大數(shù)據(jù)背景下的數(shù)字地質(zhì)填圖

李彤 彭奎

摘要：本文是從進行數(shù)字地質(zhì)填圖工作中遇到的問題出發(fā)，針對性的提出了一些建議和部分解決方法，結(jié)合學科發(fā)展和大數(shù)據(jù)背景，論述了應用數(shù)字地質(zhì)填圖方法和技術對進行地質(zhì)工作的重要意義，同時提出了基于地質(zhì)調(diào)查智能平臺的數(shù)字填圖云平臺建設的設想，探討了進行數(shù)字地質(zhì)填圖云平臺建設的必要性，闡述了進行云環(huán)境下數(shù)字地質(zhì)填圖對“智慧找礦”的推動作用。

關鍵詞：數(shù)字地質(zhì)填圖;地質(zhì)大數(shù)據(jù);智慧找礦

現(xiàn)代地球科學技術的發(fā)展使野外地質(zhì)調(diào)查工作的方法、技術和設備等都發(fā)生了新的變化，傳統(tǒng)的地質(zhì)填圖已然不能滿足現(xiàn)階段對地質(zhì)調(diào)查的要求，使其與現(xiàn)代化的地質(zhì)調(diào)查技術相融合是必然的?，F(xiàn)階段數(shù)字調(diào)查系統(tǒng)及其應用軟件雖經(jīng)過較長時間的檢驗，各功能基本完善。但在實際使用過程中，發(fā)現(xiàn)其在很多方面還存在一些不足的地方。同時，數(shù)字化是地質(zhì)填圖發(fā)展的必然方向，而向三維發(fā)展則是更加長遠的目標。因此，在緊緊依托傳統(tǒng)的地質(zhì)工作理論和方法，扎根于前人工作的基礎的同時，應將其融入到現(xiàn)代高科技的大潮之中?；诂F(xiàn)階段地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，進行數(shù)字填圖云平臺開發(fā)建設，能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能、高效的數(shù)字填圖工作的同時，也能夠有效推動數(shù)字填圖技術的發(fā)展。

1 數(shù)字地質(zhì)填圖

計算機輔助區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，可以實現(xiàn)從野外數(shù)據(jù)采集到室內(nèi)數(shù)據(jù)綜合整理再到圖件編繪與應用的全程計算機化。首先，數(shù)字填圖技術可以提高區(qū)調(diào)地質(zhì)信息的檢索效率和利用價值的同時，實現(xiàn)彩色地質(zhì)圖的計算機輔助設計，并使這方面的工作向標準化、系化、專業(yè)化和實用化方向跨進一步;其次，可以讓所獲取的信息直接進入“基礎地質(zhì)調(diào)查信息系統(tǒng)”，成為“數(shù)字國土”的組成部分，為全社會服務;最后，可以實現(xiàn)本行業(yè)地質(zhì)信息的計算機動態(tài)管理和動態(tài)處理，以及將來的立體區(qū)域地質(zhì)填圖打下基礎。

2 地質(zhì)調(diào)查數(shù)字化

數(shù)字調(diào)查是在國家新一輪國土資源大調(diào)查的大背景之下，要為國家的建設與發(fā)展服務。開展新一輪國土資源大調(diào)查的地質(zhì)調(diào)查，目的是進一步提高國土地質(zhì)研究程度，提高國民經(jīng)濟緊缺礦產(chǎn)資源潛在保證程度，為國民經(jīng)濟和社會可持續(xù)發(fā)展提供各類基礎地質(zhì)資料。為此，新一輪地質(zhì)大調(diào)查的性質(zhì)將是基礎性、公益性和戰(zhàn)略性的綜合調(diào)查評價，其內(nèi)容包括基礎性地質(zhì)調(diào)查、戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源調(diào)查和地質(zhì)災害預警工程等。這是一項跨世紀的宏偉工程。無論從大調(diào)查的多方法、多目標、全方位以及成果的綜合性、系統(tǒng)性看，還是從滿足國民經(jīng)濟發(fā)展與社會進步的當前和長遠需要服務的新高度上看，都有必要采用集“多S”集成化技術，功能強勁、標準化程度高的基礎地質(zhì)調(diào)查計算機輔助系統(tǒng)，以實現(xiàn)從野外數(shù)據(jù)采集，到室內(nèi)綜合整理、各種圖件編繪的全程計算機輔助化。數(shù)字填圖過程中采集到的基礎地質(zhì)信息和遇到的問題又可以為系統(tǒng)的內(nèi)容設置、結(jié)構與功能的更新提供有價值的信息反饋，再結(jié)合國內(nèi)外相關學科與技術發(fā)展的最新成果，可以使系統(tǒng)更具有適應性和可擴充性。

