碌乃拿骟w網(wǎng)格，該變換需滿足________原則?！敬鸢浮緿elaunay；空球五、簡答題（每題6分，共30分）51.簡述在地質(zhì)大數(shù)據(jù)環(huán)境下，如何利用分布式計(jì)算框架Spark實(shí)現(xiàn)百萬級(jí)鉆孔數(shù)據(jù)的快速聚類，并說明關(guān)鍵參數(shù)調(diào)優(yōu)策略?！敬鸢浮浚?）數(shù)據(jù)加載：將鉆孔坐標(biāo)與元素含量存儲(chǔ)為Parquet列式格式，利用SparkSQL讀取并構(gòu)建DataFrame；（2）特征工程：選取Cu、Au、Ag三元素，進(jìn)行clr變換消除閉合效應(yīng)，再與空間坐標(biāo)拼接成五維向量；（3）算法選擇：采用MLlib內(nèi)置Kmeans||初始化，避免局部最優(yōu)；（4）分布式計(jì)算：將數(shù)據(jù)重分區(qū)為200個(gè)partition，使每個(gè)executor處理約5萬條記錄，緩存至內(nèi)存；（5）參數(shù)調(diào)優(yōu)：通過肘部法則確定K=7，最大迭代次數(shù)設(shè)為100，收斂閾值1e4，使用廣播變量傳輸質(zhì)心；（6）性能優(yōu)化：開啟Kryo序列化，調(diào)整executor內(nèi)存為8GB，并行度設(shè)置為core×2，最終聚類時(shí)間由單機(jī)2h降至4min。52.說明在三維地質(zhì)隱式建模中，徑向基函數(shù)（RBF）與水平集方法（LevelSet）各自的適用場(chǎng)景及優(yōu)缺點(diǎn)?！敬鸢浮縍BF：適用：礦體、巖性界面光滑且采樣密集；優(yōu)點(diǎn)：無需網(wǎng)格，插值精度高，可解析表達(dá)；缺點(diǎn)：大型問題矩陣稠密，內(nèi)存隨n^2增長，對(duì)不連續(xù)界面處理弱。LevelSet：適用：斷層、多分支礦體等拓?fù)渥兓瘡?fù)雜場(chǎng)景；優(yōu)點(diǎn)：可處理界面合并/分裂，易耦合物理演化；缺點(diǎn)：需高分辨率網(wǎng)格，計(jì)算量大，需重初始化保持距離函數(shù)。53.給出利用深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)（DRL）優(yōu)化地下礦山采掘順序的完整技術(shù)流程，并指出獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵?！敬鸢浮苛鞒蹋孩贅?gòu)建狀態(tài)空間：塊段品位、巖性、應(yīng)力、設(shè)備位置；②動(dòng)作空間：離散化采掘方向與速度；③環(huán)境建模：基于Surpac塊段模型建立Gym環(huán)境，接口含品位、貧化、回采率；④算法選擇：采用PPO處理連續(xù)離散混合動(dòng)作；⑤訓(xùn)練：使用ActorCritic網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)驗(yàn)回放池大小1e6，batch2048；⑥評(píng)估：用累計(jì)凈現(xiàn)值（NPV）+貧化率雙指標(biāo)。獎(jiǎng)勵(lì)函數(shù)關(guān)鍵：即時(shí)獎(jiǎng)勵(lì)=ΔNPV?λ×貧化增量?μ×安全隱患懲罰，λ、μ通過敏感性分析標(biāo)定，確保長期收益與短期約束平衡。54.闡述在資源量不確定性量化中，如何耦合地質(zhì)統(tǒng)計(jì)學(xué)與貝葉斯推斷，并給出計(jì)算高效性提升技巧?！敬鸢浮浚?）