大數(shù)據(jù)賦能地質(zhì)檔案信息化管理的實踐路徑

吳若然

（海南省地質(zhì)資料院 海南 ?？?570206）

0 引言

當前，大數(shù)據(jù)技術(shù)正在從多個方面融入我國社會生產(chǎn)中，逐漸影響和改變著人們的生產(chǎn)與生活。我國地域廣大、地質(zhì)條件復(fù)雜多樣，科研人員在長期的地質(zhì)工作開展中也積累了大量詳實的資料。地質(zhì)檔案資料具有重要的科研價值，對于地質(zhì)研究、資源勘探和環(huán)境保護等領(lǐng)域都具有重要的意義，因此，與其相關(guān)的地質(zhì)檔案管理工作也顯得尤為重要。在對地質(zhì)檔案信息化管理工作所面臨的挑戰(zhàn)進行分析后，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)的優(yōu)勢，明確本文所要探討解決的問題，即在地質(zhì)檔案工作中，如何在確保數(shù)據(jù)安全的前提下，系統(tǒng)地利用大數(shù)據(jù)技術(shù)實現(xiàn)地質(zhì)檔案的信息化管理。

1 相關(guān)概念

1.1 大數(shù)據(jù)

大數(shù)據(jù)（big data）即海量大規(guī)模數(shù)據(jù)資料，指的是規(guī)模巨大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的數(shù)據(jù)集合，這些數(shù)據(jù)集合需要利用先進的計算和分析技術(shù)來提取價值信息［1］。大數(shù)據(jù)通常具有“4V”特征：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣性）和Veracity（真實性）。大數(shù)據(jù)的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，在社會生產(chǎn)力的推動與市場的引領(lǐng)下，大數(shù)據(jù)已經(jīng)在商業(yè)智能、市場營銷、風(fēng)險管理、醫(yī)療保健、社交網(wǎng)絡(luò)分析、科學(xué)研究等領(lǐng)域得到全方位的運用，其市場規(guī)模也在逐年擴大，如圖1 所示。大數(shù)據(jù)的不斷發(fā)展，不僅為各行業(yè)帶來了巨大的商業(yè)價值，也在推動我國各行各業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和智能化發(fā)展。為了處理大數(shù)據(jù)，人們使用諸如Hadoop、Spark、NoSQL 數(shù)據(jù)庫等大數(shù)據(jù)技術(shù)和工具，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)存儲、處理和分析。目前，我國的大數(shù)據(jù)技術(shù)正處于不斷創(chuàng)新和融合的階段，大數(shù)據(jù)技術(shù)正在與人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊鏈等新興技術(shù)進行跨界融合，形成更加強大的數(shù)據(jù)驅(qū)動技術(shù)體系，為各行業(yè)帶來更多創(chuàng)新應(yīng)用。隨著數(shù)據(jù)規(guī)模的不斷增長，越來越多的場景開始重視數(shù)據(jù)治理和數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，建立完善的數(shù)據(jù)管理體系，以確保數(shù)據(jù)的準確性、完整性和可靠性。

