数据预处理技术在地学大数据中应用

大数据时代随着数据的爆发式增长,在带来可供研究的海量数据的同时,也带来巨量的噪声和冗余数据。在地学领域,由于研究方向和技术方法手段的多样化,产生了数据量巨大和类型众多的地学数据集合。在地学信息的研究过程中,经常碰到地学信息孤岛,分图幅地学数据边界系统误差和地学文档的非结构化问题。在对地学数据进行信息的提取和挖掘之前,必须根据研究目的对地学大数据进行预处理,使冗余、复杂的大数据转为结构化、准确、可用的数据。本文以地学大数据的预处理技术为切入点,从地学数据交互标准与语义、数据调平、地质图接边和文本结构化等四个研究方面,分析阐述目前地学大数据挖掘方面存在的问题及主要的解决手段,同时也对多元数据融合在大数据中的应用进行了阐述。希望通过本文对地学大数据预处理技术的探讨,能对地学大数据的挖掘有所帮助。     

地学e-Science研究与实践——以东北亚联合科学考察与合作研究平台构建为例

地学e-Science被认为是继理论分析、实验观察和模拟计算之后的地学科研方法,将促进传统地学科研模式的变革,提升地学研究的效率和水平。由于地学e-Science的研究刚刚起步,国内外学者对其本质、内容、技术架构和未来发展,还缺乏一个统一、清晰的认识。认为地学e-Science的实质就是支撑地学研究的信息化环境及其在此基础上开展的各类地学科研活动,其总体架构包括信息化基础设施、地学资源、功能服务和科研应用4个层次。基于地学e-Science的研究可以实现地学科研模式的4个转变。实践表明地学e-Science原型系统:东北亚联合科学考察与合作研究平台通过信息化技术和数字化资源改变了传统科学考察的模式,极大促进了中国、俄罗斯、蒙古3国科学家联合科学考察的效率。     

人工神经网络模型在地学研究中的应用进展

近年来,随着人工神经网络（ANNs）自身技术的不断完善,应用ANNs模型成功解决各类地学问题的案例大量出现。通过对其发展历程进行分析发现,20世纪80年代末国际地学分析中已开始融入ANNs技术,国内则滞后 1～2年。在地学分析中使用的各类人工神经网络类型中,BP模型应用最广,占到85％以上。在10余年的应用过程中,虽然地学的各个分支学科都移植了一种或数种ANNs模型作为其分析工具,但水文、地质、大气、遥感等领域应用较为广泛。传统地学定量分析中的单变量或多变量预测成为人工神经网络地学模型的主要应用客体。同时,诸如模式识别和过程模拟等也是ANNs模型求解的对象。目前,随着建模经验和知识的积累,地学ANNs模型的发展呈现出多种技术综合集成的态势,遗传算法、小波转换、模拟退火算法以及模糊逻辑等方法与ANNs模型融合,成为解决地学分析中非线性问题的利器。     

核技术方法在地学中的应用及发展趋势

本文通过收集大量资料及作者本人的工作经历，论述了核技术方法在地学领域的应用现状及今后的发展趋势。目前核技术方法除在地质找矿中继续发挥作用外，在地学其它领域也广泛应用，进一步显示了核技术在地学领域的广泛应用前景。     

基于XR技术的交互式地质场景模型构建方法研究

扩展现实技术(XR)是虚拟现实(VR)、混合现实(MR)和增强现实(AR)技术的总称。随着计算机硬件和软件的发展,这些技术逐渐走入大众视野,被应用到各大领域。在地学中,XR技术能够让抽象概念更直观动态地展示出来,对地质数据可视化、地理信息交互、地学教育有非常好的促进作用。本文介绍了这些技术的基本概念、技术手段及在地学中的应用,为地学中使用XR技术提供技术认知,提出了可在XR技术中使用的交互方案,并选用了江苏丹阳第四系地质模型在XR里各自制作了测试场景。从地学工作者视角对IdeaVR、Unity 3D和UnrealEngine 4三款引擎进行对比,列举其各自优势,展示3种技术平台的制作过程、交互方式、展示效果及使用场景,并就地质模型导入通用引擎可能遇到的难点问题提出解决方案。     