但隨著計算機、網(wǎng)絡和云計算等的應用和發(fā)展，整個社會已經(jīng)處于大數(shù)據(jù)的背景之下，互聯(lián)網(wǎng)+、大數(shù)據(jù)在每個行業(yè)都被提及、關注和應用。由于地質(zhì)對象演化的時間漫長、空間龐大，各種地質(zhì)作用影響因素眾多，過程曲折反復，而且地質(zhì)體深埋于地下，存在著“參數(shù)信息不完全、結(jié)構信息不完全、關系信息不完全和演化信息不完全”的狀況，這種高維度、高計算復雜性和高不確定性更為顯著。雖然地質(zhì)大數(shù)據(jù)與社會和商業(yè)大數(shù)據(jù)有一定差別，但貼合4V特征：體量大而完整（Volume）、類型多且關聯(lián)（Variety）和聚集快卻雜亂（Velocity）以及價值大但稀疏（Value）。

3 基于地質(zhì)調(diào)查智能平臺的數(shù)字填圖平臺建設

近年來，中國地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心雖在強化數(shù)字地質(zhì)填圖系統(tǒng)智能化的基礎上，對主要功能包括GPS定位導航、野外路線數(shù)據(jù)采集、地球化學數(shù)據(jù)采集、實測剖面數(shù)據(jù)采集等基本數(shù)據(jù)采集功能進行了改造升級，把數(shù)據(jù)采集的操作趨同于日常的手機操作。但還是存在問題，基于地質(zhì)調(diào)查智能平臺的數(shù)字填圖平臺建設，在移動通訊和衛(wèi)星通訊網(wǎng)絡服務支撐的基礎上為用戶提供在線或者離線的基礎地理和地質(zhì)智能位置服務，實現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)采集過程的數(shù)字+智能+信息化，開始了數(shù)據(jù)密集型地質(zhì)調(diào)查工作模式，并提供智能空間技術支撐?；诘刭|(zhì)調(diào)查智能空間平臺，綜合考慮數(shù)字填圖需求，進行數(shù)字填圖平臺開發(fā)建設，能夠?qū)崿F(xiàn)更加智能、高效的數(shù)字填圖實習的同時，也能夠有效推動數(shù)字填圖技術的發(fā)展。使用數(shù)字地質(zhì)填圖云平臺，可以很方便地采用計算機網(wǎng)絡技術，建設一個信息齊備而又功能完善的“基礎地質(zhì)調(diào)查信息系統(tǒng)”，推進“數(shù)字國土工程”的實施，為實現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查工作信息化與全社會信息共享奠定堅實的基礎。

4 云環(huán)境下的數(shù)字地質(zhì)填圖與“智慧找礦”

科學找礦的內(nèi)涵包括“理論找礦—綜合找礦—定量找礦—立體找礦—智慧找礦”五位一體，智慧地礦是數(shù)字地礦的高級形態(tài)，是一種全新的地礦企業(yè)運行模式，代表地礦企業(yè)發(fā)展的未來面貌。中國科學院將“新一代數(shù)字地球”作為跨學部科學發(fā)展研究綜合項目推薦，由郭華東院士負責，并聯(lián)合信息技術科學部共同開展工作，這是一項綜合性研究。中國地質(zhì)調(diào)查局則啟動了“地質(zhì)大數(shù)據(jù)與信息服務工程”，擬構建“地質(zhì)云”，以實現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查成果的及時服務，全面提升地質(zhì)信息資源共享服務能力和匯聚與更新能力、智能化地質(zhì)調(diào)查信息技術支撐能力、地質(zhì)調(diào)查工作科學管理與決策支持能力等。采用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、數(shù)據(jù)融合、數(shù)據(jù)挖掘等技術，建立能自發(fā)感知的高度集成化的平臺。

“大數(shù)據(jù)科學”成為一種新的科學范式?！睹绹刭|(zhì)調(diào)查局核心科學體系科學戰(zhàn)略2013-2023年》提出“在科學發(fā)現(xiàn)中，數(shù)字式的方法途徑并不取代傳統(tǒng)方法，但它能補充、激活和改善傳統(tǒng)方法。”隨著科學技術的不斷進步與發(fā)展，地質(zhì)信息化研究過程中逐漸應用現(xiàn)代云計算以及物聯(lián)網(wǎng)技術等方式。特別在大數(shù)據(jù)時代背景下，對地質(zhì)信息化中涉及的信息數(shù)據(jù)采集、存儲以及處理也提出了更高的要求，所以通過云計算與物聯(lián)網(wǎng)技術的應用能夠解決傳統(tǒng)技術應用中存在的信息數(shù)據(jù)方面的問題。

數(shù)字地質(zhì)填圖是地質(zhì)大數(shù)據(jù)來源的必要保證，是“智慧找礦”的基礎組成。因此，進行云環(huán)境下的數(shù)字地質(zhì)填圖對“智慧找礦”的發(fā)展意義重大。

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（作者單位：1.四川省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院;2.四川川核地質(zhì)工程有限公司;3.北京吉威時代軟件股份有限公司）