圖1 近五年全球大數(shù)據(jù)市場規(guī)模

1.2 地質(zhì)檔案管理現(xiàn)狀

地質(zhì)檔案管理是指對地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)勘探、工程建設(shè)等活動中產(chǎn)生的各類地質(zhì)資料和檔案進行收集、整理、存儲、利用和管理的過程。地質(zhì)檔案是地質(zhì)信息資源的重要組成部分，對于科學(xué)研究、資源勘查、環(huán)境保護和災(zāi)害防治等具有重要意義。在國家與行業(yè)的指導(dǎo)下，各級地質(zhì)調(diào)查單位和礦產(chǎn)勘查單位按照相關(guān)規(guī)定，積極開展地質(zhì)檔案的收集整理工作，建立了一定規(guī)模的地質(zhì)檔案庫，并且部分地質(zhì)檔案館和檔案室建立了較為完善的檔案存儲系統(tǒng)，采用數(shù)字化技術(shù)對地質(zhì)檔案進行數(shù)字化處理和管理?；诘刭|(zhì)檔案管理水平的不斷提高，各地質(zhì)單位加強了對檔案管理人員的培訓(xùn)和管理制度建設(shè)，提升了檔案管理的專業(yè)化水平。同時，一些地質(zhì)檔案館和檔案室也積極開展檔案信息服務(wù)工作，為用戶提供地質(zhì)檔案查詢和使用服務(wù)。然而，在一些地區(qū)和單位，檔案整理工作還存在不足，未能充分挖掘和整理已有的地質(zhì)檔案資源。一方面，由于歷史原因和資源限制，一些地質(zhì)檔案的存儲條件仍然較差，存在著嚴重的損壞和遺失情況；另一方面，由于管理人員、基礎(chǔ)設(shè)施等方面的因素，地質(zhì)檔案管理也面臨著檔案整理不足、存儲條件不足、數(shù)字化進程不夠快等問題，需要進一步加強管理和改進工作［2］。

2 新時代下地質(zhì)檔案信息化管理所面臨的挑戰(zhàn)

2.1 檔案管理流程復(fù)雜

在新時代下，地質(zhì)檔案管理面臨著管理流程復(fù)雜等問題，嚴重制約著地質(zhì)檔案有效發(fā)揮作用。一方面，地質(zhì)工作涉及多種數(shù)據(jù)類型，如地質(zhì)勘探數(shù)據(jù)、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)類型都存在著一一關(guān)聯(lián)的特征，需要管理人員嚴格依據(jù)統(tǒng)一標準進行有效整合和管理。而隨著科技進步和檔案的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，地質(zhì)勘探、調(diào)查等活動產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量大幅增加，數(shù)據(jù)類型也在不斷擴展，產(chǎn)生了大量以文本、圖像、視頻等形式為載體的數(shù)據(jù)，這使得地質(zhì)檔案管理面臨著更大規(guī)模和多樣化的數(shù)據(jù)處理壓力。在要求嚴苛的數(shù)據(jù)歸檔和海量的數(shù)據(jù)處理中，地質(zhì)檔案管理變得愈加復(fù)雜。另一方面，地質(zhì)檔案涉及多個部門和單位，一份完整的地質(zhì)檔案歸檔需要進行跨部門的協(xié)同管理，包括地質(zhì)局、環(huán)保局、規(guī)劃局等，需要統(tǒng)一標準和流程來管理這些跨部門的檔案信息，但目前由于各個職能部門相互間的配合不足，出現(xiàn)各自為戰(zhàn)的現(xiàn)象，對于管理流程、處理流程、信息登記等各個方面都沒有一個統(tǒng)一的標準和流程。這也導(dǎo)致了檔案管理的流程出現(xiàn)冗余、復(fù)雜的情況［3］。

2.2 數(shù)據(jù)安全保護不足

地質(zhì)檔案關(guān)乎我國的國家安全，需要積極重視，嚴格按要求進行保護。隨著大數(shù)據(jù)、云存儲等技術(shù)的廣泛應(yīng)用，地質(zhì)檔案中包含的敏感信息面臨著更高的數(shù)據(jù)泄露風(fēng)險。一旦檔案管理出現(xiàn)意外情況，遭受攻擊或泄露，將對國家安全和企業(yè)利益造成嚴重損失。另外，地質(zhì)檔案管理系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)使用使其容易受到網(wǎng)絡(luò)攻擊和惡意軟件感染的威脅，一些別有用心的用戶和國家會利用如病毒、木馬、勒索軟件等向我國的地質(zhì)檔案管理系統(tǒng)發(fā)起攻擊，一旦成功，我國的地質(zhì)信息將會遭到破壞、篡改和丟失，這對于我國而言是無法承受的。還有一個不可忽視的現(xiàn)象就是內(nèi)部人員的不當操作也會導(dǎo)致地質(zhì)數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)泄露。種種現(xiàn)象表明，一旦內(nèi)部人員疏忽大意或者出現(xiàn)惡意行為，都可能會導(dǎo)致地質(zhì)檔案的安全受到威脅，包括數(shù)據(jù)篡改、盜竊以及非法傳播等。

