地质大数据分析与资源优化配置试题及答案

地质大数据分析与资源优化配置试题及答案一、单项选择题（每题1分，共20分。每题只有一个正确答案，请将正确选项字母填在括号内）1.在地质大数据清洗过程中，针对测井曲线出现“飞点”噪声，下列哪种滤波算法在保持边缘特征方面表现最优？A.移动平均滤波B.SavitzkyGolay滤波C.中值滤波D.低通巴特沃斯滤波【答案】B2.某铁矿区利用三维地震体素模型进行资源量估算，若体素尺寸从25m×25m×5m缩小至12.5m×12.5×2.5m，在不改变插值方法的前提下，资源量估算方差最可能如何变化？A.显著增大B.显著减小C.先增大后减小D.基本不变【答案】B3.在Python中利用Dask框架处理超过内存大小的钻孔岩性字符串数据时，为减少任务图调度延迟，应优先设置的参数是：A.num_workersB.threads_per_workerC.split_everyD.memory_limit【答案】C4.某稀土矿床采用随机森林回归模型预测TREO品位，若将决策树数量从500增至2000，而OOB误差趋于平稳，则说明：A.模型欠拟合B.模型过拟合C.树间相关性过高D.已接近偏差方差平衡点【答案】D5.地质统计学中，若实验变异函数块金值远大于基台值，最合理的解释是：A.空间连续性良好B.存在强烈微观变异或测量误差C.漂移效应显著D.各向异性比高【答案】B6.利用GPU加速的逆时偏移（RTM）对金属矿地震数据成像时，主要瓶颈通常出现在：A.波场重构存储带宽B.子波估计C.速度模型网格化D.成像条件求和【答案】A7.在资源优化配置混合整数线性模型中，若将剥采比约束写成“废石量≤3×矿石量”，则该约束属于：A.资源平衡约束B.产能约束C.环境约束D.比例约束【答案】D8.某金矿使用XGBoost进行成矿远景区分类，特征“断裂分维”重要性为零，但其地质意义显著，最可能原因是：A.特征与标签无关B.特征已被其他强相关特征完全替代C.缺失值比例过高D.学习率过低【答案】B9.在PostgreSQL+PostGIS中存储十亿级激光点云时，为加速空间范围查询，应建立：A.Btree索引B.Hash索引C.BRIN索引D.Rtree空间索引【答案】D10.使用变分自编码器（VAE）对测井相进行降维时，若重构误差突然增大，可优先检查：A.学习率衰减策略B.隐空间维度是否过低C.BatchSize大小D.是否使用Dropout【答案】B11.在矿山排产优化中，采用滚动时域算法（RH）最主要的优势是：A.全局最优B.对需求不确定性动态响应C.降低变量维度D.消除非线性【答案】B12.对高光谱钻孔岩心数据进行矿物填图时，为消除光照梯度影响，首选的预处理方法是：A.最大噪声分数变换B.连续谱去除C.外部参数正交化（EPO）D.标准正态变量变换（SNV）【答案】C13.若某铜矿床块体模型采用普通克里金，搜索椭球体方位角设置与矿体走向相差30°，则估计结果将：A.品位被高估B.品位被低估C.平滑效应增强D.估计方差增大【答案】D14.在Python中利用datashader对十亿级构造裂隙线数据进行可视化时，聚合函数选择“max”而非“mean”会导致：A.裂隙密度被平滑B.突出最大密度热点C.颜色对比度降低D.渲染速度显著下降【答案】B15.使用强化学习（DDPG）优化地下采掘顺序时，状态空间若忽略应力场演化，最可能引发：A.收敛速度变慢B.奖励稀疏C.采场结构失稳D.动作空间爆炸【答案】C16.在资源量置信区间报告中，若采用Bootstrap重采样200次，其置信区间宽度主要取决于：A.原始样本空间分布B.重采样次数C.品位吨位曲线形态D.块金效应大小【答案】A17.某煤矿利用InSAR时序分析获取地表下沉速率，若采用SBAS技术，其最大可监测梯度与以下哪项参数最相关？A.主影像数量B.空间基线阈值C.时间基线阈值D.多视因子【答案】B18.在深度学习岩性识别中，将测井曲线拼接成图像输入CNN，若卷积核尺寸过大，最可能导致：A.纵向分辨率提升B.横向分辨率提升C.纵向分辨率下降D.过拟合减少【答案】C19.对多源地球化学数据融合时，采用基于贝叶斯数据融合框架，若先验精度被低估，则融合后验方差将：A.被高估B.被低估C.不变D.趋于零【答案】A20.在矿山物联网边缘计算节点部署机器学习模型时，为降低功耗，首选的模型压缩技术是：A.知识蒸馏B.权重剪枝+量化C.低秩分解D.权值共享【答案】B二、多项选择题（每题2分，共20分。每题有两个或两个以上正确答案，多选、少选、错选均不得分）21.下列哪些方法可以有效降低三维矿体模型不确定性？A.序贯高斯模拟B.马尔可夫链蒙特卡洛C.增加加密钻孔D.引入虚拟变量E.更新各向异性场【答案】A、B、C、E22.使用Python进行地质大数据ETL时，以下哪些操作会触发Spark惰性计算立即执行？