基于地质大数据的地质综合成果信息平台研究与实现

随着信息技术的急速发展和大数据时代的来临,地质数据具备了大数据的本身特点和社会广泛应用的属性,已成为国家大数据的重要组成部分。本文论述了地质综合成果信息平台研究的主要内容,包括前期各类数据资源的收集、标准化,三维模型的构建,数据的集成与应用,初步实现地质成果多维、地下—地上、地质—地理、时空—属性大数据的一体化存储、管理、调度、辅助决策。地质综合成果信息平台的建设是对传统的地质工作成果进行梳理和升级改造,为政府部门开展重大工程建设决策提供可靠、高效、便捷的地质数据技术支撑,更好地服务经济社会发展大局。     

基于Hadoop的地质大数据融合与挖掘技术框架

地质领域数据量大,且种类多样。实现高效的多源异构地质数据的融合与挖掘,是研究地质作用机理,展开地质考察研究的重要手段。然而目前普遍存在着数据条块分割,格式各异,难以实现有效的共享与互操作。为此,本文提出了一种基于Hadoop的地质大数据融合与挖掘技术框架,该框架包括统一的地质大数据采集与预处理方法,基于元数据索引的存储与管理平台,基于Map/Reduce的地质大数据并行化计算模式与系统,面向可重用的地质大数据挖掘服务,以及支持在线三维展示的地质大数据分析结果可视化系统。该框架具有良好的实用性与可扩展性。本文在5个节点的测试系统上实现了多元素关联性分析,并取得了相对应单台机器3部的加速可比性。     

地质大数据轻量化集成展示与专题应用

地质大数据是智慧地矿工程建设的基础。长期以来地质工作形成了海量多源异构数据,有效地将地质大数据进行整合、集成并加以应用,已成为智慧地矿工程建设的关键环节。本文分别对地质大数据集成面临的主要问题与解决思路,大数据集成平台的设计及项目应用等方面展开阐述。构建了多维动态可视化平台,在Web页面绘制了虚拟仿真地理场景并叠加了丰富的地理空间数据,对多维数据进行了可视化展示,采用B/S架构实现了无插件、轻量级的Web可视化页面展示,并实现了场景展示、地理数据处理、三维分析等功能。     

地质大数据支持下的智慧地矿业务支撑平台构建

为探索“互联网+地质工作”新模式，更好地服务于生态文明建设，地矿部门积极推进智慧地矿工程建设。地质大数据已在城市地质、海洋地质、农业地质、生态环境地质等领域得到广泛应用。因此，为了地矿业务系统的开发、全业务网上运行和监管提供统一的基础技术平台和运行环境，实现各部门之间的业务协作与地矿信息共享，亟须构建基于地质大数据的智慧地矿业务系统应用支撑平台。本文详细阐述了该平台的构建。     

基于无人机遥感的大坡度地质露头岩性分类

针对卫星影像难以获取大坡度地质露头数据、传统分类方法无法有效利用影像信息导致地质露头剖面岩性分类精度较低等问题,本文通过无人机遥感技术获取高精度野外大坡度地质露头数据,并提出了一种多尺度混合特征网络模型。研究结果表明：无人机与贴近摄影测量技术相结合的方法在采集地质露头数据的应用中具有较强的可行性;多尺度混合特征网络模型能够有效地提取无人机多光谱影像中的光谱特征和空间特征,实现了大坡度地质露头岩性的高精度分类。以云台山地质公园某露头为例,本文模型的总体分类精度可达89.91%,Kappa系数可达0.85,相比于传统的机器学习算法SVM和MLC精度提高接近15%,相比于Inception V3和ResNet18总体分类精度提高约10%,相比于Hybrid CNN总体分类精度提高1.5%。     

三维城市地质空间数据库数据组织及模式设计

如何建立高效的数据组织以及存储模式是三维城市地质数据库必需要解决的两大基础性问题。本文通过引入基于地学属性的三维矢量数据组织方法以及基于类八叉树的真三维体数据组织方法,解决了传统海量三维空间数据无法在数据库中高效组织和访问的问题,从而在真正意义上实现了三维城市地质空间数据的数据库组织;并在此基础之上,针对城市地质空间数据的特点,提出了元数据驱动的数据存储模式,有效地增强了三维城市地质空间数据库的可扩展性和灵活性。     

