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地質信息技術有哪些

發布時間: 2021-01-27 12:40:25

❶ 地質信息技術的發展歷程

地質信息技術的發展始於20世紀60年代初。最初是物、化探數據處理和模型正、反演的計算機應用,接著是20世紀70年代中期基礎地質信息的RS技術和地質圖件編繪的CAD技術引進,再接著是80年代初測試數據和描述性數據管理的DBS(資料庫)技術引進,以及地質過程計算機模擬理論和技術的興起,然後是90年代初用於空間數據管理和空間分析的GIS技術引進,隨後是90年代後期野外地質測量的GPS技術和GPS、RS、GIS集成化概念的引進,最後是21世紀初用於地質數據分析二維、三維一體化技術及信息共享服務的雲計算技術。這里需要著重指出,地球空間信息科學在地質信息科學近期發展中所起的促進作用。所謂地球空間信息科學是一個以系統方式集成所有獲取和管理空間數據方法的學科領域,它是地球信息科學中較為成熟的分支學科,其技術體系由「GPS、RS、GIS——3S」及其集成化技術、計算機技術和網路通信技術等組成。地球空間信息科學為地球科學提供空間信息框架、數學基礎和信息處理技術。由於地礦勘查對象都帶有空間特徵,地球空間信息科學從理論、方法和技術等方面深刻地影響著地礦勘查工作。上述3S及其集成技術一出現,便被引進地礦領域。由於地質科學和地質勘查對象及技術的特殊性和復雜性,所引進的各種信息技術成果都經過了改造和再開發,並與原有的技術融合和集成——「多S」集成,才成為今天的地質信息科學技術體系。

因此,地質信息科學的技術體系是在借鑒和引進遙感技術、資料庫技術、計算機輔助設計技術和地理信息系統技術的基礎上發展起來的。由於地質信息及其處理本身極端復雜,需要有「多S」結合與集成,另外缺乏專門的技術體系和方法論體系研究,因此,至今也沒有形成一個如同「GIS」和「3S集成」對於地理信息科學那樣完整的技術體系和方法論體系,多數地質信息技術的應用仍然是孤立和分散的。近幾年,隨著「數字地球」的提出,各國政府和地礦部門紛紛把地礦勘查工作信息化的構想付諸實施,大大促進了地質信息技術的發展。

❷ 地質信息技術專業是文科還是理科 就業方向有哪些

地質信息技術專業,
是理科。
地質信息技術專業面向地質礦產勘查、開發和國土資版源行業權,培養了解地質礦產勘查開發基本知識和地質工作一般的方法,熟練掌握地質信息技術基本原理和基本方法,使學生具備運用地質信息技術進行地礦資源數據處理、儲備計算、各類圖件編繪、空間數據分析與應用能力。

❸ 城市三位地質信息系統建設內容有哪些

城市地質抄信息系統是地理信息系統(襲GIS)在城市地質中的應用,系通過應用信息技術,採集、存儲、管理、分析、可視化城市地質數據的系統。
推進城市地質調查工作及其信息化建設,在全國首創了「1+N」模式,即一個全省通用的城市地質信息系統,各市縣在此基礎上做定製化開發。這種模式打通了各城市、各部門的「信息壁壘」,讓數據即時共享、協同辦公成為可能,為海峽西岸城市群地質調查工作打下牢固基礎。

❹ 信息技術包括哪些

信息技術包括網路技術、資料庫技術、數據倉庫、多媒體技術、通信技術和軟體技術等。

但是從信息處理的角度來說信息技術包括信息的採集 、存儲、傳遞和處理 等技術。

❺ 地質信息系統技術

一、內容概述

地質信息系統(GIS),產生於 世紀60 年代。它隨著人們對自然資源和環境的規劃管理工作的需要以及計算機制圖技術的應用而誕生,是一種對大批量空間數據採集、存儲、管理、檢索、處理和綜合分析並以多種形式輸出結果的計算機系統。1965 年,W.L.Garrison首先提出了「地質信息系統」這一術語,開創了這一新技術的發展史。此後,美國、加拿大、英國、澳大利亞等國均投入了大量人力、物力和財力,並逐步確立了他們在這一領域里的國際領先地位(黃潤秋,2001)。

