面向地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究

随着传感器实时监测等高新技术在地质勘查或生产开发中的应用,形成了动态与静态并存、多源异构的地质时空大数据.然而,目前地质信息系统在地质数据组织管理方面,主要是静态地存储和表达出地质矿产勘查或生产开发在某个特定时期的状态,尚不能满足对勘查或生产开发过程中实时信息的存储管理,进而支持对地质过程的分析和研判.针对性开展了地质时空大数据表达与存储管理的数据模型研究,目标是能够融合数据多源与时空多维性,又能够支持时间关联与时间多粒性.针对地质大数据、地质过程的静态与动态数据紧密结合的特点,采用面向对象和基于事件的思想,提出了基于事件多因素驱动的地质时空大数据概念模型,并开展了相应的地质大数据存储管理逻辑模型、基于系统工程库的管理结构和地质时空对象管理模型设计.基于地质时空大数据逻辑组织管理模型和时空过程的非关系型分布式数据库架构,设计了地质大数据存储模型.融合三维地质建模技术、动态监测信息实时可视化等技术,构建了所需模型过程模拟的三维环境,通过绑定观测数据源,设计实现了基于OPC接口的模拟数据产生事件、作用对象响应的矿山动态开采流程.在王家岭煤矿首采区地质数据支持下开展了应用研究,实现地质时空事件条件下的矿山动态开采过程表达与数据管理,验证了本文模型的可行性和有效性.     

多源遥感数据融合的发展趋势

随着遥感技术的快速发展,影像和数据融合领域的新方法、新算法层出不穷.遥感影像融合技术可以分为3个不同的层次:像素级、特征级和决策级.在回顾现有的多源遥感数据融合技术的基础上,讨论了融合技术的发展趋势.主要讨论内容包括多源高分辨率影像融合新方法、面向应用的影像融合评价和趋势、用于生态建模的LiDAR数据/多源光学/雷达影...     

多源遥感影像数据融合方法在地学中的应用

应用遥感影像数据融合理论，研究了光学遥感、热红外遥感、微波遥感卫星在地质学中的应用，论述了不同类型的遥感数据及其他地学数据在不同层次上的同一传感器多波段数据融合、不同SAR图像数据融合、HIS变换、遥感影像与地球物理、地质和航磁等数据的融合。结果表明，数据融合技术在突出地质特征信息方面具有能突出线性构造、断裂构造、地形地貌的优势。     

地质科学大数据统合应用的基本问题

进行地质科学大数据统合利用,涉及一系列理论、方法和技术问题,包括:多源多类异质异构地质数据的采集、存储和管理问题;数据汇聚、集成和结构化、可视化转换问题;数据同化、融合问题和深度挖掘、广度聚联问题;地质大数据有效利用的方式、方法和途径问题,以及云服务的模式和系统架构问题。所面对的挑战是实现结构化-半结构化-非结构化数据、静态勘查数据与动态监测数据的一体化存储、管理、处理和应用,以及大数据与小数据、混杂性数据与精确性数据、模型与数据、有模型与无模型、关联关系和因果关系的矛盾与统一问题。      

海岛(礁)、滩涂和水下地形矢量数据融合方法研究与实现

海岛(礁)、滩涂和水下地形DLG数据库是重要的测绘成果,为开展海洋综合调查工作提供了数据基础。然而,现有的三库测绘成果是分阶段采集的,数据精度和数据模型不一致,且存在大量重复采集的情况,最终成果也是分库存储的,这使其无法进行统一管理和更新。为此,本文对多源海洋基础空间要素数据的融合方法进行了研究,首先采用矢量数据匹配技术获取对应实体,然后通过本文提出的属性融合技术和基于中误差与对应点的几何信息融合技术对三库DLG数据进行融合,以实现三库数据的属性共享、几何精度的改进和数据冗余的减少。最后,我们还基于.NET和Arc GIS Engine组件开发了海洋基础空间要素数据融合系统,用于浙江省海岛(礁)、滩涂和水下地形基础空间要素数据的融合。     

CSAMT法在莘县马西林场地热普查中的应用研究

多源数据融合对基础地理信息在各行业的应用有着很大的促进作用,该方法弥补了测绘数据属性采集的局限性。通过“数字惠民”公共服务平台建设中对多比例尺、多格式、多专题设置的数据集成所面临的问题进行了阐述和分析,提出了数字城市公共服务平台建设中多源数据融合方法研究,并对各项关键技术进行了探讨和研究。     

