2025年(地理信息)地理信息科学试题及答案

2025年(地理信息)地理信息科学试题及答案一、单项选择题（每题2分，共30分。每题只有一个正确答案，错选、多选均不得分）1.在Web墨卡托投影（EPSG:3857）中，赤道处的比例尺因子约为：A.0.707  B.1.000  C.1.414  D.2.000答案：B解析：Web墨卡托为圆柱等角投影，赤道处无长度变形，比例尺因子定义为1。2.利用Sentinel2影像计算NDVI时，若B4=0.25、B8=0.45，则NDVI值为：A.0.20  B.0.29  C.0.44  D.0.56答案：B解析：NDVI=(B8B4)/(B8+B4)=(0.450.25)/(0.45+0.25)=0.20/0.70≈0.2857，四舍五入0.29。3.下列哪项不是OGCCityGML标准中定义的LoD（LevelofDetail）等级：A.LoD0  B.LoD1  C.LoD3  D.LoD5答案：D解析：CityGML仅定义LoD0LoD4，LoD5为干扰项。4.在PostGIS中，执行ST_Area(geom,true)时，第二个布尔参数true表示：A.使用球面面积  B.使用投影面积  C.使用椭球面积  D.使用欧氏面积答案：C解析：true触发geography类型计算，采用WGS84椭球面积公式。5.无人机倾斜摄影三维建模时，最可能产生“镂空”现象的原因是：A.影像重叠度不足  B.像控点布设过密  C.天气过晴  D.相机焦距过长答案：A解析：重叠度不足导致空三解算失败，无法生成致密点云，形成空洞。6.根据《地理信息数据安全分类分级指南（2022）》，涉及国家边境0.1m分辨率DOM应划为：A.公开级  B.内部级  C.秘密级  D.机密级答案：D解析：0.1m边境影像可识别军事设施，属机密级。7.在QGIS中，将WGS84图层另存为CGCS2000/3degreeGaussKrugerCM117E时，需选择：A.EPSG:4491  B.EPSG:4526  C.EPSG:4610  D.EPSG:4326答案：B解析：EPSG:4526对应CGCS2000/3°带第39带（117°E）。8.利用激光雷达点云滤波时，渐进式不规则三角网加密（PTD）算法最初由谁提出：A.Vosselman  B.Axelsson  C.Kraus  D.Zhang答案：B解析：Axelsson于2000年提出PTD，广泛用于商业软件Terrasolid。9.下列关于H3空间索引的描述正确的是：A.采用四叉树剖分  B.单元为六边形  C.分辨率固定  D.仅支持球面距离答案：B解析：H3由Uber开源，采用球面二十面体剖分，单元为六边形（含12个五边形）。10.在GeoServer中，实现矢量切片（MVT）需启用哪一项扩展：A.WPS  B.WMTS  C.VectorTiles  D.CSSstyling答案：C解析：VectorTiles扩展提供MVT格式输出，兼容MapboxGL。11.利用SAR影像进行DInSAR处理时，若垂直基线为200m，临界基线为1200m，则：A.相干性必然丢失  B.地形相位可忽略  C.仍可进行形变反演  D.需进行光谱滤波答案：C解析：200m≪1200m，几何去相干小，可反演形变。12.在Pythongeopandas中，将GeoDataFrame导出为GeoPackage时，驱动参数应为：A."ESRIShapefile"  B."GPKG"  C."GeoJSON"  D."CSV"答案：B解析：driver="GPKG"触发OGRGPKG驱动，支持中文路径及字段。13.根据《测绘法》，未经批准向境外提供1:1万数字高程模型，最高可罚：A.10万元  B.50万元  C.100万元  D.200万元答案：C解析：2020年修订条款第61条，最高罚100万元。14.在遥感影像分类中，利用光谱空间特征联合建模的算法是：A.MLC  B.SVM  C.EPFSVM  D.KMeans答案：C解析：EPFSVM（EdgePreservingFilteringSVM）先滤波后分类，联合光谱空间信息。15.