大数据时代地矿数据资源服务的关键技术探讨

地矿数据的质量、数量和更新时效已成为衡量一个国家地质调查工作水准和社会化服务水平的基础标准之一,大数据时代下信息技术的飞速发展推动了地矿行业的数据资源共享和信息化服务水平的提高,但是,地矿行业属于传统行业,信息化水平不高、智能化水平更是欠缺。本文从地矿数据资源如何服务于经济社会发展进行探讨,重点论述了四大关键技术:1)地上、地下一体化的三维地质支撑软件;2)多源、多尺度空间数据融合;3)基于时空数据模型的地质大数据管理;4)多主题数据仓库构建和基于数据仓库的联机时空数据挖掘。     

宁夏地质综合信息平台建设与应用

探讨了基于宁夏已建的一批地质矿产、地质环境、地下水、地质灾害等基础数据库,应用bi模板技术、WebGIS和WebServices技术,自主开发了宁夏地质综合信息平台。该平台支持MapGIS和ArcGIS两大平台数据,建成后在矿产资源、地质环境管理等工作中发挥了重要作用。本文阐述了宁夏综合地质信息平台的建设与特点,论述了该平台的几项主要应用。     

全国地质勘查规划

继续实施国土资源大调查,建立国家基础地质数据的更新机制。加大中央财政投入力度,加快公益性地质调查工作进度,不断提高我国基础地质、矿产资源和地质灾害调查的工作程度和水平。     

面向业务的海洋地质数据服务平台构建方法

随着海洋地质调查程度的日益深入,海洋地质数据越来越多,现有海洋地质数据服务体系难以满足应用需求。通过分析现有海洋地质数据的应用现状,提出了"三层"体系结构的海洋地质数据服务平台设计方案,采用面向业务的方法设计了基于业务的统一逻辑模型,运用WCF技术和NHibernate技术初步实现了海洋地质数据服务平台,实现了对分布式异构海洋地质数据库的集成访问和基于业务模型的数据查询。与传统数据查询方法相比,用户只需选择自己的业务需求,设定约束条件即可获取数据,极大地方便了用户对海洋地质数据的应用需求。     

基于VRML的层状地质体3维建模

为了形象地表现层状地质体形态,本文利用VRML在虚拟环境中建立了3维地质体。根据层状地质体的实际情况,本文利用VRML中的几何形体建模节点ElevationGrid和IndexedFaceSet创建了3维地质体的虚拟现实模型。该方法利用钻孔数据获取层面数据,使用Surfer软件进行数据插值,得到网格化数据文件,用网格化文件与ElevationGrid节点相结合,模拟地质体上下表面,用IndexedFaceSet节点建立两层表面边界,从而构成一个视觉上闭合的3维实体。最后用此方法建立了层状地质体的虚拟现实模型实例。     

角色访问控制的综合地质数据安全模型

为了有效地管理复杂多样的地质矿产数据,提高地质矿产数据的安全性,本文对地质矿产数据进行整理和分析,提出了综合地质数据模型.在此基础上,基于角色访问控制思想设计了综合地质数据的安全模型,并在ORACIE数据库和所开发的综合地质数据库管理系统中实现了该安全模型.     

国产GF卫星数据在矿山环境调查中应用潜力分析

采用高分卫星数据,在对数据质量评价基础上,以广东某矿山为例,总结了各类地质环境要素现状,推断潜在的地质环境安全隐患,分析了高分数据在矿山地质环境调查中的应用潜力。结果表明,高分一号卫星数据在地面塌陷、地裂缝、崩塌及土地压占与破坏等矿山地质环境信息提取方面已达到国外卫星数据的同等水平,在以后的国内矿山地质环境调查中拥有较大的应用潜力,其对构建“和谐矿区,和谐社会”,预防矿山环境地质危害及实施矿业可持续发展战略具有十分重要的理论意义和实用价值。     

基于卫星遥感影像和DEM融合的地质断裂带研究

应用遥感影像进行地表地质分析,具有数据量大、耗时短、费用低廉等优势,可以快速获取大范围区域的相关地质信息,因此,近年来,卫星遥感影像广泛应用于地质分析工作中。但是由于卫星影像在不同时期内的特征不同,且有大量不同的数据源,在不同影像上获取地质特征困难,因此,如何利用影像处技术增强影像中的地质特征,成为遥感影像地质判读的研究重点。地质断裂带调查一般借助各种直接与间接的调查方法以确认断裂带的存在与否和位置,了解断裂带的活动性,并提供点状或剖面数据材料。卫星影像在追踪研究贯穿地表且可为影像所解析的断裂带上,提供真实的影像证据,有助于直接分析影像中断裂带走向和延展。利用遥感影像处理计算,将卫星影像数据叠加到DEM上编制三维地形图,并利用计算机仿真,通过不同方向的投射光源,找出最适合的观察角及最能凸显出重点区域线状地类的状态。对于地质现象的分析及解释上,可提供较平面影像细致、准确的参考依据。     