全国地质调查协同部署平台建设与应用

地质大调查工作不仅涉及全国基础地质、地质矿产、地质灾害、地质环境等多专业、多比例尺等多种工作手段,还涉及中央、地方、社会等不同资金来源的项目。由于地质工作部署在地质工作中的先行性地位,做好部署方案编制对整个地质工作的开展具有重要作用。全国地质调查协同部署平台建设是为了统筹多种资金来源的地质调查工作,进一步优化地质调查工作部署方案编制,实现工作程度数据、部署专题数据等多源数据的一体化耦合显示、综合分析、部署方案编制等功能。全国地质调查协同部署平台的建立,提供了中央地方共享工作程度数据和地质调查工作部署需求对接的一个重要渠道,以信息化的手段促进了中央地方部署方案"协同"编制。     

航放数据与高分一号卫星光学数据融合及应用

高分辨率的多光谱遥感影像与低分辨率的航空放射性测量数据的融合有利于提高地质体识别效果,可以为地质填图和找矿提供重要参考。从多光谱遥感影像及航放数据特征出发,建立了基于Curvelet变换的线性融合方法,实现了高分一号多光谱数据与航放数据的多源异构数据融合。对融合结果的地质解译效果评价表明,在融合系数为0.7时,多光谱数据与航放数据的融合图像所反映的地质信息最丰富,表明所提出的基于Curvelet变换的国产卫星影像与航放数据融合方法对实现此类多源异构数据的融合,具有重要参考价值。      

基于WCF的地质矿产数据集成管理系统的设计与实现

通过分析地质矿产数据集成的必要性以及数据集成的发展趋势,提出了面向服务的数据集成。与以往基于Web Service技术实现面向服务地质矿产数据集成不同,基于WCF技术,设计并实现了地质矿产数据集成管理系统,作为矿产资源与能源遥感探测评价系统的子系统,实现了地质矿产数据的集成管理与快速查询。      

面向地质大数据的结构-属性一体化三维地质建模技术现状与展望

开展三维地质建模的目标,不应当只是实现地质体框架的可视化表达,而应当同时实现地质大数据的聚合、管理、挖掘、分析和共享。然而,传统的方法和技术难以实现顾及地质语义的结构-属性一体化三维地质建模与耦合表达。多点地质统计学方法虽然便于多源数据、地质先验知识、结构-属性的融合建模,却仍然受到数据结构表达能力不足、三维训练图像难以获取和非平稳现象的限制。面向地质大数据集成与管理的要求,详细讨论了三维地质建模中的空间数据模型、基于多点地质统计学的结构-属性一体化集成建模方法、以及基于三维地质模型的地质大数据集成与管理的框架与模式。发展新型的面向地质结构-属性耦合表达的统一空间数据模型,以及知识驱动与数据驱动协同的三维地质结构-属性一体化集成建模技术体系,着力构建出地质大数据的聚合、集成、管理、挖掘和分析的可视化环境与操作平台,是未来三维地质建模领域的研究热点和前沿方向。      

山东省地质资料集成与应用研究

地质资料是极其宝贵的信息资源,也是开展地质工作的重要基础,利用大数据、云计算等技术,对地质成果资料进行集成与应用,有助于发挥地质成果资料的最大效能。通过全面系统收集山东省所有地质资料成果数据、成果图件、相关科研报告和地质论文,进行纸质资料扫描建库,利用ETL工具完成多源异构地质资料数据整合,完成山东省地质资料成果集成工作;研发"地质资料数据服务系统",实现地质资料共享应用,系统结合云平台的设计思路,采用SOA架构,基于Hadoop和Spark进行搭建,支持数据库、文件等多源数据导入,提供地质资料空间数据查询检索、资料数据统计、空间分析、数据发布等功能,为不同专题的地质系统产品提供基础服务。地质资料数据服务系统为建立山东省"地质云"奠定基础。     

城市全空间三维模型数据一体化集成管理关键技术及应用

随着城市三维地质信息系统及其应用的快速发展,对地学数据的可视化表达精度的需求变得越来越高,但地质调查数据常具有多源、多维、海量、多专题、多尺度和多时态等特征,而三维数据存储、组织与管理己成为制约其发展的重要因素。因此如何高效管理并有效利用这些复杂且海量的地质数据去解决各种复杂的地质问题服务社会,成为了城市地质信息科学领域研究的热门方向。基于武汉市多要素城市地质调查全空间一张图的构建过程,从多源三维模型一体化融合管理与分布式存储、轻量级全空间三维模型构建、多源异构海量三维数据快速渲染和浏览器端三维模型分析及专业应用4个方面系统地探索了城市地质调查全空间一张图系统建设过程中的关键技术,并进行了应用实践。研究结果实现了城市级大规模高精度三维地质模型的高效集成,提高了多要素城市地质调查成果可视化的表达效果,为三维地质模型的应用奠定了坚实的基础。      