A.df.collect()B.df.count()C.df.repartition(200)D.df.write.parquet()E.df.cache()【答案】A、B、D23.在金属矿床资源优化配置中，下列属于社会成本内部化的有：A.征地补偿B.碳排放交易C.尾矿库修复基金D.矿石权利金E.粉尘排放罚款【答案】A、B、C、E24.关于深度生成模型（GAN）在岩心图像超分辨率中的应用，下列说法正确的有：A.生成器损失包含感知损失B.判别器可采用PatchGAN结构C.训练需成对高低分辨率样本D.可引入注意力机制E.判别器输出为0/1标签【答案】A、B、D25.下列哪些指标可用于评估资源优化配置方案鲁棒性？A.最坏case成本B.条件风险价值（CVaR）C.Sharpe比D.超调量E.等待时间方差【答案】A、B、C26.在利用无人机激光雷达获取矿区地形时，为提高数字高程模型（DEM）精度，应：A.增加航向重叠B.降低飞行高度C.采用多次回波滤波D.使用RTK/PPK定位E.提高激光脉冲频率【答案】A、B、C、D、E27.关于块体模型动态更新，下列做法正确的有：A.采用贝叶斯递归估计B.新钻孔数据直接替换旧块值C.引入协变量漂移检测D.使用滑动窗口方差分析E.对历史估计赋予指数衰减权重【答案】A、C、D、E28.在Python中利用Rtree进行三维空间索引时，支持的操作有：A.交集查询B.最近邻查询C.布尔差集D.批量插入E.自定义距离函数【答案】A、B、D29.以下哪些算法可用于解决矿山配矿混合整数非线性问题？A.遗传算法B.模拟退火C.分支定界D.逐次线性规划E.禁忌搜索【答案】A、B、D、E30.在深度学习断层识别中，采用UNet架构，若输出层使用Sigmoid激活，则：A.每个像素属于断层的概率独立B.损失函数可用BCEC.类别不平衡可用DiceLoss缓解D.输出通道数为1E.需使用Softmax归一化【答案】A、B、C、D三、判断题（每题1分，共10分。正确打“√”，错误打“×”）31.在地质大数据场景下，HDFS副本数设置越高，MapReduce任务执行时间一定越短。【答案】×32.使用变分推断替代MCMC可以显著降低大型矿床不确定性量化计算时间。【答案】√33.对于同一块体模型，采用指示克里金比序贯指示模拟更能保留空间连通性。【答案】×34.在GPU显存不足时，可采用梯度累积实现等价于大批次的深度学习训练。【答案】√35.矿山物联网中LoRaWAN的传输带宽高于NBIoT，故更适合实时视频监测。【答案】×36.在资源优化配置模型中，若目标函数为凸且约束为线性，则KKT条件即为全局最优充要条件。【答案】√37.使用主成分分析对高维地球化学数据降维后再进行聚类，一定可以提高聚类纯度。【答案】×38.在Python中，NumPy的广播机制可避免显式循环从而加速块体模型计算。【答案】√39.对于薄脉型金矿，采用大搜索椭球体长轴与矿脉走向垂直可提高克里金估计精度。【答案】×40.在强化学习奖励设计中，引入稀疏奖励可加速策略收敛。【答案】×四、填空题（每空2分，共20分）41.在Python中，利用__________库可实现对大于内存的GeoTIFF进行窗口式读取与写回。【答案】rasterio42.若某铜矿床变异函数拟合采用球状模型，其基台值为1.2，块金值为0.3，则结构方差占比为__________%。【答案】7543.使用CUDA对三维块体模型进行最近邻插值时，为减少全局内存访问延迟，通常将块体数据缓存到__________内存。【答案】共享44.在资源优化配置中，若某方案净现值对金属价格波动弹性为2.5，则价格下降10%，净现值下降__________%。【答案】2545.对于InSAR时序分析，若采用PS技术，选取的永久散射点需满足相位稳定性高于__________弧度。【答案】0.646.在Python中，利用__________函数可将PandasDataFrame快速转换为DaskDataFrame而无需复制数据。【答案】from_pandas47.若某矿山利用线性规划求解配矿，shadowprice为0表示该资源__________。【答案】未用尽或冗余48.使用UNet进行地震断层识别时，若输出步长为2，则需在最后一层使用__________上采样以恢复原尺寸。【答案】转置卷积49.在地质统计学中，若某方向变异函数出现比例效应，应先进行__________变换再建模。【答案】对数或正态得分50.采用混合整数规划进行地下采掘顺序优化时，为消除子循环需引入__________约束。【答案】MTZ（MillerTuckerZemlin）五、简答题（每题10分，共30分）51.简述利用深度强化学习优化露天矿卡车调度路径的关键步骤，并说明状态空间、动作空间与奖励函数设计要点。