地质大数据是推进地质事业转型升级高质量发展的新引擎

1 大数据引领新时代信息化发展

当前随着大数据、云计算、人工智能等新一代信息技术的飞速发展，人类社会已迈入信息时代。大数据正对全球经济发展、人类社会生活产生着重要影响。在党的十八届五中全会上我们国家首次提出了国家大数据战略，数据已成为国家基础性战略资源（陈建平等，2017）。2015年8月，国务院发布《促进大数据发展行动纲要》，为我国大数据发展进行了顶层设计和统筹部署。加快大数据战略部署，将是推动行业发展的重要创新驱动力量。深化大数据应用，成为当前信息化发展的主要内容。

相对于传统数据，大数据是指在一定的时间范围内无法采用传统的技术方法来对数据信息进行感知和有效处理的一组数据集合（李国杰等，2012）。大数据具有5V特征，即规模性（volume，数据的规模非常庞大，）、多样性(variety数据种类以及来源都非常多样化) 、高速性(velocity，数据的产生速度、处理的速度非常快) 、价值性(value，大数据价值密度相对较低) 、真实性(veracity，包括数据可信性、真伪性、来源和信誉等)。大数据技术的核心是如何实现从大规模多样化的数据中通过高速捕获、发现和分析技术提取数据的价值（ＴｏｍＫａｌｉｌ，2012）。有别于实验、推理和传统计算科学，基于大数据的科学研究已形成一种新的科学范式。

2地质工作已进入大数据时代

2.1 地质大数据的特点

地质工作的主要内容之一就是采集获取各类与地球系统有关的数据资料。地质大数据是国家大数据的重要组成部分。地质大数据除具有典型的大数据特征外，还具有多元(源)、异构、专业性、时空性、相关性、随机性、模糊性和非线性等特征（黄少芳等，2016）。地质数据获取大多需要专业设备，通过大量野外调查勘探，往往要深入地下数百至数千米，数据获取难度大成本高。在开展地质调查、矿产勘查、资源开发利用和相应的地质科学研究过程中，形成了类型多样的地质大数据，包括基础地质、矿产勘查、地球物理、地球化学、实验测试、地质钻探、地质监测、地质遥感数据等，涉及地球深部的各个圈层、地球形成与演化历史、地球的物质组成及其变化、矿产资源的形成、勘查与开发利用以及地质环境的破坏与修复等（谭永杰等，2017）。

2.2 地质工作已进入大数据时代

大数据不仅是数据，也是一种新的理念、技术和资源，为地质调查工作带来新技术、新模式与新动力。做为地质信息化的重要组成部分，地质大数据支撑引领着地质调查工作向数字化、智能化方向发展，推动地质研究手段综合化和业务管理高效化方向发展。随着经济社会的快速发展，地质行业服务领域的也不断拓展，科技创新促进地质工作手段日益多样化，地质工作正经历由粗放型向精准型，由单一型向综合型调查，由单项、单要素调查向多要素调查等转变，这些都需要对多类数据进行综合分析，形成新认识、提出新观点、服务新需求。长期的地质工作累积形成了大量的数据资料是我们的宝贵财富和资源，如何处理这些数据资料，做好地质数据的二次开发和深度利用，使其能够有效的发挥作用是当前地质工作发展中的重要问题。通过大数据技术能够实现对地质数据的快速处理和分析，将大量分散的数据聚合起来，从而获得具有价值的地质信息，形成新的地质成果，为下一步地质工作提供有效参考。可以说地质工作已经进入了应用大数据技术解决关键数据问题的新时代。

2.3地质大数据的应用--“地质云”

“地质云”是由中国地质调查局实施的我国首个国家地质大数据共享服务平台，以大数据背景下的地质数据应用与服务为主线，大数据技术和产业发展为指导，挖掘地质信息资源为目的，在数据采集、资源整合、数据传输、信息提取、知识挖掘等相关技术研发与集成的基础上，构建“地质云”，实现从数据到信息、从信息到知识、从知识到应用的地质大数据链，为自然资源科学化管理、地质调查、矿产勘查和社会化服务提供数据分析、挖掘、组织、管理等服务( 陈建平等，2015) 。2017年11月地质云1.0版正式上线运行，2018年10月地质云2.0版上线发布。“地质云 ”实现了160多个国家级核心地质数据库的上云共享、实现了全国地质资料馆的近14万档440 余万件存量地质资料在线查询浏览和订单服务。按照中国地质调查局《2020年信息化工作要点》部署，2020年将上线“地质云3.0”，加快推进云平台、大数据、智能化“三位一体”建设应用迈上新台阶，为新时代地质调查工作转型升级提供核心动力支撑。