二、應用范圍及應用實例

1.GIS技術在地質災害信息系統中的應用

隨著人口的急劇增長,經濟的迅速發展和自然資源的大量消耗,不僅生態環境惡化,而且導致自然災害(包括地質災害)頻繁發生。美國、印度等國是世界上地質災害較為嚴重的國家,地質災害具有類型多、分布廣和成災強度高的特點。這些地質災害大部分發生在承災能力較低的地區,給當地的經濟和社會穩定構成了嚴重的威脅。地質災害是地質環境質量低劣的表現,它的頻發不僅反映了自然地質環境的脆弱性,而且反映了人類工程經濟活動與地質環境間矛盾的激化。要使人類工程經濟活動與地質環境之間保持較為協調的關系,就必須對地質環境進行評價,以了解不同經濟發展過程中區域地質環境的基本態勢和變化趨勢,為環境管理和城市規劃等提供依據,但傳統技術手段已不能完全應付迅速反應的地質災害。地質信息系統作為當前高科技發展的產物,集圖形、圖像與屬性數據管理、處理、分析、輸入輸出等功能為一體,應是當前地質環境評價與地質災害預測的強有力工具(趙金平等,2004)。

GIS 技術的產生是計算機技術和信息化發展的共同產物。是管理和研究空間數據的技術系統。可以迅速地獲取滿足應用需要的信息,能以地圖、圖形或數據的形式表示處理的結果(曹修定等,2007)。國外尤其是發達國家在GIS應用與地質災害研究方面已做了很多工作。從20世紀60年代至今,GIS技術的應用也從數據管理、多源數據集數字化輸入和繪圖輸出,到DEM或DTM模型的使用,到GIS結合災害評價模型的擴展分析,到GIS與決策支持系統(DSS)的集成,到網路GIS,逐步發展深入應用(黃潤秋,2001)。

印度Roorkee大學地球科學系的R.P.Gupta和B.C.Joshi(1990)用GIS方法對喜馬拉雅山麓的Ramganga Catchment地區進行滑坡災害危險性分帶。該項研究基於多源數據集,如航空像片、MSS磁帶數據、MSS圖像、假彩色合成圖像及各種野外數據,包括地質、構造、地形、土地利用及滑坡分布。以上數據需要進行數字、圖像等處理,然後解譯繪制出專題平面圖,包括地質圖(岩性與構造)、滑坡分布圖、土地利用圖等。這些圖件經數字化及有關數據都存儲在GIS系統中,找出與滑坡災害評價相關的因素,如滑坡活動與岩性的關系,滑坡活動與土地利用的關系,不同斜坡類型的滑坡分布情況,滑坡分布與主要斷裂帶的距離關系。經過統計及經驗分析,引入一個滑坡危險系數(LNRF)。LNRF值越大,表示該地滑坡災害發生的危險性越高。並且對LNRF的3個危險級別分別賦予0、1、2三個權重。考慮到滑坡的發生是多個因素綜合作用的結果,故調用GIS的疊加分類模型,將各因素的權重疊加,得到綜合圖件,圖上反映的是每個地區的權重總和。根據給定標准,即可在這張圖上勾繪出滑坡災害危險性分區圖。

荷蘭ITC的C.J.Van Westen和哥倫比亞IGAC的J.B.Alzate Bonilla(1990)基於GIS對山區地質災害進行分析。他們在數據採集、整理方面做了大量工作,建立了一套完整的資料庫。在此基礎上,開發出了分析評價模型,如斜坡穩定性分析模型,其主要功能是計算斜坡穩定的安全系數。另外,兩位學者還利用GIS所生成的數字高程模型(DEM),開發出了一部山區落石滾落速率計算模型,並據此繪出了研究區內落石速率分區圖(黃潤秋,2001)。