下列关于GeoParquet格式的说法错误的是：A.基于Parquet  B.支持WKB几何  C.依赖HDFS  D.支持云原生答案：C解析：GeoParquet为列式存储，不依赖HDFS，可直接在S3读写。二、多项选择题（每题3分，共15分。每题至少有两个正确答案，多选、少选、错选均不得分）16.下列哪些属于OGC标准服务：A.WMS  B.WFS  C.WCS  D.WPS  E.SLD答案：ABCD解析：SLD为样式描述语言，非服务接口。17.导致LiDAR点云高程系统差的因素包括：A.椭球高与正高差异  B.大气延迟  C.扫描镜振动  D.反射强度  E.温度漂移答案：ABCE解析：强度影响回波位置但不直接产生系统高程差。18.在深度学习语义分割中，提高遥感影像建筑物提取精度的策略有：A.使用DiceLoss  B.数据增强  C.多尺度预测  D.降低BatchSize  E.引入注意力机制答案：ABCE解析：降低BatchSize通常降低精度。19.下列哪些投影属于等角投影：A.墨卡托  B.LambertConformalConic  C.AlbersEqualArea  D.UTM  E.GaussKruger答案：ABDE解析：Albers为等积投影。20.关于空间数据库索引，说法正确的有：A.RTree支持范围查询  B.GiST可扩展  C.BTree适合点数据  D.BRIN适合时空轨迹  E.SPGiST支持四叉树答案：ABDE解析：BTree对多维空间效率低。三、填空题（每空2分，共20分）21.在GDAL中，将栅格数据重采样为一半分辨率，使用`gdalwarp`命令需添加参数`outsize`后接数值______。答案：50%50%解析：outsize50%50%表示行列各减半。22.已知某点经度为123°E，采用UTM投影时其带号为______。答案：51解析：UTM带号=int((123+180)/6)+1=51。23.在激光雷达波形分解中，常用______函数拟合回波。答案：高斯解析：高斯函数可刻画激光脉冲能量分布。24.根据《基础地理信息数字成果元数据》CH/T10072021，数据更新日期应采用______格式。答案：YYYYMMDD解析：强制采用ISO8601扩展格式。25.在Python中，使用rasterio读取栅格第3波段并转为数组的语句为`band3=src.read(______)`。答案：3解析：波段索引从1开始。26.在SAR影像中，多视处理可降低______噪声。答案：斑点解析：多视通过非相干平均抑制相干斑。27.在PostGIS中，计算两点球面距离的函数为`ST_Distance_Sphere(geom1,geom2,______)`，单位米。答案：6371000解析：第三参数为地球平均半径，可省略，默认6371000。28.在地图制图综合中，采用______算法可保持面状要素面积不变。答案：DouglasPeuckerwithareaconstraint解析：带面积约束的DP算法。29.在GeoJSON中，表示一个多点要素的type字段值为______。答案：MultiPoint解析：RFC7946规定。30.在遥感影像亚像元级配准中，常用______插值提高峰值信噪比。答案：双三次解析：双三次插值精度高，优于双线性。四、简答题（每题8分，共24分）31.简述利用SfMMVS技术生产实景三维模型的主要流程，并指出误差传播关键环节。答案：1.影像获取：规划航带、重叠度≥80%/60%。2.空三解算：提取SIFT特征，匹配，光束法平差，得稀疏点云与POS。3.密集匹配：PMVS/CMVS或MVS算法生成密集点云。4.网格构建：Poisson或Delaunay三角化，构建TIN。5.纹理映射：选择最优影像，生成UV贴图。6.坐标转换：像控点平差，转入国家2000。误差关键环节：a.像控点精度不足导致绝对误差；b.弱纹理区域（水面、玻璃）造成空三失败；c.相机自检校参数未优化，引入系统误差；d.密集匹配阈值设置不当，出现过拟合或空洞。32.说明如何利用夜光遥感数据评估“一带一路”沿线经济活力，并给出技术路线。答案：技术路线：1.数据获取：选取20122023年NPPVIIRS月合成夜光影像，剔除极光、火灾。2.预处理：去云、去负值、年际校正（基于不变目标区域法）。3.区域分割：以沿线50km缓冲区为分析单元，生成渔网格（1km×1km）。4.指标计算：a.年均夜光强度（DN均值）；b.夜光增长率（年际线性斜率）；c.夜光变异系数（CV=σ/μ）。5.经济活力建模：a.建立夜光GDP弹性模型，利用沿线国家统计GDP校准；b.引入随机森林，输入夜光、路网密度、港口吞吐量，预测GDP增速。6.时空分析：采用MannKendall检验趋势，热点分析（GetisOrdGi）。7.结果验证：与WorldBankGDP对比，R²>0.82，显著性p<0.01。结论：夜光强度每增加1%，GDP增长0.73%，东南亚、东非增长最快。33.阐述三维GIS中多细节层次（LoD）模型的数据组织方式，并给出CityGML存储优化策略。答案：数据组织：1.几何层级：LoD0LoD4，分别对应2.5D、块模型、门窗、室内、家具。2.语义层级：建筑、房间、楼梯、墙体，含属性（材料、年代）。3.拓扑层级：通过XLink共享节点面，避免重复。存储优化：a.采用二进制压缩（CityGML3.0的CityJSON），体积减70%；b.空间索引：RTree对<gml:Envelope>建索引；c.实例化：对重复纹理、构件使用<gml:ArrayAssociation>；d.数据库分表：按LoD与主题（建筑、桥梁、植被）分区；e.并行解码：利用MongoDBGridFS+多线程，解析时间降50%。五、计算与推导题（每题12分，共24分）34.已知某区域SAR影像波长λ=5.6cm，像元分辨率3m×3m，两轨垂直基线B⊥=150m，雷达视角θ=30°，地形高程h=500m，求可检测的最大形变梯度（假设相干保持0.3）。答案：1.临界高程模糊度：h_amb=λRsinθ/(2B⊥)取斜距R=800km，h_amb=0.056×800000×0.5/(2×150)≈74.7m。2.最大可检测形变梯度：相位解缠需满足|Δφ|<π，对应形变Δr<λ/4=1.4cm。则梯度：G_max=Δr/(h_amb/tanθ)=0.014/(74.7/0.577)≈1.08×10⁻⁴。换算为cm/km：1.08×10⁻⁴×10⁵≈10.8cm/km。结论：最大形变梯度约10.8cm/km，否则出现相位跳变。35.某市规划新建一条地铁线，需用GIS进行线路比选。已知：栅格成本：居民楼DN=10、河流DN=50、绿地DN=2、道路DN=1。起点A(0,0)、终点B(8,5)，栅格大小1km×1km。采用八方向路径算法，求最低成本路径及总成本。答案：1.构建成本栅格（5行9列）：河流在第3行24列，其余为绿地，居民楼散列。2.采用Dijkstra八方向，对角成本√2×单元值。3.经计算，最优路径：(0,0)→(1,1)→(2,2)→(3,3)→(4,4)→(5,4)→(6,4)→(7,5)→(8,5)。单元成本：2+2√2+2√2+2√2+2+1+1+2√2=2+7×2√2+2≈23.8。4.总成本：24（取整）。解析：避开河流与居民楼，沿绿地与道路走廊，成本最低。六、综合应用题（27分）36.背景：长江流域某段长120km，需构建数字孪生河道，实现洪水演进模拟。现有数据：2023年5月无人机LiDAR：点密度20pts/m²，高程精度±5cm。2015年1:2000DEM，格网2m，精度±50cm。实时水文站：15分钟间隔水位、流量。Sentinel1SAR：12天重返，VV极化。水利设计院提供曼宁系数n=0.035。任务：（1）设计多源DEM融合方案，生成0.5m分辨率“准实时”地形（10分）。（2）基于HecRas6.0建立一二维耦合模型，说明网格划分策略（8分）。（3）利用SAR影像监测洪水淹没范围，给出自动提取流程并评估精度（9分）。答案：（1）融合方案：a.数据预处理：LiDAR分类地面点，利用TerraScan剔除噪点；2015年DEM去系统差，与50个检查点求偏差，建立线性回归改正。b.协同过滤：采用BSpline小波分解，LiDAR为高频，2015DEM为低频；高频