遥感地质技术发展的战略思考

通过对遥感技术和遥感地质发展现状和发展趋势的分析,以经济和社会可持续发展对矿产资源、能源和地质信息的重大需求为牵引,以地质理论、地球系统理论和复杂性科学理论为指导,围绕地质工作的地质矿产调查、地质灾害和环境监测、矿山开发和环境监测的三大战略任务,提出建设和发展地质矿产和能源遥感勘查和评价技术系统、地质灾害和地质环境监测技术系统及业务运行系统、矿山开发和矿山环境监测技术系统及业务运行系统三大应用技术系统和卫星数据采集与地质应用服务系统、全数字化综合航空遥感集成与信息服务系统两大信息服务系统的遥感地质发展战略目标.促进和实现遥感地质分析由定性向定量,遥感地质应用由单技术向技术集成,地质服务由数据向数据、技术和信息的综合服务方向发展和转化.提出了近期和中期重点发展的技术和重点研究领域,讨论了它们的研究现状、存在问题、研究重点和需进一步深入研究的关键技术问题.     

海量钻井地质数据的高效统计与GIS应用

在煤田地质勘探实践中,以电子表格方式统计、计算探井地质数据,较过去常规的计算方法有了很大进步;但随着煤田勘探探井数量的迅速增加,地质数据呈海量积累,利用电子表格方式效率较低,难以满足煤田高速勘探中的数据整理需求。按照数据库模式管理煤田地质数据,举例分析了数据库查询、分析、统计、计算等功能,迅速填写了煤层赋存特征表,并提出了煤田勘探数据区域地质空间对比的新方法。该数据处理方式是一种工作方法的创新,结合地理信息系统(GIS)使用,缩短了数据处理的工作周期,节约了工作成本,可在煤田地质勘探中深入推广。     

地质资料信息集群化共享服务平台关键技术研究

地质资料是地质工作形成的重要基础信息资源,是国民经济和社会发展的重要信息支撑。国土资源部非常重视地质资料的开发利用和共享服务,将地质资料信息集群化产业化列为部重点工作之一。但是,地质资料分散保管、服务的现状为全国统一集群化服务的实现出了一道难题,现有的数据集中服务方式难以实现,为此,本文在深入调研和技术研究的基础上,提出了“数据分散存储、服务逻辑统一”的分布式地质资料集群化共享服务构架,攻克了分布式协同的技术难题,成功实现了地质资料信息的集群化服务。这套技术可以扩展到其它分布式存储管理的各类国土资源数据领域,将有效提升国土资源信息集群化服务能力。     

地勘基金成果管理系统的设计与开发

本文在分析国内地质资料信息化服务现状的基础上,以地勘基金成果数据为管理对象,搭建了地勘基金成果管理系统,并以贵州省地勘基金成果数据为例,实现了该地区地勘基金项目、整装勘查项目地质数据的有效管理与查询,为地质资料的管理与应用提供了科学的决策支持.     

水文地质调查信息共享服务研究

信息资源已经成为国内外经济、社会发展的重要部分,水文地质调查信息作为地质工作中积累的重要信息资源之一,是地质大调查实施以来的结晶,也是国家的地质知识宝库。从水文地质调查信息共享服务的技术支撑和数据支撑层面,分析了水文地质调查信息共享服务的总体思路和具体方案,显示当前推进水文地质调查信息共享服务的可行性和必要性,表明水文地质调查工作应当更紧密地与经济社会相关联,有效支撑社会化服务。     

露天矿山地质环境监测分析——以重庆市中梁山片区为例

研究探讨了目前矿山地质环境遥感动态监测的主要方法,构建了矿山地质环境监测指标,以重庆市中梁山片区为研究区,利用哨兵1号、Landsat-8等多源卫星遥感数据,结合其他基础地理信息数据,开展了露天矿山恢复治理过程中地质环境遥感动态监测分析,通过构建矿山地质环境综合评分规则,对中梁山片区矿山地质环境进行评价分析,以期为后续矿山恢复治理过程监督管理提供支撑。