先驗(yàn)：利用訓(xùn)練數(shù)據(jù)構(gòu)建變差函數(shù)，設(shè)品位服從多元高斯，均值μ、協(xié)方差Σ為超參數(shù)；（2）似然：將SGS模擬結(jié)果作為觀測(cè)，建立似然函數(shù)L(z|μ,Σ)；（3）后驗(yàn)：采用MCMC采樣，但直接采樣計(jì)算量大；（4）高效技巧：①預(yù)條件子克里格降低矩陣求逆維度；②用隨機(jī)奇異值分解（RSVD）近似Σ；③引入變分推斷（VI）將后驗(yàn)簡化為可解析的高斯族；④GPU并行化矩陣運(yùn)算，OpenACC加速循環(huán)；⑤采用多層蒙特卡洛（MLMC）分層抽樣，將計(jì)算成本由O(n^3)降至O(nlogn)。55.說明如何利用多源遙感數(shù)據(jù)（光學(xué)+雷達(dá)+高光譜）進(jìn)行熱液蝕變信息融合，并給出精度驗(yàn)證方案?！敬鸢浮咳诤狭鞒蹋孩兕A(yù)處理：光學(xué)做大氣校正，雷達(dá)做地形相位去除，高光譜做smile效應(yīng)校正；②特征級(jí)融合：采用GramSchmidt變換將光學(xué)與雷達(dá)融合，提取主成分；高光譜做MTMF提取AlOH、FeOH端元；③決策級(jí)融合：構(gòu)建隨機(jī)森林，輸入融合特征與地形因子，輸出蝕變概率；④精度驗(yàn)證：a.野外實(shí)測(cè)45條剖面，采集XRD標(biāo)定蝕變類型；b.ROC曲線，AUC>0.85為優(yōu)秀；c.誤差矩陣，Kappa>0.8；d.留一法交叉驗(yàn)證，標(biāo)準(zhǔn)誤差<5%。六、計(jì)算與建模題（共50分）56.（本題15分）某斑巖銅礦床擁有1200個(gè)鉆孔，Cu品位服從對(duì)數(shù)正態(tài)分布，均值μ_Y=0.8%，對(duì)數(shù)標(biāo)準(zhǔn)差σ_Y=0.45?，F(xiàn)采用SGS模擬1000次，每次模擬塊段數(shù)500000。（1）計(jì)算單次模擬的CPU耗時(shí)（秒），已知單核每秒可處理5000塊段，使用32核并行；（2）若需將總耗時(shí)壓縮至30min以內(nèi)，求最少需租用多少核；（3）給出利用云計(jì)算Spot實(shí)例的成本估算，單價(jià)0.08元/核·小時(shí)。【答案】（1）單次耗時(shí)=500000/(5000×32)=3.125s；（2）總計(jì)算量=1000×3.125=3125s，目標(biāo)1800s，需核數(shù)=3125×32/1800≈55.6→56核；（3）成本=56×0.08×(1800/3600)=2.24元。57.（本題15分）給定某金礦床塊段模型，共80000塊，每塊體積10m×10m×10m，金屬價(jià)格50元/g，采礦成本120元/t，選冶成本60元/t，綜合回收率88%，貼現(xiàn)率10%，計(jì)劃年限5年。表1給出前5年采出塊段平均品位及噸位：年份平均品位(g/t)礦石量(萬t)13.25022.85532.56042.26551.970（1）計(jì)算各年凈現(xiàn)值NPV；（2）若第3年通過優(yōu)化配礦將品位提高至2.7g/t，但礦石量增加至65萬t，求新NPV；（3）比較兩種方案的累計(jì)NPV并給出優(yōu)化建議?！敬鸢浮浚?）年收益=品位×回收率×價(jià)格×礦石量×1e6/1e3，年成本=(采礦+選冶)×礦石量×1e6/1e3；NPV1=(3.2×0.88×50×50?180×50)/1.1^1=3520?9000=?5480萬元；同理得NPV2=?3160萬元，NPV3=?1800萬元，NPV4=?572萬元，NPV5=+655萬元；累計(jì)=?10357萬元。（2）新NPV3=(2.7×0.88×50×65?180×65)/1.1^3=+276萬元；新累計(jì)=?8881萬元。（3）優(yōu)化后減虧1476萬元，建議實(shí)施配礦，但需驗(yàn)證選廠處理能力。58.（本題20分）某釩鈦磁鐵礦床需建立資源經(jīng)濟(jì)一體化優(yōu)化模型，已知：決策變量：x_i∈{0,1}表示塊段i是否開采，i=1,…,200000；參數(shù)：塊段品位T_Fe_i、Ti_i、V_i，價(jià)格P_Fe、P_Ti、P_V，采礦成本C_m_i，選冶成本C_p_i，回收率ε_(tái)Fe、ε_(tái)Ti、ε_(tái)V；