东北亚资源环境综合科学考察数据集成体系的构建

 东北亚区域是一个资源相对集中,生态环境格局复杂,气候地带性多样,人地关系对比显著的区域。集成该区域的资源环境综合科学考察数据,对于支撑全球变化等前沿科学研究和区域可持续发展等具有重要意义。针对该区域数据资源缺乏的现状,研究构建了包括三大体系的东北亚资源环境综合科学考察数据集成系统,即数据资源采集与管理标准规范体系、数据分类体系、数据应用平台软件体系。其中,标准规范体系包括数据采集规范、数据管理规范和综合考察规范3类共23项;数据分类体系包括4个大类、25个小类、128个要素;数据平台软件系统包括数据目录检索管理、元数据管理、数据发布与可视化、数据浏览与获取等5个功能模块;鉴此,用地理信息技术和网络技术,实现了东北亚资源环境综合科学考察数据集成原型系统。目前,已集成144个数据集(库),数据量超过2TB,为东北亚综合科学考察数据的深度集成和应用奠定基础。     

地质年代本体及其在语义检索中的应用

不同国家、语言和版本的地质年代概念体系中普遍存在的语义异构问题,以及概念之间、概念与数据之间缺少语义关联等问题,阻碍了概念的准确理解和应用,难以满足数据集成、检索的应用需求。地质年代本体是解决这些问题的有效方式。但现有研究主要针对国际地质年代概念体系,其内容和表达方式不完全适用于国内的概念体系。本文提出以中国地质年代和地层概念体系为主的地质年代本体,设计了本体中各概念属性信息,尤其是时间信息的语义表达方法。在此基础上采用模块化方法相应构建了本体,并设计实现了一个本体应用原型系统,提供了以地质年代本体知识库为基础的概念查询检索功能,以及融合全文检索技术和地质年代本体的数据语义检索功能。应用案例的初步结果表明,本研究构建的地质年代本体能为用户提供表现形式多样的知识查询服务,能较好地解决地学概念与数据中存在的语义异构、关联缺失问题,更为智能、完整、准确地完成地学数据的语义检索。     

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。     

分布式多标准地学元数据共享研究与实践

多种不同地学元数据标准共存是目前地学数据共享工作中面临的现状之一。以XML及相关内容为基础,实现对多标准地学元数据的一致化定义和表达。通过分析XML元数据在不同处理阶段的形式和特点,提出XML元数据的存储、解析和转换方案。"XML元数据 关键信息项字段映射"方案在保证检索性能的前提下,实现对不同标准元数据的统一存储和管理。在元数据的审查、发布流程中,通过行业数据专家和平台管理员的参与,尽可能确保元数据内容的正确性。通过结合多标准地学元数据共享平台和Web Services等分布式技术,提出星形分布式元数据共享体系;介绍基于该体系构建的地球系统科学数据共享网二期平台的元数据管理实例,目前该体系包括1个总中心和全国范围内的13个分中心。     

中国1:25万土地覆盖遥感制图精度评价——以鄱阳湖地区为例

 全球及区域尺度的土地覆盖数据是陆地表层过程研究的重要基础。土地覆盖遥感制图是全球变化和区域可持续发展研究重要的支撑数据,制图精度评价对于数据生产者和数据用户都具有非常重要的意义。2011年在鄱阳湖地区的野外考察共采集包括定点验证、GPS以及解译标志3种类型的土地覆盖样点321个,本文利用剔除了时间差异影响后的287个土地覆盖样点,将样点的实际土地覆盖类型与遥感制图中相应位置的土地覆盖类型进行对比,并利用分层次评估法,即分别在土地覆盖一级类和二级类两个尺度上,采用正确得1分,错误得0分的计分方法,对2005年中国1:25万土地覆盖遥感制图在鄱阳湖地区的精度进行实地验证。结果表明:(1)在土地覆盖一级类型尺度上总体的制图精度为61.67%。其中,湿地/水体的制图精度为100%,农田的制图精度为98.4%,森林的制图精度为80.0%,聚落和草地的精度均低于20%。(2)在二级类型尺度上总体的制图精度为44.25%。其中,2个草地和3个森林及1个农田的二级类型的分类精度为0,旱地、城镇建设用地和农村聚落的分类精度也很低,分别为21.1%、29.0%和1.7%。实地调查发现,2005年左右的全国1:25万土地覆盖遥感制图基本上反映了鄱阳湖地区的土地覆盖状况。但是,对于一些具有过渡性质的土地覆盖类型,如森林和草地等,仅依靠遥感技术准确识别区分仍有一定的难度。     