3 宁夏地质大数据应用现状

3.1地质数据资源情况

宁夏地质局自建局至今六十多年来，经几代地质工作者的不断努力，在基础地质、矿产资源、水文工程地质、环境地质等领域取得了丰硕成果,为自治区经济社会发展提供了坚实的能源资源保障。在开展地质工作的过程中，也形成积累了丰富的地质数据资源，范围覆盖宁夏全区及周边地区，内容涵盖了基础地质、矿产资源、地下水资源、地质环境、放射性、城市地质、农业地质等，类型包括地质测量、钻探、物探、化探、遥感、分析测试等多种调查测试手段形成的各种类型数据。数据的存档方式有纸质报告、图件、卡片等，电子数据有栅格、矢量、文档、音视频等。在实物地质资料管理方面，宁夏地质局于2017年建成了宁夏地学数据中心，按照甲Ⅱ级馆藏机构（省级库）的要求承担全区实物地质资料的汇交管理职能。截止2019年底，中心共收集存储保管岩心18201.65米，岩屑3659袋、化探副样96069件、光薄片571片、古生物化石10件。

在国产高分卫星数据接收管理和分发服务方面，2016年1月，经自治区政府申报国家国防科工局，依托自治区地质局遥测院成立了“高分辨率对地观测系统宁夏数据与应用中心”（简称“高分宁夏中心”）。高分宁夏中心主要承担着宁夏地区国产高分卫星数据的接收管理分发及推广应用。三年来，中心在自治区国防工办的管理指导下，经国家高分办授权，积极开展高分数据的接收、储存、处理、加工及分发应用全流程运行与服务。已累计接收宁夏全境高分一号、高分二号数据累计5000余景。数据产品覆盖面积累计近32万平方公里。为自治区规划办、林业厅、农科院、固原市、等20余家部门单位提供各类高分数据产品400余景。

3.2 地质大数据应用与信息化平台建设情况

地质大数据的开发利用主要依靠大数据平台来实现地质数据的集成管理和共享服务，实现从数据到信息的转化，进一步对信息进行集成形成知识体系，合理利用并提供共享服务。宁夏地质局地质信息化工作起步相对较晚，自事业单位分类改革后，为进一步落实地质公益职能，提升服务能力，于2017年启动实施了“局级平台院级库”建设，计划利用3-5年时间，建设一个局级信息化平台，完成全局地质成果资料的数字化加工和建库，实现数据资源的共享共用和对外发布服务。截至目前，在地质资料数字化加工整理和建库方面，制定了统一的资料数字化整理和数据建库的技术要求，完成存档纸质成果资料数字化2000余档，开展了11个大类21个专业数据库的建设；于2020年底初步建成宁夏地质大数据共享服务平台，开发了数据采集、管理、对外发布和查询展示等功能，实现了包括地质数据、成果资料、成果目录、专题图件、实物资料、地质科普等各类资料数据的统一管理和共享共用；开展了银川都市圈三维城市地质信息系统、银川都市圈地下水资源环境信息系统、基于高分数据的空间规划智能监测平台等专业应用系统建设；在高分宁夏中心建设方面，多方筹措资金，投入1600余万元，完成了高分数据共享支撑平台建设，研建了卫星数据接收、处理、分发服务、查询展示等六大业务系统，实现了国产高分系列卫星数据产品快速自动化批量化接收、处理、分发服务等功能。依托高分中心平台，应用高分卫星数据，围绕自治区空间规划、生态、水利、农业和应急等行业领域，实施了全区生态红线划定和勘界定标、引黄灌区灌溉面积与农作物调查、固原市农业土地资源精细化调查等重大项目，将高分卫星应用深度融入行业发展，有效发挥了遥感数据的技术支撑作用。

3.3 存在主要问题

面对新形势、新要求，宁夏地质信息化工作总体还存地质数据管理不够规范、共享及使用效率较低、数字化地质调查手段应用程度不够、大数据汇聚管理与挖掘应用能力不强、业务系统与社会需求对接不够紧密等问题。具体表现在一是信息化建设没有持续的专项资金投入，近几年各地勘单位只能依靠自有资金和部分地勘项目资金开展小规模、零星的信息化基础设施建设和数据加工与应用开发，在信息化建设方面投入不足，信息化基础设施薄弱。因投入资金有限、分散且无后续保障，大数据应用无法做到统筹持续化推进；二是数据管理分散，缺乏协同共享机制，数据利用率低。缺乏大数据、人工智能等新技术支撑，对数据的综合研究和开发利用深度有限。在数据管理方面，普遍存在“重汇缴、轻利用”的现象；三是对于大数据技术对今后地质产业变革的影响在思想认识上和重视程度不够。对地质大数据技术应用与产业化发展缺乏长远规划和明确目标。在如何推进大数据技术与传统地质产业融合方面创新不够。对如何结合地勘单位职能，应用地质大数据提升地质服务能力，为经济社会提供更加高效的技术支撑和服务的需求导向不明；四是普遍缺乏信息化专业人才，地质专业人员信息化应用水平偏低。地质数据资源建设标准体系还不够完善，数据的网络化存储传输和安全保障程度低。

