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大数据背景下的国家地质信息服务系统建设

作者:admin 发布时间:2020-08-19 09:40
        随着虚拟化、物联网、云计算等技术在众多领域的广泛应用,全球数据产生量的飞速增长,大数据时代已悄然来临。大数据逐步从概念发展为一个新兴的研究方向,并对全人类的发展产生深远影响。地质资料信息服务是进入21世纪后发达国家地质工作的一个显著变化,成为各国地质工作的战略重点。
        1.国家地质信息服务系统的基础框架
        发达国家都高度重视地学信息领域的信息共享与服务,许多都部署战略计划并开展了国家级系统建设工作。国土资源部于2009年提出国土资源“一张图” 的概念,目标是实现土地、地质、矿产等已有信息资料的集成与共享,旨在集成整合多元异构的各类国土资源数据,提高数据利用率、减少资源浪费,挖掘数据潜力,发挥其应有的作用。中国地质调查局也启动了云计算的相关跟踪研究,探索云计算在地质调查领域中的应用。
        国家地质信息服务系统采用虚拟化、并行计算等核心技术搭建的地质信息云计算平台,连接各服务节点,实现多元异构地质信息的分布式云存储、 管理、计算,进而为社会公众提供不同粒度的数据与计算等云服务。充分发挥新媒体技术的巨大潜力,提供兼具交互性、即时性、个性化的新媒体服务,用户可以通过浏览器、客户端、手机、平板等终端设备使用云端服务和资源。国家地质信息服务系统的概念模型如图1所示。
图1 国家地质信息服务系统的概念模型 
     
        2.系统服务资源的组织
        数据即是资源,一切管理、分析、服务都是围绕数据展开。目前,影响社会经济发展的许多复杂问题如生态环境、气候变化等,不是单一部门、单一学科所能解决的,通过跨学科的数据整合,促进交叉学科知识体系和研究方法,来面对现代化发展进程中的复杂问题。
        各部门各行业间缺乏有效的地质资料共享机制,处于 “服务孤岛”状态。需要建设国家级的地质信息服务系统,建立较完善的共享机制,保障信息充分共享,数据持续更新,服务稳定运行。系统建设的重点在于数据的整合、节点的建设与对接。
        2.1数据资源整合
        国家地质信息服务系统目标是成为一个全方位的地质资料、数据、服务、产品与用户的共享系统,最大限度地整合社会地质相关领域的优势资源,实现地质信息的资源共享、合作共赢。针对各独立系统受区域性、时效性限制的问题,需增强和提高全国地质行业信息化、网络化水平,提供快捷、 全面、高水平的地质信息服务,构建地质资源信息高度共享、网络高速传输、功能高效管理的资源交流机制。针对地质数据的多源、异构、海量的特点, 开展分布式多元数据的组织机制和汇聚模型,保证数据高效获取、管理和使用。开展地质信息高性能、大规模并行处理的算法模型与平台,来提高大数据处理性能。对地学领域本体研究,需通过语义信息来获取海量文本数据中包含的有效地质知识; 针对空间数据的时空属性特点,需研究空间数据模型的检索、匹配、表达、应用技术,从而在海量空间数据中发现规律,获取本质信息。开展基于大数据的知识挖掘,由地学知识、海量空间数据来共同驱动,提供对复杂地学问题的推理和决策支持,从而满足政府、专业人员和社会公众的需求。
        2.2服务系统节点建设
        国家地质信息服务系统依托新一代信息技术, 基于地质大数据支撑环境和统一规范接口,创新信息化应用服务。系统通过国家级节点,建立地质调查局属专业机构节点连接,集成整合中国地质调查局所属专业单位的地质信息;建立全国地质资料馆节点连接,集成整合各省馆及委托保管机构的地质信息;建立大区中心节点连接,并依托省级数据中心建设,整合地勘单位的地质信息;建立行业单位节点连接,汇集整理铁道、环保、水利、冶金、有色、 核工业、建材等行业部门相关单位的地质信息;建立国家部委节点连接,汇集国土部门、科技部、自然基金委、高校、中科院等单位关于地质方面的项目及成果情况。图2为节点建设示意图。
        图2 国家地质信息服务系统节点建设示意图 
 
        国家地质信息服务系统的节点连接,向下可以延伸到数据生产环节,使数据成果及时转化服务; 向上可以提供标准服务接口,与国土云及更广泛的大数据平台对接,成为更上层的云平台中的一个专业云,一个子集。
        3.国家地质信息服务系统的应用与信息服务模式的转变
        大数据的“数据”不仅仅是把数据存储管理起来,更重要的在于数据获取与数据应用。“大数据”概念中的“基于全面数据进行决策”、“从全面数据中寻找规律”、“从全面数据中发现知识”等观念将对科学研究产生深远的影响。美国地质调查局在其公布的2013—2023年发展规划中力图构建一个全新的模块式地球科学框架,整合局内外相关的数据、知识和资源,提高美国地质调查局解决复杂问题的能力,也代表了在新的科学研究范式下地球系统科学未来发展的一个新方向。 与之对应,大数据也带来了信息服务模式的变革, 美国的GDS、加拿大的Geoconnection、澳大利亚的FIND均强调利用各种信息技术手段,为用户提供及时、便捷、高效、连续的信息服务,并将地质数据的深度挖掘与应用作为未来规划的重点工作。
        因此,国家地质信息服务系统建设以满足用户需求为目标,为用户提供一站式,兼具交互性、即时性、个性化的新媒体服务。
        4.展望
        地质数据具有典型的大数据特征,地质大数据是地质科学发现与知识创新的引擎。在大数据时代,信息作为一种新型资源,有效合理利用可以带来科学的发展与技术的升级。以需求为驱动,建设基于大数据的国家地质信息服务系统,以问题为导向,推进地质信息服务模式的转变。地质信息服务在大数据时代迎来了发展机遇,需加强地质数据的共享与交换,提升知识服务水平,服务国家建设与社会经济发展。


摘自:地质通报 2015,(34)07,1316-1322
郑啸 李景朝 王翔 梁婉娟
中国地质调查局发展研究中心 全国地质资料馆
 
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