国土资源部地质信息技术重点实验室开放课题后评价研究

本文在对国土资源部地质信息技术重点实验室开放课题进行分类的基础上,明确不同类型开放课题后评价重点,结合美国政府投资项目评价工具PART(Program Assessing Rating Tool)设计了开放课题后评价指标体系,利用层次分析法确定了各指标权重,最后通过"地质调查软件测试过程管理技术及支持平台"课题对所构造的评价体系进行了实例分析,表明所构建的评价体系可以对实验室开放课题进行评价。

地质大数据与信息服务工程技术框架

为社会提供全面、权威、及时、便捷的地质资料信息服务是地质调查工作的根本宗旨。本文紧密围绕国家重大需求和国土资源中心工作,结合国家地质调查"九大计划、五十个工程"的实施,研究提出了地质大数据与信息服务工程技术框架,梳理了拟解决的主要问题,提出了工程建设的目标任务、技术路线、重点建设内容和拟解决的关键技术问题。

智能地质调查大数据应用体系架构与关键技术

地质调查数据主要由结构化和非结构化多样性的数据构成。由非结构化多样性数据文件组成的报告,由于技术原因,长期以来一直以传统的目录文件方式进行存储。这种存储方式导致数据的查询、统计、更新等操作不但低效,而且非常不利于检索、查询、挖掘等应用,使得数据服务能力极低。通过把Hadoop生态体系融入中国地质调查云平台架构,基于Hadoop HDFS和HBase存储架构,建立非结构化地质数据基础内容库存储组织模式,采用Lucene全文搜索引擎架和地质领域本体词库构建快速随机访问的索引文件机制,改变了多样化、碎片化的复杂地质调查非结构化数据的存储、阅读、搜索和应用模式,为智能地质调查提供精确、快速服务奠定基础。

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。

地学大数据技术研究实验平台GeoBDA

信息化时代不可避免地来临,随着地质数据的数据量的飞速增长,地质数据也正式归类到了大数据中。应势,国土资源部地质信息技术重点实验室建设了地学大数据技术研究实验平台GeoBDA,用以解决地质大数据的存储和管理等问题。

国家基础地质数据库整合与集成基本技术框架

国家基础地质数据包括区域地质、地球物理、地球化学、遥感影像、地质钻孔、区域海洋、水工环、矿产资源等数据,这些数据由于物理分散、建库标准不同、过于依赖业务系统等原因,难以满足社会大众、专业机构、管理人员等各类用户需求。为了提高国家基础地质数据的共享与服务,经过深入分析、实验、综合研究,提出了基于元数据、数据库、数据仓库、GIS、网络、Web等技术的、物理分布逻辑集中的国家基础地质数据库整合与集成技术框架。

面向海量地质文档的表格信息快速抽取方法研究

以Hadoop分布式系统架构中最核心的HDFS和MapReduce为基础,提出了一种面向海量地质文档的表格信息快速抽取的方法。为了提高地质文档表格信息抽取速度,首先利用关键词查找文档在HDFS中存储的根目录,其次利用Hadoop分布式集群中Map函数和Reduce函数实现单元格信息的抽取和信息还原显示,最后对重庆市矿产资源潜力评价成果数据中WORD文档进行表格快速抽取实验。实验证明,本文提出的地质文档表格信息快速抽取方法可以大幅缩减传统单机串行地质文档表格信息抽取所需的时间。

面向矿产资源信息的空间关联性分析

关联性分析是综合多源、多类数据,发现和挖掘数据中潜在的相关关系,提取和挖掘数据之间的关联性。该方法对于充分利用地质大数据、发现地质要素之间的共生组合规律具有重要的意义。本文首先基于数据的空间位置,将不同类型的地质空间数据建立联系,形成空间属性数据库;其次应用统计方法,对不同来源数据中的属性特征进行分析,发现热液型金矿的形成与火山作用存在明显相关性;最后基于Apriori算法提取热液型金矿的伴生矿与侵入岩的频繁项集,发现伴生矿与侵入岩酸碱性二者密切相关。因此,在今后的工作中,有望应用空间关联性的方法对地球物理、地球化学、遥感等多源地质数据开展深入的研究分析。