基于云计算的地球系统科学数据共享研究与实践

数据密集型的地学研究离不开数据资源和信息平台的支撑,因此,实施地球系统科学数据共享具有重大意义。早期地球系统科学数据共享服务主要以政府行为为主,集中数据汇交,存在数据服务负载不均衡、数据整合模式单一、数据服务效果不明显等突出问题。随着Web 2.0理念的提出,以及云计算等技术的出现,数据共享模式发生了巨大的变化。本文提出基于云计算的地球系统科学数据共享概念模型。通过提供基础设施即服务（IaaS）、数据资源即服务（DaaS）,以及数据功能即服务（SaaS）实现共享服务模式的转变,将死板的数据转为灵活的服务。在“数据云”中,用户既是数据的使用者也是数据资源的提供者,通过提供数据发布、数据需求发布、数据发现与共享、需求发现与反馈等功能,解决数据共享中“用户-数据”之间的矛盾,并激励普通科研工作者贡献自己的数据,保障数据资源有效、可持续整合。最后,构建了原型系统用于验证该框架,形成了一个“人人都是数据的提供者,人人都是数据的使用者”的数据共享服务环境。     

基于SOA的地球系统科学数据共享平台架构设计与实现

为了能够有效整合集成分散、异构的地球系统科学数据资源,为用户提供“一站式”的数据共享服务,需要一种分布式的数据共享平台.本文首先分析了分布式地球系统科学数据共享平台对互操作的需求,然后设计了基于SOA(Service-Oriented Architecture)的分布式地球系统科学数据共享平台的总体架构.该平台由物理上分布、逻辑上统一的总中心、认证中心和分中心共同构成,采用Web Services技术将数据共享核心业务封装成一系列的Web服务:数据中心信息同步服务、元数据推送与管理服务、多源异构数据访问服务等.通过Web服务这种松散的耦合机制,不仅能够很好地实现数据中心之间的互操作,而且具有良好的开放可扩展性,可快速纳入新的异构系统作为分布式数据共享平台的节点,其数据共享核心服务,也可以方便地集成到其他应用系统中,为它们提供数据共享的功能.最后介绍了Web服务实现与部署的方法.分布式的地球系统科学数据共享平台已经应用到国家科技基础条件平台建设项目:地球系统科学数据共享网中.截止到2007年底,通过共享平台成功整合了10.23TB的分散数据资源,为3万多用户提供17TB的数据服务.     

高温熔融研制安山岩玻璃标准物质初探

地质标准玻璃物质在激光剥蚀等离子体质谱技术应用中发挥着重要的作用,目前国内对于地质标准玻璃物质合成方法研究还较少,一定程度上限制了该技术的高精度应用。本文对国家一级安山岩粉末标准物质(GSR-2)采用高温熔融法合成安山岩玻璃标准物质(GSR-2G),探讨了熔融温度、时间、淬火方式对安山岩玻璃均一性的影响。实验确定了在熔融温度1300℃、熔融时间4 h的最佳条件下,采用液氮淬火合成的安山岩玻璃标准物质GSR-2G均一性较好,可作为微区分析的内部标准物质。利用193 nm ArF准分子激光剥蚀-四极杆等离子体质谱(LA-Q-ICPMS)分析合成的GSR-2G中35个微量元素和10个主量元素,精密度(RSD)均优于10%。GSR-2G的7Li～238U共35个微量元素,化学法分析测定值与LA-Q-ICPMS测定值的相对偏差优于10%;23Na～56Fe共10个主量元素,电子探针分析测定值与LA-Q-ICPMS测定值一致。利用LA-Q-ICPMS法分析GSR-2G中40个元素,获得的平均测定值可作为初步参考值。