【答案】关键步骤：1）建立高保真仿真环境，集成GIS、道路网络与车流模型；2）设计状态空间，包括卡车位置、速度、载重、卸载点队列、铲装设备状态、油耗、道路坡度等；3）动作空间为离散转向与速度档或连续加速度与转向角；4）奖励函数由多部分构成：完成运输任务获得正奖励，油耗、等待时间、维修折旧给予负奖励，碰撞或超速给予大额惩罚；5）采用分布式DDPG或PPO训练，利用参数噪声增加探索；6）每轮迭代后利用实际GPS轨迹回放校正仿真参数，实现数字孪生闭环。52.说明如何利用贝叶斯优化自动调整三维矿体模型插值参数（如搜索半径、变差函数模型），并给出目标函数、代理模型及采集函数选取依据。【答案】目标函数：交叉验证平均绝对误差（MAE）或负对数似然；代理模型：高斯过程回归，核函数组合Matérn5/2+白噪声，以捕捉平滑与非平滑成分；先验：搜索半径取对数均匀先验，变差函数模型类型用类别变量；采集函数：期望改善（EI），兼顾探索与利用，迭代20次后改用PI防止过度探索；并行化：采用多起点采集，结合krigingbeliever策略；早停：若连续3次EI提升小于1%，触发停止，输出最优参数组合并用于全区块体插值。53.论述在资源优化配置中引入碳排放交易机制后，如何重构混合整数线性模型，并说明对矿山长期净现值及剥采比的影响。【答案】重构方法：1）新增决策变量：各期碳排放配额买卖量、期末库存；2）目标函数加入碳价×(排放免费配额+买卖量)；3）约束增加：排放=电耗×电排因子+柴油×强度+爆破×系数；4）引入配额平衡：期初+购入售出+免费期末=实际排放；5）设置库存上限防止投机；影响：碳价上升促使优先选择高品位、低剥采比区块，短期内剥采比下降，净现值可能降低25%；长期看，倒逼节能设备与新能源卡车投入，碳成本下降，净现值回升并提高3%以上，同时提升绿色评级降低融资成本。六、计算与建模题（共50分）54.（15分）某斑岩铜矿床块体模型共1000000块，每块25m×25m×12.5m。已知铜品位服从对数正态分布，均值0.6%，对数方差0.35。现采用序贯高斯模拟（SGS）生成50个等概率实现，计算：（1）全局金属量期望及方差；（2）若经济边界品位为0.3%，求平均可采金属量及95%置信区间；（3）若引入一项加密钻孔使对数方差降至0.25，可采金属量不确定性降低多少（以标准差减少百分比表示）。【答案】（1）期望金属量=1000000×25×25×12.5×2.65×0.006=1.25Mt；方差=1000000×(25×25×12.5×2.65)^2×(exp(0.35)1)×0.006^2=0.0207Mt²；（2）指示均值=0.6%×[1Φ((ln0.3ln0.6+0.35/2)/√0.35)]=0.6%×0.785=0.471%；平均可采金属量=1.25Mt×0.785=0.981Mt；95%置信区间：0.981±1.96×√(0.0207×0.785)=0.981±0.079Mt；（3）新指示均值=0.6%×0.818；新方差=0.0148Mt²；标准差减少百分比=(√0.0207√0.0148)/√0.0207=15.4%。55.（15分）给定某地下金矿分段空场法采掘网络，节点数120，边权表示运输距离与通风阻力复合成本。现需用Python+NetworkX建立最短路径与最大流混合模型，目标为在保证新鲜风量≥150m³/s前提下，最小化总运输距离。写出关键代码段（含数据读取、约束构建、求解与结果可视化），并说明如何调用Gurobi求解。【答案】关键代码：```pythonimportnetworkxasnximportgurobipyasgpfromgurobipyimportGRBG=nx.read_shp('mine_network.shp')m=gp.Model()x={(i,j):m.addVar(vtype=GRB.BINARY,obj=G[i][j]['dist'])fori,jinG.edges}f={(i,j):m.addVar(lb=0,ub=G[i][j]['cap'])fori,jinG.edges}流量平衡forninG.nodes:m.addConstr(gp.quicksum(f[p]forpinG.in_edges(n))gp.quicksum(f[p]forpinG.out_edges(n))==(150ifn=='source'else150ifn=='sink'else0))耦合约束fori,jinG.edges:m.addConstr(f[i,j]<=G[i][j]['cap']x[i,j])m.optimize()path=[kfork,vinx.items()ifv.x>0.5]nx.draw_networkx_edges(G,pos,edgelist=path,edge_color='r',width=2)```