智能地质调查体系与架构

中国地质调查局用了近10年时间,在基础地质调查和矿产调查领域基本完成了地质调查全流程数字化过程。在"云"计算与大数据技术等新一代信息技术的兴起大环境下,未来5至10年,地质调查主流程信息化的方向和目标是什么呢?本文基于新一代信息智能技术和智能设备在地质调查数据采集、数据分析处理、数据交换传输、三维建模、信息泛在服务、业务管理全面深度融合的基础上,结合智能空间与普适计算概念给出了智能地质调查定义,提出了基于云计算和Hadoop生态体系为基础的天地空一体化的智能地质调查体系、架构和应用模式,并对其关键技术进行了讨论。

地质数据的大数据特性研究

大数据发展应用已成为当前社会和学术界的研究热点。本文基于地质工作实际情况,从地质数据的采集、汇聚、处理、成果综合等环节,系统分析了地质数据的形成过程及其数据特性,认为地质工作是一个大数据的完整生态过程,其形成的数据具有多元(源)、多模态、异构、高度时空性、大容量高相关、低价值密度、复杂性与不确定性等特点,既具有大数据的共有特性,又有其自身特点,是大数据的重要组成部分,并以此提出了目前地质大数据发展应用中的主要技术问题。

城市三维地质建模及其在城镇化建设中的应用

城市是建设在地质体之上的,这就注定城市的建设发展离不开地质工作的支撑。城市三维地质建模是三维信息技术在城市地质领域的一个典型应用,可大大提升城市地质调查成果的表达方式,提高城市地质资源环境的评价预测能力,对中国正在大力实施的城镇化建设具有重要支撑作用。对城市三维地质模型进行了分类,分析了城市三维地质模型的特点;研究了城市三维地质模型的构建,并对城市三维地质结构模型的构建进行了详细阐述;以北京市为例,给出了城市三维地质建模服务城市规划、地铁隧道选线施工、新城建设、重点工程选址、资源开发等方面的应用实例。

欧盟空间信息基础设施建设(INSPIRE):兼议对中国地学信息化的启示

欧盟空间信息基础设施(INSPIRE)是欧洲空间信息基础设施建设法令。目的是建立欧盟统一的空间信息基础设施,实现有关环境空间信息在统一的框架下全欧盟范围内的共享,便于跨区域的政策决策及应用。通过近7年的实施,INSPIRE完成了欧盟层面的立法和各参与国层面具有法律效力的执行规则,制定了一系列技术规范和技术指南,并在各参与国中执行实施。总结分析欧盟空间信息基础设施(INSPIRE)的目的与意义、组织管理体系、实施方案、空间信息的融合与互操作、统一架构与相关规范等方面的相关经验,提出了对中国地学信息化的几点启示。

矿产资源领域三项基本国情调查成果数据的综合集成与应用

全国矿产资源潜力评价、全国矿产资源储量利用现状调查、全国矿业权实地核查是我国在矿产资源领域开展的三项全国性基本国情调查项目,形成了多于10Tb的地质资料数据。为了促进地质资料共享,提升为找矿突破战略行动、企事业单位及社会大众的多方服务能力,分析了具有典型海量、异构特性的三项调查成果数据集成需求,提出了"地质信息一张图"的构建思想,分别从数据集成、应用集成两个角度对成果的共享与应用进行了研究。通过服务接口提供地质数据资源、计算资源,使用各类客户端完成三项成果数据的在线访问、分析、融合展示、专题图生成等业务。提出了在线按需提供多种地质资料产品、网上提交需求而离线加工的两种新型地质资料服务模式。以金矿、铁矿的区域性成果数据为研究对象,初步搭建了三大专项集成与共享试验平台,基于GIS编程实现了原型系统,实现了跨专项的数据分析、各种图件自动生成等功能,证明了方案的可操作性,为我国后续开展三大专项的全国性集成工作、国土资源"一张图"建设等提供了有价值的参考。