美國科羅拉多州立大學Mario Mejia-Navarro和Ellen E.Wohl(1994)在哥倫比亞的麥德林地區,用GIS進行地質災害和風險評估(姜作勤,2008)。利用GIS對麥德林地區地質災害進行了分析和研究,重點考慮了基岩和地表地質條件、構造地質條件、氣候、地形、地貌單元及其形成作用、土地利用和水文條件等因素。根據各因素的組成成分和災害之間的對應關系,把每一種因素細分為不同范疇等級,藉助於GIS軟體(GRASS)的空間信息存儲、緩沖區分析、DEM模型及疊加分析等功能,對有關滑坡、洪水和河岸侵蝕等災害傾向地區進行了災害分析,並對某一具體事件各構成因素的脆弱性進行評價。

同樣是美國科羅拉多州立大學Mario Mejia-Navarro博士後等人(1996)將GIS技術與決策支持系統(DSS)結合,利用GIS(主要是地質資源分析系統GRASS軟體)及工程數學模型建立了自然災害及風險評估的決策支持系統並應用在科羅拉多州的Glenwood Springs地區(姜作勤等,2001)。應用GIS建立指標資料庫,並建立基於GIS的多個控制變數的權重關系式。對泥石流、洪水、地面沉降、由風引起的火災等災種進行了災害敏感性分析、脆弱性分析及風險評估,輔助政府部門做出決策。

美國地質調查局(USGS)已把加強城市地質災害研究列為21世紀初的重要工作,藉助GIS編制美國主要城市地區多種災害的數字化圖件,這種做法與西歐國家的城市地質工作的總趨勢一致。其中,美國科羅拉多州格倫伍德斯普林市的城市地質災害評價項目最具代表性。由於該市位於山區河谷地區,崩滑流地質災害制約著城市的發展,為此,城市規劃部門委託科羅拉多州立大學,開展了GIS地質災害易損性和風險評價編圖研究,最終按14種土地利用適宜性等級,對評價區進行了土地利用區劃,圈出了未來城市發展的適宜地段和高風險區,在此基礎上建立了城市整體化決策支持系統。

綜上所述,可以看出,國外尤其是發達國家將 GIS 應用於地質災害研究起步較早(表1),研究程度已遠遠超過我們,此方面的應用也隨著GIS技術的自身發展而深入(黃潤秋,2001)。

2.GIS在地質礦產勘查中的應用

地質信息系統與現代地球及其相關科學日益增長的需求相適應,以處理地球上任何具有空間方位的海量信息為特徵,具定量、定時、定位等優點,近10年來已在地質礦產勘查中得到廣泛應用。一個區域各種地質資料(圖形、圖像、文字、邏輯、數值)的GIS分析實際上代表該區域現階段較為客觀的總認識。目前,野外收集資料、數據建庫、GIS分析等尚存在規范化、標准化等問題,GIS本身解決諸多專業性較強地質問題的能力亦不足。但GIS的進一步發展與完善必將使地質礦產勘查進入一個數字化的新時期(周軍等,2002)。

GIS因解決地質問題而產生,其雛形可以追溯到20 世紀60 年代。加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先於1963年提出地質信息系統這一術語,建成世界上第一個GIS即加拿大GIS(CGIS)一並應用於資源管理與規劃。1970~1976年間美國聯邦地質調查局建成50多個信息系統並進行綜合地質研究,德國在1986 年建成DASCH系統,瑞典、日本等國也陸續建有自己的GIS。GIS的發展與計算機科學的高速發展並行,主要發生在過去的20年中,而近10年來發展更快(周軍等,2002)。

