空间数据存储研究及其在岩石圈深部探测数据中的应用

深部地球物理探测数据是岩石圈结构研究的重要资料,然而由于地学数据本身的多来源、多学科、海量等特点阻碍了数据的共享,而GIS技术恰好以强大的多学科交叉和空间数据处理功能为数据发布提供了新的途径。在GIS中信息的显示和分析方法都取决于地理信息数据模型,因此在利用GIS技术建立数据共享平台时,建立一个符合数据体查询和分析要求的数据模型尤为重要。笔者对几种空间数据存储方式和主流的空间数据模型进行了深入研究,最终结合深部地球物理探测数据的特点,以Geodatabase为基础建立了一个数据模型,为数据发布奠定了基础。     

面向知识服务的地质资料管理转型研究

针对传统地质资料服务方式单一、数据共享困难等问题,提出了地质资料管理的转型方案.对面向知识服务的地质资料知识组织方式、知识检索以及知识管理理念如何指导地质资料服务等方面进行了探讨.以地质数据本体构建、基于关联数据技术的地质资料语义化组织以及基于地质大数据的知识检索模型搭建为转型手段,介绍了促进地质资料转型升级的语义化描...     

空间数据仓库元数据的结构体系

给出了空间数据仓库元数据的基本概念，说明了空间数据仓库元数据的相关技术．重点论述了空间数据仓库元数据的结构体系是由11类信息组成，它们分别是空间数据标识信息、区域范围信息、邻接信息、表示信息、数学基础信息、数据集内容信息、质量信息、分发信息、安全信息、联系信息和时间信息，并设计出了空间数据仓库元数据的组织结构。     

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。     

The Situation of Scientific Data Management and Its Enlightenment to Earth Sciences of China

Scientific data is an important scientific and technological basis and national strategic resource. With the coming of the era of big data, countries all over the world have added scientific data management into their national development strategies. In order to improve the scientific data management in our country and make full use of the development opportunity from big data, the General Office of the State Council officially issued “The Measures for the Administration of Scientific Data” in March, 2018. In the new international and domestic policy on data management, this study analyzed and summarized 11 aspects of international situation of scientific data management, and dissected the development models of developed countries’ scientific data centers deeply. And also, the study put forward new ideas for the policy-making of scientific data, the construction of scientific data centers, the life cycle management of scientific data, the capacity building of data organizations, the authentication of scientific data, the publication of data, the return mechanism of the data and the comprehensive integration, and the safety management of the data in the scientific data management of Earth sciences in China.     

城市三维地质数据组织与管理方法研究

城市三维地质数据的组织与管理是城市三维地质信息系统建设所面临的首要难题。通过对城市地质调查成果数据和城市三维地质信息系统用户需求的分析,将城市三维地质数据抽象、概括为“两个层次、四大类别”。“两个层次”是指城市三维地质数据包括原始数据和解释成果数据这两个层次;“四大类别”则是将城市三维地质数据分为地理空间数据、原始勘察数据、专业解释数据和三维地质建模数据等四个大类,其中地理空间数据和原始勘察数据属于“原始数据”这一层次,专业解释数据和三维地质建模数据属于“解释成果数据”这一层次。论文还按照地质数据所涉及的专业标准,将城市三维地质数据划分为多个专业库,这可满足不同专业的工程人员的应用需求。根据三维地质建模的要求,特别提取出经特殊解释后的三维建模数据,以实现对地质数据的三维可视化显示与分析。这种数据组织与管理方案已经成功的应用于北京、上海等城市的三维地质数据管理和服务系统之中。     

A Survey of the Spatio-Temporal Data Model

Traditional GIS(Geographic Information System)mostly can only describe the transient state data and does not have the ability to deal with the temporal dynamic data. When the data changes, new data will take the place of the old data, namely the transient state change into another, and the old data will disappear. Therefore, it is unable to make an analysis of the updating changes of the data and predict the development trend of the future. In this case, TGIS (Temporal Geographic Information System) emerges and expands the time dimension on the basis of traditional GIS. Spatio-temporal data model is the key to TGIS. Spatio-temporal data modeling is not only related to dynamic expression of spatio-temporal objects, but also gives an important support for spatio-temporal analysis and reasoning. This paper summarized the theories and applications status at home and abroad of spatio-temporal data model in detail, illustrated family tree of spatio-temporal data model for the nearly fifty years, discussed improvement and application status of Base State with Amendments Model, Event-based Spatio-temporal Data Model, Object-oriented Data Model and other spatio-temporal data models, and raised the existing problems of spatio-temporal data model. The current existing problems mainly includes: ①There are a lot of spatio-temporal data models put forward, but some of them only focus on semantic design and neglect the verified; ②Most of existing spatio-temporal data model are for vector data, only the Event-based Spatio-temporal Data Model is raster data structure; ③At present, the expression the time-space information of geographic entity is relative separated with spatio-temporal data model; ④Spatio-temporal data model is mainly used in cadastral management, land use and forestry data updating, less application in other fields. In the end, the future development direction was put forward of spatio-temporal data model. In the time of big data and “Internet plus”, it is necessary to explore the big data spatio-temporal data model that supports multiple data formats.     

地球空间数据集成多尺度问题基础研究

多尺度数据集成是地球空间数据集成中最难处理的问题。将多尺度数据的集成分解为空间和时间多尺度数据集成,在分析应用项目对数据尺度需求的基础上,就两种多尺度数据集成的传统和数据意义上的集成方法进行了详细的探讨。     

地理信息和网络技术一体化的地质勘探数据管理模式

传统的地质勘探数据管理模式制约着数据应用的便捷性和数据的共享范围，随着计算技术的发展，地理信息和网络技术的一体化为地质勘探数据的管理和共享提供了技术支持。以伊敏矿区电子版地质报告数据管理系统为例，应用地理信息技术的关系数据与图形数据统一管理模式，结合网络技术的数据传输与存储平台，建立了基于网络信息服务的地质勘探数据管理系统，可以充分挖掘地质勘探数据应用的深度和广度，同时便于地质勘探数据分发共享。     

地学数据产品的开发、发布与共享

数据是科学研究的基础,数据共享可以最大程度地发挥数据的使用价值,数据是实现数据共享最基本的要素。地学数据具有空间性、综合性、时间性、海量性、多源性等特点。属性数据、遥感数据、矢量数据是加工生产地学数据产品的重要数据源,属性数据空间化是加工、生产地学数据产品的重要技术手段。地学数据共享发布平台应当具备用户管理、数据目录查询、元数据管理、数据查询与浏览、数据下载等基本功能。推进科学数据共享,必须要有相应的政策措施保证,必须建立公正、合理的数据工作评价体系。     

"973"计划资源环境领域数据汇交进展与数据分析

国家科技计划项目数据汇交对于促进科学数据的整合集成,增强国家科技投入的效益,提高我国科技计划项目管理水平具有重要意义。经过充分研究,科技部基础司选择国家重点基础研究发展计划(973计划)资源环境领域作为试点,于2008年启动数据汇交工作,并专门成立数据汇交中心。2008年,按照数据汇交计划制定、数据汇交准备、数据实体汇交、数据共享服务4个阶段的工作流程,分"已结题"、"即将于2008年结题"和"在研"3种类型开展汇交工作,完成了24个结题项目的数据汇交,汇交数据总量超过620 GB。为了保证数据汇交的可操作性和规范化,数据汇交中心制定了包括核心元数据规范、数据文档格式等7项标准规范;研制了数据汇交软件工具;建立了海量数据存储环境;设计开发了数据汇交共享服务网络平台。面向数据服务进一步的需要,分析了已汇交数据情况,具体分为5种类型,即定点长期监测和野外定点调查类、区域调查和统计分析类、模型计算类、试验化验分析类、客观或主观描述类,并提出了相应的数据展示策略。     

水利大数据研究综述

为了推动水利大数据的发展及其在水利管理中的应用,对水利大数据相关的研究进行总结和分析,并对未来的研究方向进行展望。在回顾水利大数据的产生背景和发展历程的基础上,界定了水利大数据的概念及内涵;构建了水利大数据的研究框架,并对水利大数据的存储与共享方法、分析平台、挖掘算法、数据可视化和应用等进行了探讨。结合水利大数据研究发展和应用需求,从数据集成方法、分析挖掘算法、数据安全和综合决策分析平台等方面对水利大数据研究领域的发展趋势进行阐述。     

多维GIS矿产评价数据管理系统设计和实现

矿产资源评价需通过各种物探、化探、航空磁法、遥感、地质和实地调查资料综合分析以确定钻井孔位.针对多源、多时相、多尺度矿产资源勘探资料一体化管理和可视化分析,提出了一种基于分布式多维GIS模型的矿产资源评价数据管理方法.首先,分析了矿产资源预测评价数据资料特征,提出基于多维GIS模型的矿产资源评价数据管理模型;其次,提出了多源矿产资源评价数据处理策略,设计了一种全球瓦片金字塔模型的栅格和地形数据处理方法;再次,设计了分布式多维GIS矿产资源评价数据管理系统体系结构和功能模块,提出了双缓存性能优化方案;最后,开发实现了一个典型的矿产资源评价数据管理系统,实现了多达40种二维、三维数据、文档、多媒体等矿产资源评价数据一体化管理和可视化分析,可用于分布式矿产资源勘探评价的全球协同办公.     

全球地质数据出版模式探索与研究

科学数据是科技创新的基础,也是人类宝贵的科技信息资源。兼顾保护数据知识产权和推动数据广泛共享是科学数据界长期存在的难题。数据出版（元数据、实体数据、数据论文关联出版）是解决这个难题的有效机制。“全球地质数据出版系统”（中英文）将实现元数据、实体数据、数据论文关联一体出版,通过互联网实现科学传播和公益性共享机制,在保护数据知识产权和促进数据共享方面起着重要作用。该系统将推动全世界地质学家共享科学数据,为地质领域科技创新提供数据基础。本文基于数据出版的概念,全面介绍了全球地质数据出版,并探讨其数据共享的意义价值。     

地质大数据存储技术

在大数据时代背景下,地质大数据的研究及大数据相关技术为实现地质工作的现代化发展和信息化提供了有效的支撑。而当代大数据发展趋势,就是海量数据的存储及越来越多的事物的数据存在形式。通过梳理大数据处理的关键技术,总结归纳了大数据背景下现有存储技术及数据库的类型。在地质大数据和地质云架构的基础上,讨论适合当前地质大数据的存储技术,地质数据具有多源、多元、异构、时空性、方向性、相关性、随机性、模糊性、非线性等特征。因此,对于存储与管理方式的选择应该是具体问题具体分析,建立多技术支持下的大数据架构,才能满足地质大数据的应用需求。     

非标准化地质数据存储模式研究

地质数据中存在大量非标准化的数据,此类数据主要以MapGIS的数据格式存储.针对此类数据管理难、复用水平较低的现状,建立了以元数据服务器(MDS)为核心的数据存储模式,提出了弹性的迁移机制完成数据的重构,使用了动态数据驱动生成索引元数据框架,同时实现数据访问安全机制,用户授权等功能.此模式利用MDS (Metadata Server)实现对数据的管理、检索和调阅,这使散落在单机上的地质数据能够自主迁入空间数据仓库,实现统一管理,增强了数据的可复用性,     

大数据环境下数字填图数据集成服务技术

应用数字填图技术形成了大量地质填图图幅数据,这些数据空间结构化和非结构化特征并存,如何在网络环境下提供高效的数据服务是急需解决的一个难题。大数据技术的发展为数字填图、数据集成服务提供了一种新的途径。通过对数字填图数据特征的分析,在研究地质调查信息网格大数据处理框架的基础上,提出了结构化和非结构化数据相结合的有序化组织管理、发布与服务方法,并对关键技术进行了研究与试验,取得了良好的效果。     

探讨基于CitusDB的地质资料集群和大数据架构

地质资料是地质工作形成的重要成果资料,具有可被重复开发利用、能够长期提供服务的功能。然而,因地质资料的分散式管理,使得地质资料信息存储分散,“孤岛”式服务的现象普遍存在,缺乏资料信息共享、综合利用的机制和手段,制约着地质资料信息潜在价值的有效发挥。地质资料信息服务集群化旨在通过信息领域前沿技术,对地质资料进行集成集群和深度开发,将分散、孤立的地质资料进行分布式汇集,全方位多角度解读、展现、挖掘地质资料信息,充分发挥地质资料服务于经济社会发展的作用。长期的地质调查工作,已经形成了多专业、数据格式多样的海量地质资料,信息服务的集群化必将面临地质大数据相关的技术问题。介绍了地质资料信息服务集群化模式,分析了CitusDB软件的分布式大数据运行机理,探讨了基于CitusDB软件的地质资料集群和大数据服务架构,可为地质大数据与信息服务提供一定的参考。     

地质数据本体构建及其在数据检索中的应用

针对传统以关键词、主题词等字符串匹配为核心的地质数据检索方法存在的查不全、查不准的问题,给出了基于地质数据本体的语义级检索解决方案。通过对地质数据的概念、属性、关系、规则及相应实例的详细表达,构建了地质数据本体(矿产资源预测部分),搭建数据检索系统并开展了应用实践。实验表明,引入地质数据本体后,检索结果在数据的查全率和查准率方面显著提高,并能智能推送相关联的数据信息。开发的地质大数据专题检索系统,实现了对局域网中多源异构地质数据的获取、半自动化标注和语义关联检索,满足地质大数据应用服务的需求,对于大数据时代背景下地质数据的精确发现、深层挖掘及共享有重要意义。     

中国西部环境与生态科学数据中心：面向西部环境与生态科学的数据集成与共享

国家自然科学基金委员会“中国西部环境与生态科学研究计划”自2001年启动以来,有力地推动了西部区域环境演化、陆地生态过程和人类活动对环境的影响等方面的研究,积累了丰富的基础数据。国家自然科学基金委员会“中国西部环境与生态科学数据中心”承担“西部计划”项目数据产出的收集、管理、集成,并面向西部环境与生态科学的各个领域提供科学数据服务。“西部数据中心”的总体框架是以“西部计划”和地球系统科学发展的科学需求为导向,建成以数据共享、知识积累、合作交流和数据科学为主要内容的集成平台,为“西部计划”多学科的交叉研究和成果的综合集成及地球科学发展的长远目标服务。以共建共享的指导思想集成针对西部环境与生态现状与变化的基础背景数据、环境与生态观测数据、模型数据集、数据工具及数据文档;并以完全与开放的数据共享原则为用户提供推送式数据服务。目前,“西部数据中心”已完成了数据共享平台、知识积累平台与合作交流平台的开发和集成,初步形成了科学数据平台,整理并发布了大量的西部环境生态科学所需的关键数据集。