智能地质调查体系与架构

中国地质调查局用了近10年时间,在基础地质调查和矿产调查领域基本完成了地质调查全流程数字化过程。在"云"计算与大数据技术等新一代信息技术的兴起大环境下,未来5至10年,地质调查主流程信息化的方向和目标是什么呢?本文基于新一代信息智能技术和智能设备在地质调查数据采集、数据分析处理、数据交换传输、三维建模、信息泛在服务、业务管理全面深度融合的基础上,结合智能空间与普适计算概念给出了智能地质调查定义,提出了基于云计算和Hadoop生态体系为基础的天地空一体化的智能地质调查体系、架构和应用模式,并对其关键技术进行了讨论。     

基于实际材料图的三维断层模型动态构建方法

三维地质模型是地质调查信息表达从传统二维平面向三维空间转变的一次重大突破。中国正在开展的三维地质填图作为国家的重要基础地质调查工作部署,将调查与研究相结合,在推动三维地质建模从研究走向实践具有重大意义。三维地质填图过程中如何准确、快速地构建三维断层模型是其中的关键点及难点。通过对数字填图过程不同阶段数据源的分析,详细分析了实际材料图建立断层数据以及与野外路线数据的关系映射规则,提出并实现了由线及面的断层模型构建方法。该方法强调断层模型构建与业务流程的一致性、动态性和快速性,构建模型的数据源始于野外第一手资料,充分利用填图业务过程中不同阶段数据的关联、约束与继承关系,能够满足在填图过程中根据地质认识的深入快速、动态地重构模型的要求,同时也可根据直观的三维断层模型时时验证地质连图的合理性。算法已在实际野外三维地质填图工作进行了多次实验,获得较好的成果。实验说明,基于实际材料图的三维断层模型构建方法与实际业务过程同步,具有操作便捷性,可直接应用于三维地质填图的实际工作要求。     

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。     

基于云架构的中国地质调查信息网格平台关键技术研究与实现

目前中国地质调查网格结点体系已基本形成,初步实现门户的自治,结点资源与门户资源的共享与协同。随着信息技术的发展,以及云GIS、大数据、北斗等技术在网格平台中的开展、应用,从网格平台基于云架构体系升级入手,阐述了基于云架构非结构化地质数据存储与管理、快速搭建地质调查业务系统中间件和野外地质调查工作管理与安全保障服务等一系列关键技术的研究与实现,为网格平台的下一步发展提供了研究基础。     

天地技术合一的野外地质工作现代化模式

在无人、无通讯信号的艰险地区开展地质调查工作,其传统模式是小组独立作战,工作环境基本与世隔绝。由于卫星电话或电台在成本和使用上不便,使野外地质调查工作处在极其原始状态下,保障生命安全和地质工作调查精度困难极大。通过3S技术、IP通讯卫星技术与北斗系统、网格GIS和"云"计算技术的集成,构建北斗系统与网格组合的静动态4级组网模式和多种资源的协同技术,形成天地空技术合一的现代化野外地质工作+管理+安全保障的技术架构与智能地质调查服务模式。     

基于中国地质调查信息网格的“立体一张图”服务构建与应用

目前,中国地质调查信息网格通过"地质矿产一张图"实现了地表范围内地质空间信息的高度集成与共享,但是地下三维地质空间信息的集成共享状况对现有的数据发布机制、服务效率与共享能力提出了更高的要求。本文基于中国地质调查信息网格,在构建"地质矿产立体一张图"服务框架的基础上,从三维空间数据的组织管理着手,重点研究了多结点下的数据发布与发现机制、三维可视化与场景服务、多样化用户界面表达方式,实现了网格环境下三维地质空间信息的实时快速绘制和高效交互处理;并针对矿体三维模型和地质三维模型等,提供了信息集成与应用服务,取得了良好效果。     

中国地质调查信息网格平台的分布式空间数据服务技术

通过对中国地质调查信息网格平台中分布式空间数据服务关键技术的研究,提出了一套有效的空间数据共享与服务解决方案,并以全国重要矿产资源潜力预测评价网格应用示范为例,介绍了该方案的具体实施与应用过程。     

智能地质调查大数据应用体系架构与关键技术

地质调查数据主要由结构化和非结构化多样性的数据构成。由非结构化多样性数据文件组成的报告,由于技术原因,长期以来一直以传统的目录文件方式进行存储。这种存储方式导致数据的查询、统计、更新等操作不但低效,而且非常不利于检索、查询、挖掘等应用,使得数据服务能力极低。通过把Hadoop生态体系融入中国地质调查云平台架构,基于Hadoop HDFS和HBase存储架构,建立非结构化地质数据基础内容库存储组织模式,采用Lucene全文搜索引擎架和地质领域本体词库构建快速随机访问的索引文件机制,改变了多样化、碎片化的复杂地质调查非结构化数据的存储、阅读、搜索和应用模式,为智能地质调查提供精确、快速服务奠定基础。     

天地技术合一的野外地质工作现代化模式

在无人、无通讯信号的艰险地区开展地质调查工作,其传统模式是小组独立作战,工作环境基本与世隔绝。由于卫星电话或电台在成本和使用上不便,使野外地质调查工作处在极其原始状态下,保障生命安全和地质工作调查精度困难极大。通过3S技术、IP通讯卫星技术与北斗系统、网格GIS和“云”计算技术的集成,构建北斗系统与网格组合的静动态4级组网模式和多种资源的协同技术,形成天地空技术合一的现代化野外地质工作＋管理＋安全保障的技术架构与智能地质调查服务模式。     

高光谱标志性蚀变矿物组合在找矿预测中的应用研究——以东昆仑东—西大滩一带金矿床为例

青海东昆仑是中国重要的、极富潜力的多金属成矿带,发育有完整的造山型金矿成矿系列。笔者通过东昆仑成矿带东—西大滩研究区成矿地质条件分析,认为该区存在较好的造山型金矿成矿系列空间缺位。航空高光谱遥感异常提取表明,区内发育有菱铁矿、角闪石、绿泥石、绿帘石、白云石、方解石和长-中-短波云母等7类蚀变矿物,不同类型的蚀变矿物组合较好反映出区内构造带的展布。结合区内典型矿床地面ASD光谱测量,对不同地质单元、矿化带的光谱特征分析总结。提出该区金矿床标志性蚀变矿物组合为菱铁矿+中波绢云母+白云石,地表找矿标志为黄钾铁矾+褐铁矿化发育的脆-韧性剪切带。结合矿化蚀变带的矿物成分X衍射分析,认为金矿化受近东西向脆-韧性断层控制。进而,通过标志性蚀变矿物组合找矿预测技术对区内高光谱异常进行筛选及查证。指出在西大滩、五十八大沟一带具有剪切带型金矿床良好找矿潜力,并构建该区基于高光谱信息的金矿床找矿模型。