表1 國外GIS在地質環境與地質災害研究中的應用

GIS因解決地質問題而產生,其雛形可以追溯到20 世紀60 年代。加拿大測量學家R.F.Tomlinson首先於1963年提出地質信息系統這一術語,建成世界上第一個GIS即加拿大GIS(CGIS)一並應用於資源管理與規劃。1970~1976年間美國聯邦地質調查局建成50多個信息系統並進行綜合地質研究,德國在1986 年建成DASCH系統,瑞典、日本等國也陸續建有自己的GIS。GIS的發展與計算機科學的高速發展並行,主要發生在過去的20年中,而近10年來發展更快(周軍等,2002)。

ArcInfo與ArcView GIS是當前最流行的兩個軟體包,為美國ESRI(Environmental Systems Research Institute,Inc.)的重要產品,被許多國家官方確定為國土資源、地質、環境等管理、研究的主要地質信息系統。ESRI始建於1969年,由Jack Dansermond和Laura Dangermond用自己平時積蓄的1100美元起步,經過20世紀70年代的艱苦奮斗,1981年推出新型ArcInfo,1986年微機版的PC ArcInfo投入市場,1991 年又一力作ArcView GIS問世。1981年ESRI在其Redlands總部召開首次用戶會議,僅18人到場,而1998年的用戶大會有來自90個國家的8000多位代表。

ESRI的發展史反映了GIS從無到有、從弱到強、迅速成長壯大的發展歷程,也從一個側面顯示出GIS巨大的市場潛力和難以估量的應用價值。

據悉,1995年市場上有報價的GIS 軟體已達上千種,但主要佔據市場的不過10 余種。除上述提到的ArcInfo與ArcView GIS外,國外的GIS代表作還有MapInfo、ErMapper、Idrisi Endas、Erdas、Genamap、Spans、Tigris等。

GIS已在地質礦產勘查中得到廣泛應用,並取得許多矚目成果。美國、加拿大、澳大利亞早在1985~1989年就將其應用於地質礦產調查和填圖。目前,澳大利亞開始利用筆記本電腦以數字形式採集野外地質數據,建立有關資料庫,藉助ArcInfo與ArcViewGIS編制第二代地質圖件。

三、資料來源

曹修定,阮俊等.2007.GIS技術在地質災害信息系統中的應用.中國地質災害與防治學報,18(3):112~115

黃潤秋.2001.面向21世紀地質環境管理及地質災害評價的信息技術.國土資源科技管理,18:30~34

姜作勤.2008.國內外區域地質調查全過程信息化的現狀與特點.地質通報,27(7):956~964

姜作勤,張明華.2001.野外地質數據採集信息化所涉及的主要技術及其進展.中國地質,28(2):36~42

趙金平,焦述強.2004.基於GIS的地質環境評價在國外的研究現狀.南通工學院學報(自然科學版),3(2):46~50

周軍,梁雲.2002.地理信息系統及其在地質礦產勘查中的應用.西安工程學院學報,24(2):47~50

❻ 什麼是地質信息技術

地質信息技術指在各類地質調查、礦產資源勘查和工程地質勘察領域應用的信息技術原理、版方法權與應用,其中包括地質信息科學與信息系統的基本概念,地礦勘查的數據管理、空間分析、信息處理、地質信息三維可視化、地質過程計算機模擬等方面的基本原理、設計知識與應用技能。

❼ 地質科技及地質資料與信息化 都包括哪些

一、區域地質調查資料,包括:各種比例尺的區域地質調查地質資料。

二、礦產地質資料,包括:礦產勘查和礦山開發勘探及關閉礦井地質資料。

三、石油、天然氣、煤層氣地質資料,包括:石油、天然氣、煤層氣資源評價、地質勘查以及開發階段的地質資料。

四、海洋地質資料,包括:海洋(含遠洋)地質礦產調查、地形地貌調查、海底地質調查、水文地質、工程地質、環境地質調查、地球物理、地球化學調查及海洋鑽井(完井)地質資料。

五、水文地質、工程地質資料,包括:

