地学数据管理与数据支持研究的新进展——IAMG 2005空间信息主题评述

国际数学地质协会2005年会(IAMG2005)于2005年8月在加拿大多伦多召开。大会主题为“地理信息系统与空间分析”,下设空间分析、地质统计学、空间信息和综合应用等四个主题,共25个专题分会场。围绕空间信息主题下的“E-geoscience：支撑地球科学活动的数字化基础设施”、“管理和开发地球科学遗产”、“野外地调系统和分布式传感网络”、“地学研究机构中的信息管理策略”等四个专题,介绍了会议活动情况和与会论文内容及研究课题。这大致可以反映当前地球科学领域数据支持的研究现状和发展趋势,尤其是在野外地调新技术、数据遗产整理开发、数据基础设施建设和专题数据管理应用等方面的研究。     

论地球数据科学与共享

地球科学大数据的到来,迫切需要通过地球数据科学系统对地学数据机理、采集处理、存储管理,特别是集成共享与挖掘分析等进行研究,以便通过大数据资源,发现和揭示数据背后隐含的地学规律和知识,促进地学科技创新。本文首先分析了地球数据科学的内涵特征,提出了地球数据科学的基础理论方法和技术体系。然后基于国家地球系统科学数据共享实践,重点研究了大数据时代下,面向地球数据科学的地学数据共享新发展。     

WDC中国地质科学数据网的核心元数据

科学数据共享平台建设的重要内容之一是核心元数据,这是提供科学数据服务必不可少的数据资源。本文从实际应用角度简要介绍了WDC中国地质科学数据网的核心元数据内容及主要元数据元素,旨在对正在建设的各类科学数据共享有所借鉴和参考。     

区域地质环境稳定性大地测量监测方法及应用

全球大地测量观测系统(GGOS)已在地球变化监测中得到了广泛应用。本文系统介绍了综合大地测量各类观测数据,以及地质、地震等资料,开展区域地质环境稳定性大地测量监测和评价的方法。以环渤海区域和川滇区域为例,分别针对地面沉降显著、地震多发等不同地质环境特征,介绍了区域地质环境稳定性监测技术最新进展及应用成果。结果表明,针对不同地质环境背景,基于各类大地测量监测数据,结合地质、地震、水文等资料,可有效实现区域地质环境稳定性监测和评价,拓展了大地测量地球变化监测的应用领域,有重要的科学意义和实用价值。     

认识地球的窗口 人类的科学档案——我国地质遗迹暨八大世界地质公园扫描

地球在亿万年的演化中形成了许多重要的地质遗迹,它们生动地展示了地球和生命演进的崎岖历程。地质遗迹是地球馈赠予人类无数自然遗产中的一种,是铭刻在岩石和自然景观中的全人类的科学档案。地质遗迹是地质历史时期由内外动力地质作用形成和保存下来的。可追索地球演化历史的珍贵的地质现象,包括有重要观赏和重大科学研究价值的地质地貌景观,有重要价值的地质剖面和构造形迹,重要的古生物化石及其产地,有特殊意义的水体资源,     

本期要览

上天、入地、下海是人类向自然界挑战的三大壮举。4月18日,开创中国钻探技术史上新的里程碑、被称为入地工程的中国大陆科学钻探工程竣工典礼,在江苏省东海县隆重举行。中共中央政治局委员、国务院副总理曾培炎出席了典礼并发表重要讲话,指出要加强地球科学理论研究,加快地球探测技术发展,他还向广大地质工作者提出五点希望:一是加强重大地质课题研究,二是推进地质科技进步与创新,三是深化地质管理体制和运行机制改革,四是重视地质人才培养和队伍建设,五是扩大地质领域国际交流与合作(第4页)。中国大陆科学钻探工程项目是国际大陆科学钻探计…     

遥感与地球系统科学

地球作为一个高度复杂的非线性系统,各圈层(大气、海洋、陆地、生物、冰雪圈、固体地球)尤其是人类活动等任何组成成份的变化,都会引起地球系统的变化。人类可持续发展面临的巨大科学挑战之一是认识人类赖以生存的、复杂变化的地球系统,认识地球系统如何变化及主要驱动因素,认识地球系统未来变化趋势及如何提高对全球变化的适应能力。卫星独特的全球覆盖和日尺度的观测改变了地球科学的研究方法,它强调所能探测到的多时空尺度上的物理动力过程,在全球范围应对气候变化、能源和环境挑战具有重要作用,揭开了地球系统多学科交叉的新纪元。以地球系统的视野,抓住驱动地球系统的关键循环过程(如能量、水、生物化学循环),是当前地球系统科学的发展趋势。地球系统科学(全球变化)研究需要长期稳定、准确性较高的卫星观测数据,以水循环为例,卫星遥感具备获取全球范围水循环关键参数能力,但是系统性综合观测能力不足,整体精确性受到综合化的可靠空间数据集的限制。目前中国正在积极研制发展新型水循环卫星WCOM(Water Cycle Observation Misssion),并寄希望以此为核心传感器发起全球分布式水循环观测星座系统,进一步提高中国在国际水循环观测与地球系统科学研究方面的话语权与领先能力。     