2.3 數(shù)據(jù)協(xié)同共享困難

在新時代下，地質(zhì)檔案管理所遇到數(shù)據(jù)協(xié)同共享困難的問題是比較普遍的。一方面，數(shù)據(jù)孤島問題在地質(zhì)信息管理方面仍然存在。地質(zhì)檔案管理所內(nèi)部可能存在多個部門或單位，它們之間的數(shù)據(jù)孤島導(dǎo)致信息無法共享，甚至存在重復(fù)錄入和冗余數(shù)據(jù)，影響了數(shù)據(jù)的一致性和準確性。不同部門或單位使用的信息系統(tǒng)也會存在一定的兼容性問題，導(dǎo)致一些相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)難以交換和共享，這也增加了數(shù)據(jù)協(xié)同共享的難度。缺乏統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和規(guī)范也會導(dǎo)致不同部門或單位之間的數(shù)據(jù)格式、命名規(guī)則等存在差異，這最終使得數(shù)據(jù)協(xié)同共享變得更加困難。另一方面，部分敏感數(shù)據(jù)可能涉及國家安全、商業(yè)機密或個人隱私，因此相關(guān)人員在共享過程中需要考慮數(shù)據(jù)安全和隱私保護的問題，這也增加了共享數(shù)據(jù)的管理難度。

3 大數(shù)據(jù)賦能地質(zhì)檔案信息化管理的價值優(yōu)勢

3.1 提高數(shù)據(jù)存儲與分析能力

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以為檔案管理提供更好的數(shù)據(jù)存儲和分析能力，從而提升檔案管理的效率和水平［4］。首先，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提供高效的數(shù)據(jù)存儲解決方案，包括分布式存儲系統(tǒng)和云存儲服務(wù)，能夠滿足海量檔案數(shù)據(jù)的存儲需求，并保證數(shù)據(jù)的安全性和可靠性。其次，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，還可以建立檔案索引和元數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，利用這一系統(tǒng)實現(xiàn)對檔案信息的快速檢索和查詢，提高檔案信息的可訪問性和利用效率。大數(shù)據(jù)技術(shù)還能夠幫助檔案管理部門進行數(shù)據(jù)質(zhì)量管理，包括數(shù)據(jù)清洗、去重、標準化等工作，提高了檔案數(shù)據(jù)的準確性和一致性。最后，大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用為檔案管理提供了更多可能性，可以提高檔案數(shù)據(jù)的存儲、管理和分析效率，為檔案管理部門提供更好的決策支持和業(yè)務(wù)運營能力。因此，在新時代下，地質(zhì)檔案管理部門可以積極借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，不斷完善檔案管理體系，促進檔案管理工作的現(xiàn)代化和信息化發(fā)展。

3.2 加強數(shù)據(jù)整合與共享水平

大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用可以加強檔案管理中的數(shù)據(jù)整合與共享，從而提升檔案管理的效率和水平。在數(shù)據(jù)整合方面，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以整合不同來源和格式的數(shù)據(jù)，包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、半結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一管理和整合，從而實現(xiàn)全面、一體化的數(shù)據(jù)視圖，幫助檔案管理部門更好地理解和利用檔案信息。大數(shù)據(jù)技術(shù)可以幫助檔案管理部門建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準和規(guī)范，以確保共享數(shù)據(jù)的一致性和可理解性，降低數(shù)據(jù)集成和共享的難度。在數(shù)據(jù)共享方面，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)建立開放式的數(shù)據(jù)接口，可以使外部系統(tǒng)或第三方應(yīng)用能夠訪問檔案管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的跨系統(tǒng)共享和互聯(lián)互通。同時基于大數(shù)據(jù)技術(shù)打造的數(shù)據(jù)共享平臺，可以使不同部門或單位之間的數(shù)據(jù)得以共享，促進信息流通和交換，提高了檔案信息的利用效率。在數(shù)據(jù)共享過程中，大數(shù)據(jù)技術(shù)可以提供更加完善的數(shù)據(jù)安全保障機制，包括數(shù)據(jù)加密、訪問權(quán)限控制、數(shù)據(jù)脫敏等手段，確保共享數(shù)據(jù)的安全性和隱私性。利用流式處理技術(shù)，將數(shù)據(jù)實時傳輸和處理，從而實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)共享和更新，及時反映檔案信息的最新狀態(tài)。