(一)區域的或者國土整治、國土規劃區的水文地質、工程地質調查地質資料和地下水資源評價、地下水動態監測的地質資料。

(二)大中型城市、重要能源和工業基地、縣(旗)以上農田(牧區)的重要供水水源地的地質勘察資料。

(三)地質情況復雜的鐵路干線,大中型水庫、水壩,大型水電站、火電站、核電站、抽水蓄能電站,重點工程的地下儲庫、洞(硐)室,主要江河的鐵路、公路特大橋,地下鐵道、6公里以上的長隧道,大中型港口碼頭、通航建築物工程等國家重要工程建設項目的水文地質、工程地質勘察地質資料。

(四)單獨編寫的礦區水文地質、工程地質資料,地下熱水、礦泉水等專門性水文地質資料以及岩溶地質資料。

(五)重要的小型水文地質、工程地質勘察資料。

六、環境地質、災害地質資料,包括:

(一)地下水污染區域、地下水人工補給、地下水環境背景值、地方病區等水文地質調查資料。

(二)地面沉降、地面塌陷、地面開裂及滑坡崩塌、泥石流等地質災害調查資料。

(三)建設工程引起的地質環境變化的專題調查資料,重大工程和經濟區的環境地質調查評價資料等。

(四)地質環境監測資料。

(五)地質災害防治工程勘查資料。

七、地震地質資料,包括:自然地震地質調查、宏觀地震考察、地震烈度考察地質資料。

八、物探、化探和遙感地質資料,包括:區域物探、區域化探地質資料;物探、化探普查、詳查地質資料;遙感地質資料及與重要經濟建設區、重點工程項目和與大中城市的水文、工程、環境地質工作有關的物探、化探地質資料。

九、地質、礦產科學研究成果及綜合分析資料,包括:

(一)經國家和省一級成果登記的各類地質、礦產科研成果資料及各種區域性圖件。

(二)礦產產地資料匯編、礦產儲量表、成礦遠景區劃、礦產資源總量預測、礦產資源分析以及地質志、礦產志等綜合資料。

十、專項研究地質資料,包括:旅遊地質、農業地質、天體地質、深部地質、火山地質、第四紀地質、新構造運動、冰川地質、黃土地質、凍土地質以及土壤、沼澤調查、極地地質等地質資料。

❽ 信息技術包括哪些

信息技術是指有關信息的收集、識別、提取、變換、存貯、傳遞、處理、檢索、檢測、分析和利用等的技版術。凡涉及到這些過權程和技術的工作部門都可稱作信息部門。信息技術能夠延長或擴展人的信息功能。信息技術可能是機械的

❾ 地質信息集成技術

一、內容概述

進入21世紀以來,信息服務行業的集群化產業化發展趨勢已成為共識。地質資料作為信息服務的一個分支,傳統的服務模式和服務方式已不能適應新時代的要求,經濟社會的發展對地質資料信息產品和服務提出了更高的要求,迫切需要地質資料信息服務實現質的飛躍。為了適應國民經濟與社會發展的發展需求,更好地促進地質工作為國民經濟和社會發展服務,構建地質資料信息服務的新機制,地質資料信息服務集群化產業化建設已成為新時期地質資料信息服務面臨的重要任務(王永生,2011)。

地質信息集成化,其原則和出發點是:使各部分有機地組成一個整體,每個元素都要服從整體,追求整體最優,而不是每個元素最優;各個信息處理環節相互銜接,數據在其間流轉順暢,能夠充分共享。系統有了這樣的整體性,即使在系統中每個元素並不十分完善,通過綜合與協調,仍然能使整體系統達到較完美的程度。