混沌理论及其在地学中的应用前景

混沌理论作为一种普适性很强的新理论，在地球科学中的应用日前广泛，其意义已渐为人们所认识和关注。本文介绍了混沌在地球中的部分应用，认为混沌理论开阔了人们研究地学中复杂问题的思路；同时，地学中一些重大问题的解决也必将丰富和混沌理论。     

虚拟仿真技术在地质学中的应用

得益于计算机技术、人工智能技术、多媒体技术、传感器技术等的迅速发展,虚拟仿真在科学领域已经得到了广泛的应用并具有巨大的市场需求。在地质学中,国内外高校已经将虚拟仿真技术应用到教学中,使其打破了传统教学的时空限制。但目前虚拟仿真在该领域的应用还存在场景内容欠缺,交互感不足,细节展示不够等问题。为能够进一步拓展虚拟仿真技术在地质学中的应用思路,文章对虚拟仿真技术在多个科学学科中的应用情况进行研究,介绍了面向地学的综合型、国际化的沉浸式虚拟仿真实验室实例。综合型的地学虚拟仿真实验室的建立,将深度融合地学与虚拟仿真技术,为多学科交叉融合、国际化教学等未来的教学发展方向提供更有效的平台。     

扫描核探针技术及其地学应用进展

扫描核探针技术作为一种重要的微区原位无损痕量分析手段 ,广泛应用于地学与环境、生物与医学、微电子、材料与冶金科学以及艺术与考古学等研究领域。文中简介该技术在仪器装置、分析技术到地学应用方面的新进展 ,并将之与其他微区分析技术的性能特点进行了对比 ,最后讨论了该技术的未来发展和更广泛的地学应用问题。     

地质科学大数据背景下的矿体动态建模方法探讨

三维地学建模的理论与方法在大数据时代该如何发展,是当下这一领域研究人员非常关注的问题。从现代三维地学建模的重要方法——隐式建模的角度,对三维地学建模方法与地质大数据系统的有机集成、以及如何利用大数据技术提高地学建模的效率和质量等问题进行了探讨。初步提出了一套基于地质科学大数据的三维地学建模方法和流程,包括:地质大数据的搜集、主题大数据系统的搭建、地质特征要素的深度挖掘和三维地学模型的动态构建。同时,也指出了大数据背景下高质效三维地学建模的关键在于:研究实现充分顾及地质对象和地质科学大数据特点的地学人工智能、机器学习、数据挖掘及空间推断方法。通过一个典型矿体建模的应用实例对所提方法的可行性进行了验证。     

区块链视角下地学数据共享研究

数据密集型科研范式下的地学数据共享是地学研究的重要内容. 在分析地学数据特点、共享现状、现有问题以及区块链技术架构、基本原理、应用特点的基础上, 探讨区块链技术在地学数据共享领域中的应用场景, 以期地学机构能够借助区块链技术更好地管理数据资产、推动地学数据共享研究与应用.     

Définition d'une limite multicritère ; stratigraphie du passage Campanien–Maastrichtien du site géologique de Tercis (Landes,SW France)Definition of a multi-criteria boundary; stratigraphy of the Campanian–Maastrichtian interval of the geological site at Tercis (Landes,SW France)

Lithostratigraphy, physicochemical stratigraphy, biostratigraphy, and geochronology of the 77–70 Ma old series bracketing the Campanian–Maastrichtian boundary have been investigated by 70 experts. For the first time, direct relationships between macro- and microfossils have been established, as well as direct and indirect relationships between chemo-physical and biostratigraphical tools. A combination of criteria for selecting the boundary level, duration estimates, uncertainties on durations and on the location of biohorizons have been considered; new chronostratigraphic units are proposed. The geological site at Tercis is accepted by the Commission on Stratigraphy as the international reference for the stratigraphy of the studied interval. To cite this article: G.S. Odin, C. R. Geoscience 334 (2002) 409–414.     