4 大數(shù)據(jù)賦能地質(zhì)檔案信息化管理的實踐路徑

4.1 系統(tǒng)采集整合，助力檔案數(shù)字化轉(zhuǎn)型

在利用大數(shù)據(jù)對地質(zhì)檔案進行信息化管理時，管理人員要充分將大數(shù)據(jù)技術(shù)與當前檔案管理場景相結(jié)合，與使用部門、采集部門等積極合作，通過多方聯(lián)動，建立自動化的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。利用這一采集系統(tǒng)從各種數(shù)據(jù)源（包括實驗室、勘探現(xiàn)場、監(jiān)測設(shè)備等）獲取地質(zhì)檔案信息并上傳后端。在獲取地質(zhì)數(shù)據(jù)信息后，還要構(gòu)建相應(yīng)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，利用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型和標準化的數(shù)據(jù)格式將地質(zhì)信息進行編碼分類，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)進行數(shù)據(jù)整合，將來自不同數(shù)據(jù)源的地質(zhì)檔案信息進行融合。在對地質(zhì)信息進行采集整合后，管理人員還可以積極通過大數(shù)據(jù)分析平臺，依據(jù)自身需求對整合后的數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)和規(guī)律，為地質(zhì)研究和決策提供支持。

4.2 建立存儲系統(tǒng)，確保數(shù)據(jù)存儲安全性

在開展地質(zhì)檔案信息化管理的過程中，數(shù)據(jù)存儲的安全性是管理人員首要考慮的問題。為了確保數(shù)據(jù)存儲的安全性，首先，管理人員可以探索更新當前的數(shù)據(jù)存儲方式，積極使用分布式存儲架構(gòu)來進行數(shù)據(jù)存儲，如Hadoop分布式文件系統(tǒng)或云存儲服務(wù)，將地質(zhì)檔案信息數(shù)據(jù)存儲在多個節(jié)點上。這種架構(gòu)可以提高數(shù)據(jù)的容錯性和可靠性，一旦某個節(jié)點出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然可以正常運行，確保數(shù)據(jù)不會丟失。其次，在數(shù)據(jù)存儲的過程中，為了保證數(shù)據(jù)不再缺失，可以積極建立完善的數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機制，定期對地質(zhì)檔案信息數(shù)據(jù)進行備份，并確保備份數(shù)據(jù)的完整性和可用性［5］。在數(shù)據(jù)丟失或損壞時，能夠快速恢復(fù)數(shù)據(jù)，避免信息的永久性丟失。在對涉及國家安全的相關(guān)敏感地質(zhì)檔案信息數(shù)據(jù)進行存儲時，要積極探索采用加密算法對數(shù)據(jù)進行加密，通過“公鑰＋私鑰”相結(jié)合的雙鑰結(jié)構(gòu)來對數(shù)據(jù)進行物理加密，建立嚴格的訪問控制策略，對地質(zhì)檔案信息數(shù)據(jù)的訪問進行權(quán)限管理。通過設(shè)置身份認證、訪問權(quán)限管理等手段，做到只有經(jīng)過授權(quán)的用戶才能對數(shù)據(jù)進行訪問和操作，確保數(shù)據(jù)在存儲、查詢和傳輸過程中的安全性，如圖2 所示。最后，管理人員還要建立數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的監(jiān)控和審計機制，通過這一嚴格的監(jiān)控與審計機制來保障數(shù)據(jù)的安全，并實時監(jiān)控數(shù)據(jù)存儲的狀態(tài)和訪問情況，做到對數(shù)據(jù)訪問的全過程記錄與相關(guān)數(shù)據(jù)操作的全流程日志備份。通過這一機制的展開，可以及時發(fā)現(xiàn)異常情況并及時進行處理，同時對數(shù)據(jù)的使用情況進行審計，保障數(shù)據(jù)的合規(guī)使用。對于地質(zhì)數(shù)據(jù)可能存在的被病毒攻擊等情況，管理者還要定期對存儲系統(tǒng)進行安全漏洞掃描和評估，及時修補系統(tǒng)的安全漏洞，并建立應(yīng)急響應(yīng)機制，一旦發(fā)現(xiàn)安全問題，及時做出響應(yīng)和處理。