從地質信息系統實現的邏輯結構看,系統集成的內容包括:技術集成、網路集成、數據集成和應用集成。系統技術集成是指將系統建設中使用的多種技術或技術系統有機地結合起來,共同實現某項功能要求。系統網路集成是指通過現代化的網路技術(包括硬體和軟體),將地質上呈分布狀態的各子系統或功能模塊連接起來,達到信息共享和增強系統功能的目的。系統數據集成則指通過一定的技術方法,將系統的各類數據或信息連接起來進行提取和處理。系統應用集成是指將各子系統或功能模塊通過先進的技術方法連接組合或相互作用,實現系統的功能集成和操作集成。分布式地質點源信息系統的研發,是上述四方面集成的結果(吳沖龍等,2005)。

二、應用范圍及應用實例

當前,世界上約有40 多個國家都制定了致力於本國國家空間數據基礎設施(NSDI)建設的相關計劃。NSDI 是將全國范圍的地質空間數據匯集在一起為各類用戶提供服務的一種手段(也是集群化的表現形式之一),從而促進空間數據的生產、管理和使用,以確保本國地質空間信息、資源的建設和共享。其發展水平直接關系國家安全和未來空間信息產業的國際競爭力。近年國內空間信息產業也呈加速發展態勢,北京等地方政府陸續開展了空間信息產業發展戰略及相關政策研究。地質資料信息作為空間信息的重要組成部分,理應在空間信息集群化產業化方面發揮先導作用(王永生,2011)。

20世紀初,英國地質調查局首先運用 GIS 技術開發並應用了一套數字地圖系統。這個系統能夠從一個包含有空間信息及其相關信息的地質資料庫中生產出多種產品(Jennifer Walsby,2004)。「空間資料基礎機構」(spatial data infrastructure,簡稱SDI)這個概念也是在這個時期誕生的(王永生,2011)。

美國地質調查局開發了一個統一的產品分發系統(the Uniform Proct Distribution System),可以公平地完成網路服務功能(Tim Ahern,2004);日本地質調查局(GSJ)在2006 年開發了一個數字地質資料庫和一個地質信息索引(Koji Wakita,2007);Yoon-Seop Chang et al.(2004)研發了一個管理鑽孔地質資料的網路地圖服務信息系統;Aryee et al.(2006)研究了迦納礦業部地質資料信息管理系統(名叫 IMS)的規劃與運行;Pierce et al.(2005)研究分析了地質空間信息系統維護中要注意到一個特殊問題是編輯入侵;Moon et al.(1990)運用案例互證的方法構建明顯的信任功能以彌補地質資料集成中部分數據不可靠問題;Lunetta et al.(1991)研究構建了遠距離辨識與地質信息系統資料集成技術用於解決錯誤的資料辨別問題。Jenson et al.(1988)從數字海拔資料中提取地形結構進行地質信息系統分析;Rafferty(2005)研究了一個在線地質信息系統(GSHP系統)公眾服務指南。

歐美等西方國家也在致力於地質數據的共享,如歐盟國家的 eEarth 計劃、INSPIRE計劃,美國的地質調查局的信息服務項目等(朱衛紅等,2010)。eEarth是electronic access to the Earth through boreholes的縮寫,是歐盟內不同語言的地質資料的商業服務實施的信息共享項目。目前有英國、德國、荷蘭、波蘭、捷克、斯洛維亞、立陶宛、義大利等國參加,採用歐洲資料庫標准統合原有的各國地質資料庫。服務方式有互聯網服務、郵寄服務,收費有預付和按量計費多種標准。INSPIRE是Infrastructure for Spatial InfoRmation in Europe的縮寫,是歐盟為了提高空間環境數據的相互共享性和利用效率而開發的指令管理方法。

美國地質調查局(USGS)於2006年12月在其網站上發布了《美國地質調查局信息技術戰略計劃:2007~2011財年》。該計劃是在美國地質調查局的信息技術面臨一系列挑戰的情況下,依據美國《內政部(DOI)信息技術戰略計劃:2007 ~2012 年》制定的。在分析現狀和存在問題的基礎上,該計劃提出了4項戰略目標及相應的年度任務,戰略目標的核心是建立集成信息環境(姜作勤等,2006)。

對自然科學數據、信息和知識的採集、管理、交換和保管是 USGS 的基本職能。USGS的科學家們獲取、保存和交換原始科學數據,對其進行解釋和分析並提供各種科學產品。美國地調局的管理者匯總和分析管理信息和相關業務的信息,以便制定項目預算和規劃,評估項目和編寫相關報告。

信息專家以各種資料庫、檔案、圖書以及其他數字和非數字信息資源的形式,管理各種不斷增加的、不可替代的、海量的科學信息和知識。信息是USGS的主要流通物。這些信息從 USGS 流向科學家、管理者、合作夥伴和其他各類用戶,如地方、州和聯邦政府、私營機構和個人。

支持這類信息流的是這樣一種基礎設施,它由計算機系統、遠程通信設備、軟體、數字和非數字的信息資源、技術專家,以及信息政策和相關規定構成。

多年來,該基礎設施不斷發展,產生了滿足各種計劃和項目特定要求的獨立開發的工具和技術。由於基礎設施各部分是獨立開發的,其設計一般不考慮數據和信息的跨計劃、跨學科交流,不考慮信息資源或專家的共享,也不考慮是否將其結合到全局內或更廣的范圍來構建信息基礎設施。

USGS正在建立一個集成信息環境,以增強其完成科學任務和滿足客戶現在及將來需求的能力。集成信息環境既包括由硬體、軟體、標准、規定、能力組成的基礎設施,也包括分發有價值的工具、提供服務的過程,還包括部分可預見的、成本-效益合理的和可調整的能力。它將符合並支持內政部的IT戰略。

三、資料來源

姜作勤,郭佳.2006.美國地質調查局信息技術戰略計劃:2007~2011財年

王永生.2011.地質資料信息服務集群化產業化政策研究.中國地質大學(北京)博士學位論文

吳沖龍,劉剛等.2005.地礦勘查工作信息化的理論與方法問題.地球科學:中國地質大學學報,30(3):359~365

朱衛紅,丁輝等.2010.國外地質資料信息服務的經驗及其啟示.科技情報開發與經濟,20(28):122~124

❿ 國際地質信息技術的發展方向

計算機技術、資料庫技術、網路技術、虛擬技術等現代化技術深入應用到了地學眾多專業領域,已經由解決某一方面的問題發展到解決從數據採集、數據管理、分析處理、成果表示直至信息服務的全過程信息化問題,為資源勘查、氣候變化、環境保護、災害預警等與人類活動息息相關的各項科學研究與應用帶來了革命性的進步,讓大氣圈、生物圈、水圈、岩石圈信息的交叉融合研究成為了可能。同時,地學信息產品服務打造的信息產品由分散的、專題性的數據擴展到了多專業、多領域、多維次、多形式的集成產品,使數字化知識的開發、整合與應用成為信息技術服務於人類與環境變化的焦點。歸結起來,目前國際地學信息研究的熱門領域主要有以下四個方面。

(1)「OneGeology計劃」推動全球地學數據共享

英國地質調查局於2006年發起了「OneGeology 計劃」,其目標是創建一個動態的全球電子地質資料庫,為各國提供並開放已有的不同電子格式地質數據,通過開發並使用網路標記語言GeoSciML,促進國際地學數據互聯互通。該計劃由眾多國家和國際組織合作開展。全球參與的國家中有60個國家提供數據服務,通過門戶網站可以訪問提供服務的數據目錄。今後,如何在全球倡導地學數據共享理念、獲得相關政府的支持與合作,推動地學數據的全球化無償共享,達到百萬比例尺地質圖數據的瀏覽,進而實現更大比例尺、更多專業內容數據的瀏覽、下載等服務,將是「OneGeology計劃」需要盡快解決的問題。