遥感与中国可持续发展:机遇和挑战

中国要实现可持续发展,必须积极应对资源短缺、环境恶化、海洋开发和气候变化等一系列重大资源环境问题;随着全球经济发展一体化进程加快,中国必须以全球视角研究和解决面临的资源环境问题。遥感在地球科学、环境科学、资源科学与全球变化研究中具有宏观动态的优点,是不可替代的全球观测手段,是实施可持续发展战略的基础性技术支撑。本文回顾了遥感科学技术进步的历程,总结了国际上围绕可持续发展所开展的全球遥感科学计划,分析了中国遥感现状和服务于可持续发展的前景,并结合国际上地球综合观测系统的发展态势,提出了中国遥感科学技术发展面临的挑战和机遇,进一步阐述了遥感发展面临的建立地球综合观测系统之系统、高精度遥感模型与参数反演、遥感产品真实性检验与遥感性能判据及测试系统、遥感数据与地球系统模式同化、遥感大数据与主动服务等前沿科学与技术问题。最后指出遥感要更好地服务于社会可持续发展,服务于国家的全球战略,服务于国民经济建设;必须创新遥感应用服务模式,加快遥感产业化和商业化进程;建议推进卫星观测系统的商业化,加快无人机遥感发展,促进遥感应用市场化。     

地球数据的现代应用

本文研究和介绍了地理数据的定义,内涵以及当前获取地球数据的遥感方法,着重说明了地球数据在解决资源,生态环境,社会,工程和基础设施建设中的重要和广泛的应用,预报了地球数据技术和产业发展的必然性和态势。     

地球数据的现代应用

本文研究和介绍了地理数据的定义、内涵以及当前获取地球数据的遥感方法,着重说明了地球数据在解决资源、生态环境、社会、工程和基础设施建设中的重要和广泛的应用,预报了地球数据技术和产业发展的必然性和态势。     

遥感地质技术发展的战略思考

通过对遥感技术和遥感地质发展现状和发展趋势的分析,以经济和社会可持续发展对矿产资源、能源和地质信息的重大需求为牵引,以地质理论、地球系统理论和复杂性科学理论为指导,围绕地质工作的地质矿产调查、地质灾害和环境监测、矿山开发和环境监测的三大战略任务,提出建设和发展地质矿产和能源遥感勘查和评价技术系统、地质灾害和地质环境监测技术系统及业务运行系统、矿山开发和矿山环境监测技术系统及业务运行系统三大应用技术系统和卫星数据采集与地质应用服务系统、全数字化综合航空遥感集成与信息服务系统两大信息服务系统的遥感地质发展战略目标.促进和实现遥感地质分析由定性向定量,遥感地质应用由单技术向技术集成,地质服务由数据向数据、技术和信息的综合服务方向发展和转化.提出了近期和中期重点发展的技术和重点研究领域,讨论了它们的研究现状、存在问题、研究重点和需进一步深入研究的关键技术问题.     

江西省地质环境数据中心建设方案研究

在介绍江西省地质环境数据中心建设目标以及建设内容的基础上,结合地质环境行业信息采集和利用需求,以及数据库技术、信息技术的发展,对江西省地质环境数据中心架构、数据存储设计、建设内容进行了研究和介绍.江西省地质环境数据中心建设的主要内容,包括数据采集系统建设、数据中心管理工具建设、数据转换服务平台建设、数据汇交及交换体系建设、数据仓库建设、数据处理等六个部分.     

基于XML Schema地球系统科学数据的元数据扩展机制

概述目前国内外地学数据共享中元数据的应用,分析地球系统科学数据的学科特点:数据量大、学科复杂、元数据标准多,从而论证在地球系统科学数据共享网的开发和研究中元数据扩展的必要性,论述元数据扩展的基本方法、抽象模型和基本原则,总结地球系统科学数据共享网核心元数据的多学科扩展表达,最后,论述地球系统科学数据共享网中元数据扩展机制的实现,以及利用XML Schema文档的可扩展性,阐述基于XML Schema地球系统科学数据的元数据扩展机制,实现地球系统科学数据元数据的多学科扩展.     