圖2 雙鑰工作制原理圖

4.3 開展數(shù)據(jù)清洗，實現(xiàn)數(shù)據(jù)查詢精準化

為了實現(xiàn)地質(zhì)檔案管理信息化的有效利用，管理人員還要在大數(shù)據(jù)的加持下做好數(shù)據(jù)包的清洗工作，確保實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合、分析、使用的精準化。在進行數(shù)據(jù)清洗之前，首先要進行數(shù)據(jù)預(yù)處理，對采集的原始數(shù)據(jù)開展去除重復(fù)數(shù)據(jù)、處理缺失值、處理異常值等工作，提高數(shù)據(jù)的質(zhì)量和一致性，為后續(xù)的數(shù)據(jù)清洗和查詢提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。在開展數(shù)據(jù)清洗過程中，利用大數(shù)據(jù)平臺提供的數(shù)據(jù)清洗工具和算法，對數(shù)據(jù)進行清洗和標準化，結(jié)合數(shù)據(jù)類型做好去除錯誤數(shù)據(jù)、格式轉(zhuǎn)換、統(tǒng)一命名規(guī)范等操作，以確保數(shù)據(jù)的準確性和一致性。同時，還要通過特征工程的方法對數(shù)據(jù)進行處理，抽取有意義的特征并進行數(shù)據(jù)降維、標準化等操作，以便更好地支持數(shù)據(jù)查詢和分析需求。為了保證數(shù)據(jù)查詢與使用更加精準化，還要對經(jīng)過清洗的數(shù)據(jù)建立索引，以加速數(shù)據(jù)查詢的速度。利用大數(shù)據(jù)平臺提供的索引技術(shù)，可以快速定位和檢索所需的數(shù)據(jù)，并支持復(fù)雜的查詢需求。另外，檔案管理人員還要積極利用當下的最新科技，在保證數(shù)據(jù)不被泄露的前提下，積極結(jié)合機器學(xué)習(xí)技術(shù)來建立數(shù)據(jù)模型，對數(shù)據(jù)進行分類、聚類和預(yù)測，以發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和規(guī)律，利用這些大數(shù)據(jù)模型，幫助使用者更精準地查詢和分析數(shù)據(jù)。根據(jù)用戶的查詢歷史和行為數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)建立用戶畫像，實現(xiàn)個性化的數(shù)據(jù)查詢推薦。這樣可以使數(shù)據(jù)查詢更加符合用戶的需求和習(xí)慣，提高查詢的精準度。

5 結(jié)語

在信息化時代，大數(shù)據(jù)技術(shù)成為推動我國各大產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的動力源泉，它不僅改變了社會生產(chǎn)生活方式，還以先進的生產(chǎn)力推動了整個社會的高效運行。在該技術(shù)不斷更迭的信息化時代，各社會主體要積極利用大數(shù)據(jù)技術(shù)的現(xiàn)有優(yōu)勢，深度挖掘大數(shù)據(jù)技術(shù)的潛在優(yōu)勢，助力地質(zhì)檔案管理工作的高質(zhì)量發(fā)展。