论地质调查工作大数据

大数据是理念、技术和资源,为地质调查工作带来新技术、新模式与新动力。本文分析了地质大数据的组成、特征与应用的理论基础及面临的挑战,梳理了国内外地质调查信息化与大数据应用的新态势,探讨了我国地质调查工作大数据应用的4个方向,提出了我国地质调查工作中大数据发展的有关建议。

县(市)级矿政管理信息系统建设关键问题研究

本文基于矿业权实地核查成果数据,紧密围绕我国矿政管理的需求和实际情况,研究认为建设县(市)级矿政管理信息系统是实现矿政有效管理和矿政管理信息化的基础和关键点,提出了县(市)级矿政管理信息系统建设的业务模型;在此基础上,充分应用GIS、云计算、互联网、物联网等现代信息技术,提出了县(市)级矿政管理信息系统的平台框架、建设模式、技术要求和数据更新机制。研究成果弥补了我国矿政管理信息化中较弱的基层管理结点,扩大和延伸了矿业权实地核查成果数据的应用;成果已在10多个省(市、县)进行了示范和推广,推进了矿政管理模式的创新,提高了矿政管理效率与精细化水平。

三维地质建模中的构建TIN优化算法及实现

在由等值线构建TIN的算法中,存在"平三角形"的缺陷,降低了所构TIN的质量,影响了建模质量。在前人研究成果的基础上,利用递归思想对"平三角形"区域进行分情况处理。优化算法结合全新设计的数据模型实现了全拓扑信息的记录与动态更新。通过对算法的解释并通过VC++实现,从理论与实际上证明了该算法能够提高TIN质量,实现对三维地质体更精细的模拟;并对拓扑信息进行了有效的动态更新和保存。基于递归的解决方案使算法易懂易实现,达到了效率与效果的平衡。

基于文献的地质实体关系抽取方法研究

实体关系抽取是信息抽取的一项重要内容,通过实体关系的抽取能够发现文本中的有价值信息。本文在分析和比较了有监督、无监督、弱监督以及开放式等关系抽取方法的原理和特点的基础上,建立了基于文献的地质实体关系抽取模型:采用统计语言模型作为关系抽取方式、采用Bootstrapping算法作为关系扩展方式。最后据此进行了关联关系发现和关系扩展发现实验。

云平台下MapGIS图件在ArcGIS中还原显示技术研究

MapGIS和ArcGIS两个GIS平台拥有不一样的符号库及渲染表达方式,这就造成在MapGIS平台下产生的图件数据要想在ArcGIS平台中还原显示较为困难。通过分析两种GIS平台下图件数据的文件格式及图面渲染方式,在Map2Shp文件转换软件和GIS二次开发技术的支持下,总结了一套半自动化完成还原显示的技术流程,在实际工作中有效地解决了文件转换过程中图面渲染内容丢失、工作量大等问题。同时在云平台虚拟环境中完成该技术流程,为同一GIS平台不同版本不兼容的问题提供了解决方案,并且缩短了图面渲染的时间,从而提高了工作效率。

面向地质大数据的语义检索模型研究

随着物联网、互联网、大数据、云计算等新一代信息技术的发展和在地学领域的应用,如何更全、更准的从海量地质数据中检索到用户所需要的信息,并以一种智能的方式推荐给用户,成了亟待解决的问题。本文从地质大数据语义模型定义和基于知识图谱技术的地质大数据语义模型构建入手,提出了一套面向地质大数据的语义检索和聚类分析方法,并完成了面向地质大数据语义检索系统平台的开发、实施及实验验证。验证结果表明此方法在查准率和查全率方面较其他方法更具优越性。

分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法研究

为解决地理信息服务分布式目录服务系统中的服务查找问题,提出了基于分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法。设计了包含词汇语义相似度的地理信息服务倒排索引结构并建立了倒排索引,讨论了顾及索引键的同义概念和父辈概念的倒排索引更新方法,然后给出了使用倒排索引搜索地理信息服务的算法。通过水平划分和垂直划分两种方式建立了分布式地理信息服务的全局索引,给出了基于分布式倒排索引的地理信息服务搜索方法,实验验证了方法的效率。