有效保护、合理利用地质遗产

地质遗产是在地球演化的漫长地质历史时期,由于内外动力地质作用形成、发展并遗留下来的珍贵的、不可再生的地质自然遗产,包括矿产资源和地质遗迹资源。矿产资源是泛指在一定科学技术条件下,一切分布于陆地和海洋、地表和地下的可供人类开发利用的天然矿物及岩石资源。地质遗迹资源是指除矿产资源以外的地质自然遗产。主     

未来地球系统构建中的六边形网格重力场北大核心CSCD

为提升大地测量学科在服务人类社会活动方面的能力,应集成包括地球重力场在内的,实现模型与观测资料融合的地球系统,以最大限度地提高地球系统仿真和预测的效益,极大地推动地球系统科学的发展和增强领域服务能力。顾及地球六边形网格体系在地球系统中的广泛应用及其在实现地球重力场建模、数据处理、多源数据融合中的自身优势,本文总结了传统地理网格系统下地球重力场求解的局限性及球面六边形网格在重力场求解中的优势和潜力。六边形网格体系下的地球重力场研究,将会对地球重力场求解效率和精度的提升、多地球系统模型之间的统一发挥重要作用。     

向地球深部进军

向地球深部获取资源能源,立足深部解决我国资源能源问题,事关国家安全,也是适应世界地质科学与资源勘查重心向中国和亚洲转移的国际新格局需求的需要。我国深地专项广泛汲取了许多其他国家和国际地球物理探测计划的经验,应用了大尺度、多学科、系统性的岩石圈深部探测最先进的技术,代表着未来地球物理探测的发展方向。“深部探测”,已成为地球科学发展的最后前沿之一。     

展望大数据时代的地球空间信息学

20世纪90年代,随着全球信息化和互联网的推进,地球空间信息学应运而生,推动了数字地球和数字城市的建设。21世纪以来,随着全球信息化与工业化的高度集成发展,出现了物联网和云计算,人类进入了大数据时代。本文论述大数据时代地球空间信息学的特点(无所不在、多维动态、互联网+网络化、全自动与实时化、从感知到认知、众包与自发地理信息、面向服务)和必须解决的主要关键技术问题(全球空天地一体化的非线性地球参考框架构建技术、星基导航增强技术、天地一体化网络通信技术、多源成像数据在轨处理技术、天基信息智能终端服务技术、天基资源调度与网络安全、基于载荷的多功能卫星平台设计与研制)。本文最后给出大数据时代地球空间信息学的新定义,即地球空间信息学是用各种手段和集成各种方法对地球及地球上的实体目标(physical objects)和人类活动(human activities)进行时空数据采集、信息提取、网络管理、知识发现、空间感知认知和智能位置服务的一门多学科交叉的科学和技术。从这个新定义出发,地球空间信息学将在构建智慧地球和智慧城市的大数据时代面临更多的发展机遇和艰巨的任务,必将为人类社会的进步和可持续发展作出更大的贡献。     

地球科学基础研究的发展方向

地球科学是解决人类社会发展所面临的一系列重大科学问题的基础。在资源与环境问题日益突出,地球可居住性受到人们关注的今天,地球科学格外受到各国政府、科学界的重视。资源管理和生态环境保护,经济社会的可持续发展都依赖于地球科学的进步。我国政府非常重视地球科学研究,把地球科学与基因、信息、纳米和生物科学并列为“十五”期间的5个重点科学领域。二十一世纪地球科学的走向,成为人们普遍关注     

地球观测数据共享的发展和趋势

地球观测数据共享是地球科学和相关学科科研活动中非常重要的基础性工作,是对地观测信息生命周期中的重要环节。受到由资源提供者、资源消费者和资源加工者组成的社会生态系统发展变化的影响,共享模式经历了无共享、项目共享、部门共享、社会共享等渐进的4个发展阶段,并呈现出区域差异和阶段差异。地球观测数据共享的概念体系包含数据开放、数据共享、数据互联等不同层次的问题,并受到信息技术等使能技术的驱动。其中开放性代表数据在网络中可被访问的状态,共享性是对于数据重复使用的授权和模式,互联性则是强调可共享数据资源在科学含义上的相互理解。而地球观测数据共享的技术体系则包含数据开放技术、数据共享技术和数据出版与引用技术。目前地球观测领域的数据共享正在经历巨大的文化、政策、技术和应用变革,下一代的地球观测数据设施集中体现了数据的共享和协作,并将呈现国际化、多学科化、标准化、设施化、大数据化和公众社会化等新的技术特征,将对相关科学活动产生重大影响。     

基于ArcGIS的地质资料管理与应用系统的设计与实现

为了建立健全地质资料管理和应用服务体系,推进地质资料信息服务的集群化产业化,基于ArcGIS技术设计开发了一套地质资料管理与应用系统,整合各类地质数据,实现地质资料的统一管理与模型应用。本文简单介绍了系统的设计,详细介绍了各功能模块及其实现,为此类管理系统的建设及典型应用提供了范例。