Quaternary stresses revealed by calcite twinning inversion: insights from observations in the Savonnières underground quarry (eastern France)

Calcite samples were extracted both from the rock matrix and the superficial coating of a karstified fault plane of an underground quarry, located in the eastern border of the Paris basin. The karstification is dated as Quaternary. Analysis of mechanical calcite twinning reveals that only the calcite matrix has also undergone a compression trending WNW that can be attributed to the Mio-Pliocene alpine collision. Both coating and matrix have undergone a strike-slip regime with σ₁ roughly trending north–south, that could correspond to the regional present-day state of stress, a strike-slip compression rather trending NNW, modified by local phenomena. To cite this article: M. Rocher et al., C. R. Geoscience 335 (2003).     

NONMETALS DEPOSITS

正20141520 Bo Ying(Key Laboratory of Metallogeny and Mineral Assessment,MLR,Beijing 100037,China);Liu Chenglin Saline Spring Hydrochemical Characteristics and Indicators for Potassium Exploration in Southwestern and Northern Tarim Basin,Xinjiang(Acta Geoscientica Sinica,ISSN1006-3021,CN11-3474/P,34(5),2013,p.594-602,5 illus.,3 tables,28 refs.)     

MATHEMATICAL GEOLOGY

正20141243Chen Ge(Hangzhou Research Institute of Petroleum Geology,PetroChina,Hangzhou 310023,China);Si Chunsong Study on Sedimentary Numerical Simulation Method of Fan Delta Sand Body(Journal of Geology,     

PROSPECTING EXPLORATION

正20142599Chen Sanming(Guangxi Key Laboratory of Concealed Deposits Exploration,Guilin University of Technology,Guilin541004,China);He Yuzhou Block Model and Reserves Estimation of Panzhihua Iron Deposit Based on 3D Geological Modeling(Journal of Guilin University of Technology,ISSN1674-9057,CN45-1375/N,33(4),2013,p.610-615,9illus.,1table,15refs.)     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20140594 Bai Daoyuan(Hunan Institute of Geology Survey,Changsha 410016,China);Zhong Xiang Faults in the Jingzhou Basin and Their Tectonic Settings(Geotectonica et Metallogenia,ISSN1001-1552,CN44-1595/P,37(2),2013,p.173-183,6illus.,59refs.)Key words:basin evolution,tectonic setting,South China In the Upper Paleozoic and Jurassic se-     

STRUCTURAL GEOLOGY

正20141912Cao Hui(State Key Laboratory for Continental Tectonics and Dynamics,Institute of Geology,Chinese Academy of Geological Sciences,Beijing 100037,China)Gravitational Collapse and Folding during Orogenesis:A Comparative Study of FIA Trends and Fold Axial Plane Traces(Geology in China,ISSN1000-3657,CN11-1167/P,40(6),2013,p.1818-1828,9illus.,35refs.,with     

PALEOZOOLOGY

正20141609 Chen Guiying(College of Earth Sciences,Guilin University of Technology,Guilin 541004,China);Han Nairen New Materials of Stylophora from the Upper Cambrian of the Jingxi Area,Guangxi,South China(Acta Palaeontologica Sinica,ISSN0001-6616,CN32-1188Q,52(3),2013,p.288-293,2 illus.,12 refs.)Key words:Stylophora,Guangxi     

GEOPHYSICS

正20140634 Cao Lingmin(Key Laboratory of Marine Geology and Environment,Institute of Oceanology,Chinese Academy of Sciences,Qingdao 266071,China);Xu Yi Finite Difference Tomography of the Crustal Velocity Structure in Tengchong,Yunnan Province(Chinese Journal of Geophysics,ISSN0001-5733,CN11-2074/P,56(4),2013,p.1159-1167,6illus.,35refs.,with English abstract)