4 推进宁夏地质大数据应用的几点建议

随着事业单位改革不断深化，机构改革后职能进一步强化，地质工作进入转型升级的关键时期。坚持新发展理念，以经济社会发展重大需求为导向，以解决地球系统科学关键问题为目标，紧紧围绕生态文明建设和自然资源中心工作，应用地质大数据技术，建设地质大数据共享服务平台，加快传统地质工作与新一代信息技术融合，发挥地质大数据潜在的知识价值，建立“用数据来说话、用数据来管理、用数据来决策、用数据来创新”的科技与知识创新体系。通过推进地质工作信息化和智能化实现地质事业高质量发展。

（1）依托地质大数据平台共享服务平台，建立在线化一体化地质数据采集汇交管理体系。通过汇聚、整合地质调查、矿产勘查、地下水资源、环境地质等各类地质数据，建立地质数据产品加工、汇聚体系管理和共享服务等技术支撑体系，依托云计算、大数据、互联网、物联网等新一代信息技术，按照统一部署，统一标准，统一平台，分布式架构的原则，加快推进地质大数据平台建设，打造地质“一张图”、“一张网”和“一个平台”，推进地质数据与自然资源大数据平台的融合，逐步实现数据在线化智能化动态管理。

（2）围绕自治区重大战略和经济社会发展对地质数据信息的需求，应用大数据技术，建设地质大数据应用服务体系。应用大数据技术，开展数据挖掘，加快地质数据资源的二次开发利用，发挥数据的最大价值。不断完善并深化城市地质、地下水资源、全域智能遥感应用等专业应用系统建设。逐步开展物化探信息系统、矿区灾害应急管理等业务应用系统开发建设。探索开展区域三维地质模型、城市精细化三维地下空间结构、重点矿区三维矿体模型建设，实现地下地上、二三维一体化应用和展示。为政府部门和社会公众提供全面丰富、智能高效的地质数据信息服务。最终形成“一院一特色，一库一系统”，以信息化建设不断提升地勘单位的地质业务能力，拓展服务领域，助推地质事业转型发展。

（3）以地质云为平台，建设地质信息与科普知识的对外发布服务体系，推进地学信息社会化服务，实现地学知识的普惠化、便捷化。加快推进地质云宁夏省级节点建设，以政务云、自然资源云、地质云为外部接入点，打造混合云架构的省级地质“云平台”。开发具有区域特色的地质专题产品和应用示范，通过地质云宁夏省级节点门户，为地质行业和社会用户提供及时高效的地质信息服务，不断提升宁夏地质行业的社会影响和地位。

（4）卫星遥感是开展对地观测的火眼金睛，遥感大数据作为地学大数据的重要组成部分，是解析地球表层特征的高科技利器。以高分宁夏中心为平台，持续推进中心能力建设，延伸拓展高分应用服务领域。加快国土资源卫星宁夏省级分中心建设，不断拓展高分卫星数据获取能力。加强无人机航空影像、三维激光扫描数据采集能力。建设高分数据光纤传输专网，提高遥感数据推送接收传输能力。加快高分卫星数据在宁夏区域推广应用。基于多元地学信息和多源遥感数据，应用人工智能技术，建设地质灾害遥感智能监测系统和地震灾害无人机遥感应急救援体系。建设全域智能遥感应用系统，开展高分卫星遥感专题信息智能提取研发不断提高遥感专题信息智能提取精度和效率。建设基于高分遥感的生态环境大数据平台和国土空间规划实施效果智能监测平台，开展“三山一河”生态环境遥感动态监测评价。应用无人机遥感技术开展重点生态保护区人类活动高精度实时动态监测。打造天空地一体化生态治理监测体系，为生态保护治理提供现代化高效监测手段。

 

参考文献：

[1] 李国杰，程学旗. 大数据研究:未来科技及经济社会发展的重大战略领域——大数据的研究现状与科学思考。[J].中国科学院院刊，2013, 27 (6):647-657.

[2] 陈建平，李靖, 谢帅, et al. 中国地质大数据研究现状[J]. 地质学刊, 2017(3).

[3]李国杰，程学旗，大数据研究:未来科技及经济社会发展的重大战略领域——大数据的研究现状与科学思考[J].中国科学院院刊，2012，27(06):647-657.

   ［4］ＴｏｍＫａｌｉｌ．ＢｉｇＤａｔａｉｓａＢｉｇＤｅａｌ［Ｒ］．２０１２．

    [5]黄少芳,刘晓鸿.地质大数据应用与地质信息化发展的思考[J].中国矿业,2016,25(08):166-170.

[6]谭永杰,文敏,朱月琴,屈红刚.地质数据的大数据特性研究[J].中国矿业,2017,26(09):67-71+84.

（本网站所发布的论文为2020年西部地经网学术年会征集到的论文原稿，以供交流分享，论文的真实性和合法性由作者自行负责。）