(2)各國都在重視地學空間數據基礎設施建設與應用

無論是發達國家還是發展中國家,地學空間信息成為社會公眾和政府決策的重要支撐數據,在資源環境、地質災害、氣候變化等方面有著巨大的社會需求和應用潛力,地學數據積累、共享、分發和應用已成為各國地調機構的基本職責和常態化工作。各國非常重視基礎地學數據的積累、分布式數據集成與共享、數據資源開發應用和網路數據應用服務。歐盟與美國以立法的方式保障地學空間數據基礎設施建設與應用的可持續發展。目前,發達國家基本完成了地學空間數據的原始積累,各國地學空間資料庫基礎設施向著數據產品多元化、應用服務便捷化、操作簡單化、共享全球化的方向發展。特別是基於網路、雲計算等新技術在分布式數據共享、服務平台建設、多學科信息融合等方面,引領了國際地學空間基礎設施建設與應用的方向。

發展中國家地學空間數據基礎設施建設,相對集中於海量數據資源積累與數據資源開發應用系統建設,在數據採集、大型資料庫綜合管理、數據共享與交換、網路服務、分析應用等方面,為公眾提供公益性服務。

(3)三維地學信息產品日益增加,推動了地學知識的全面普及

3D技術在地學領域的應用是近些年的熱點,主要集中在三維模型構建、三維可視化表達、三維地質填圖等技術方法的研究、軟體工具開發與應用。3D模型極大地擴展了2D地質圖的信息含量,可以清晰展示地下結構構造,地質體360 °全景顯示,可以讓用戶無需進行復雜的培訓就能直觀地看到地下的地質情況;模擬的地下模型有助於對地下地質和環境的關系進行判別,為決策者制定規劃提供更清晰的依據。

當前,澳大利亞發布了三維高光譜礦物系列圖——ASTER地圖,這是世界上首次發布的大洲級別的地表礦物填圖成果,可以在線瀏覽和下載。英國地質調查局則在國際地學領域三維IE技術的應用中引領了潮流,從3D模型瀏覽顯示深入到了3D模型的分析,進而將用戶由專業人員普及到普通大眾,移動終端的iGeology 3D智能系統的推廣更是讓三維地質延伸到了普通公眾的日常生活。德國GiGainfosystems UG利用WebGL技術實現了基於網路的3D模型可視化表達與互動式操作,多個用戶可同時對模型的不同部分進行編輯。

(4)物聯網、大數據等高新技術正逐步融入地質領域

進入21世紀,信息技術創新步伐仍未減慢,並且向高速、大容量、網路化、綜合集成化方向發展的勢頭更加迅猛。同時,通信、光學、微機械、認知科學、感測技術等多學科相互交叉,涌現出物聯網、雲計算、大數據等新技術、新理念,正孕育著新的重大突破。信息技術的迅猛發展正深刻地改變著信息化發展的技術環境與條件。

1999年物聯網這個概念一經提出,在感測器產業、RFID產業、通信產業等的標准化、數據存儲、數據處理、智能分析及預警等多方面取得了顯著進步與成果,大部分技術趨於成熟或基本成熟,相關產品已應用到智能交通、物流、軍事、災害防治等領域。美國、英國等早已開始使用具有物聯網特性的地質測量、礦產開采監測、地震監測、地質災害監測等設備,並已逐步向規模化、產業化發展。以2011年日本福島地震預警為例,日本通過對各類地震感測器採集數據的分析,提前數十秒預警了福島7.0級地震,避免了巨大的損失。

在物聯網(Internet of Things)、雲計算(Cloud Computing)、移動互聯網等技術進步的推動下,數據發生了「大爆炸」,其規模呈幾何級數上升,已跨入以ZB為基本計算單位(1ZB=1024 EB=1024×1024 PB=1024×1024×1024TB)的大數據(Big Data)時代。「開采」大數據以挖掘其內部蘊藏的「富礦」成為研究焦點。各國均非常重視大數據技術的發展,科技界、學術界、政府把它看成是一座可能挖掘出巨大財富的「金礦」「富礦」,均在尋找面向大數據的有效技術分析手段(如大數據分析、大數據集聚類分析、海雲數據分析等)。

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