多源遥感数据融合应用研究

多源遥感数据融合是遥感技术向纵深发展的必然趋势。本文对多源遥感数据融合算法的应用特点,从基于像元的融合、特征的融合以及决策级融合3个层次上进行了详细的分析,并以河北丰宁县为例,说明遥感数据融合方法在遥感信息提取中的具体应用:对所用数据进行预处理,然后对1999年Landsat TM数据进行主成分变换,前3 个主成分占总信息量的97.8%,主成分逆变换后的结果影像更清晰,层次更丰富。信息提取时选择TM全色和主成分变换后的多光谱数据融合后的影像,波段4、3、2和波段5、4、3的彩色合成方案,并对植被指数和穗帽变换后的绿度指数进行了分析,遥感影像与DEM以及与GIS空间数据的信息融合也可以提高遥感信息提取的精度。最后分析了多源遥感数据融合尚待解决的问题及努力方向。     

机器学习方法在矿产资源定量预测应用研究进展

回顾了国内外在矿产资源定量预测研究领域的发展历程，对近十年来国外相关方向的文献进行了统计对比分析，结果显示机器学习方法已经成为矿产资源定量预测研究领域的热点方向，并主要在如下3个方面发挥了积极的作用:①提取和挖掘复杂数据中隐藏的难以识别的矿化信息；②致矿异常信息关联与转换；③多源地学数据的致矿异常信息融合、预测和发现矿床。对逻辑回归、人工神经网络、随机森林与支持向量机等主要机器学习算法与模型在矿产资源定量预测实践中的应用效果进行了评述，并探讨了在实际应用过程中存在的样本选择、错分代价、不确定性评价以及模型性能评价等主要问题及目前的解决方案。最后提出基于大数据与机器学习的矿产资源定量预测是未来发展的重要趋势。      

光-能谱集成技术系统及其地质应用

本文阐述了遥感、物探、地质等多地学数据的综合应用技术和方法。作者从多源遥感数据在铀资源勘查中的应用特点出发,充分利用了铀矿地质的特色信息--航空放射性伽玛能谱(航放)信息,进行了信息融合,开发多光谱遥感、雷达遥感、高光谱遥感、航放四种信息融合的MR、MSR、HSR融合图像。在此基础上,将融合图像的解译成果与重力、磁力、地化、地质等其他地学信息进行复合分析,从而建立了具核工业特色的光-能谱集成技术系统。利用该系统在植被覆盖的花岗岩、火山岩和沉积盆地地区进行了地质填图和铀矿找矿应用,取得了很好的应用效果。     

基于GIS的钻孔资料信息化入库工作研究

钻孔资料是地质工作中形成的重要数据资源,囊括了地层、岩性、构造、矿化蚀变特征、元素化学分析和地下水动态等地质信息,是开展地质找矿,矿产资源评价、地质科学研究、环境保护、城市建设等工作所需要的重要地质资料。为了高效利用原始钻孔资料,本文结合近年来城市地质调查信息化和地下三维可视化建设的工作实践,研究了可操作性强、规范实用的钻孔入库数据表结构,实现了多元、多源、异构钻孔数据的规范化处理,提升了钻孔资料的利用效率和信息化服务水平,更好地发挥了基础地质资料的有力支撑作用,也为其他省市的钻孔资料信息化工作提供了参考。     

汶川地震地质灾害遥感调查与空间特征分析

采用多源遥感数据、DEM数据和地形图等资料,对汶川地震地质灾害遥感进行了解译和调查。查明了汶川县境内地震地质灾害体的位置、类型、规模、边界等形态特征;论述了地震崩滑地质灾害溃滑型、溃崩型、抛射型、剥皮型、震裂型遥感影像特征;分析了汶川县境内地震地质灾害与地震断裂带、河谷地貌、高程、坡度、岩性等空间分布关系。研究表明,多源数据在地震地质灾害详细调查中具有采集范围广、速度快,可解译程度高、时效性高等优势,能较快、较好地应用于地震地质灾害突发性、区域性地震地质灾害遥感调查工作。     

Remote Sensing and GIS Application to Superlarge Mineral Deposits Prediction in Western Slope of Great Xing'an Mountains, China

1　ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＡｓｏｎｅｏｆｔｈｅｔｗｅｌｖｅｆｏｒｗａｒｄｐｒｏｂｌｅｍｓｆｏｒｔｈｅ1990’ｓｅａｒｔｈｓｃｉｅｎｃｅｓ ,ｓｕｐｅｒｌａｒｇｅｍｉｎｅｒａｌｄｅｐｏｓｉｔｓｈａｖｅｍｅｔａｌｌｏｇｅｎｅｔｉｃ ｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｉｔｙ