初论大数据时代地质资料信息集成与服务

黄少芳，刘晓鸿，孙　玲，朱青峰

(中国地质大学(北京)，北京 100083)

初论大数据时代地质资料信息集成与服务

黄少芳，刘晓鸿，孙玲，朱青峰

(中国地质大学(北京)，北京 100083)

摘要：在大数据时代，信息化和云计算的迅猛发展给地质资料管理利用、数据加工处理与信息集成服务带来深刻变化，地质数据与地质档案工作面临着大数据的挑战和变革。本文结合当前地质资料与档案信息化现状和发展趋势，探讨了基于大数据的数字资料档案馆及知识服务体系的创新与发展，培育建立智慧数据档案体系的大数据-大档案-大服务的新理念和新机制。

关键词：大数据；地质资料；智慧档案馆；信息化；知识服务

在当今数据管理创新的大数据时代，数据强国、数据治国已经成为国家层面的大数据国家战略，数据成为国家资产、创新前沿，对数据与信息资源的开发利用成为国际竞争以及显现国家科技实力的重要方面。在信息技术跨越式发展的当今，我们的生活和工作与信息化的发展已经密不可分，随着计算机技术全面融入社会生活，信息量爆发式增长，数据越来越大，数据的概念和内涵已经发生演变，继云计算之后，大数据成为业界关注的焦点，并引发信息领域的变革与发展。在当今大数据时代，地质资料与档案工作正面临新技术的挑战和实践创新的发展机遇，大数据时代的大档案是推进地质资料与档案信息化和现代化的重要契机，需要地质资料管理与档案工作者思考探究新形势下地质资料与档案信息化发展问题，创新发展资料档案工作新理念、新模式，以更高的水准服务社会。

1档案信息化发展的需求与面临的挑战

1.1大数据时代背景与档案信息化发展需求

当今信息技术发展日新月异，大数据将我们带入一个以PB(1024TB)为单位的数据信息新时代，大数据成为全球信息行业关注的焦点，其内涵并不仅仅限于数据规模大，还包括数据的速度快以及数据的多样性。2011年5月，麦肯锡全球研究院(MGI)发布了一份关于大数据的报告《大数据：创新、竞争和生产力的下一个新领域》，2012年3月，美国政府启动了《大数据研究和发展倡议》科学计划，旨在提升政府收集、分析萃取海量数据和利用数据的能力，这标志着大数据已经成为当今社会的重要时代特征。当前，档案已具有数据存储类型多，数据结构复杂、数据种类多元性与数据规模超大性等特点，在大数据时代以档案保管、利用与开发为己任的档案机构，如何提高档案数据处理能力，建立知识发现及新型服务体系，是地质资料与档案工作面临的挑战，更是提升资料档案信息化水平与服务能力的机遇。

1.2应对大数据的挑战和机遇

通过对海量、动态数据的有效集成，运用大数据技术实现社会治理的精细化和科学化发展，并有效节约社会治理的成本，在全球范围引起世界多个国际组织以及众多发达国家的关注。大数据时代的数据存储与数据处理给信息化的发展带来变革，信息技术的发展演变了数据匮乏到数据泛滥的转变，也给数据的应用带来新的挑战和困扰，如何从海量数据中高效获取有用数据并进行加工处理从而提取信息变得愈加困难。在大数据时代，伴随移动互联网、物联网、云计算的发展，数据的增长越来越大、越来越快、越来越复杂，对数据的深度需求促进大数据的时代变迁与技术革命，数据成为一种新的经济资产和价值创造形式，数据特性的演变和发展，催生信息技术进步和档案信息化的变革。

2大数据背景下地质资料信息化发展趋势与关键技术

2.1数字档案馆建设是资料档案信息化发展基础

基于大数据时代的数字档案馆建设是资料档案信息化发展的基础，数字档案馆是以知识服务为理念，以数字资源为工作对象，采用先进的技术，将多元异构的档案数据资源进行整合与集成，使之能够有效地被保存、发现和获取，在一体化管理系统支撑下，将这些档案数据以封装的标准数据服务或直接访问接口提供给门户系统以及其它应用系统，向用户提供数据信息服务。构建档案信息一体化管理系统是数字档案馆的核心和关键，由档案采集体系、资源管理和服务体系构成档案信息化的主流程业务体系，同时还包括基础设施、数据标准、法规政策和组织机构等构成保障体系。

2．2向全方位拓展，从数字化向智能化发展

面对大数据时代的大资料、大档案与大服务，地质资料与档案的知识管理和知识服务使数字资料档案馆发展进入一个新的高层次发展阶段，也是资料档案工作顺应时代发展的必然取向。地质资料与档案工作需要从地质资料与档案数据集成、数据管理向数据挖掘、数据分析与展现等方向进行全方位拓展。

大数据时代是数据驱动的智能时代，伴随数据挖掘和分析技术的发展，资料档案信息化进入基于大数据的智能化时代。无论是信息、知识还是智能，在大数据时代，都是以数据为载体存在的，数据是对客观世界的记录，数据是信息的基础，信息是知识的来源，对知识自动判别即是智能。面对大数据时代的大资料与大档案，通过数据的开放、整合和分析，发现新的知识、创造新的价值，为社会带来大智能和大发展。大数据时代资料档案的产生、应用和转化构成智慧型资料与档案数据链“数据-信息-知识-智慧”。

2.3建立智慧档案服务平台

基于物联网、云计算等新一代信息技术，大数据时代的智慧档案馆是档案信息化发展的高级形态。智慧档案馆是应用新一代信息技术及相关工具和方法，通过人机交互，最大限度地提高档案资源的整合建设能力和开发服务能力。智慧档案馆的交互方式是多模态的，是用户在不同的环境下以不同交互方式无缝的结合。建立智慧档案服务平台，实现地质资料与档案的信息化管理、专业化挖掘、智能化应用，从而为社会创新和社会发展服务。

2.4地质资料与档案信息化发展的关键技术

传统意义上的数据是赋值的数字，大数据时代的数据内涵和概念扩展为数字和信息的统称，其主要特征包括以下几个方面。①量大。数据存储量大、计算量大。②样多。数据来源多、格式多。③快速。数据增长速度快、处理速度快。大数据分析采用的模式识别技术、图文转换技术、语义分析技术、地理信息技术等成为关键技术。基于大数据的数据信息分析与处理、发展档案信息化面临的主要技术有以下几个方面。①大数据技术。包括数据采集技术、数据存取技术、基础架构技术支持(云存储、云计算、分布式文件系统等)、计算结果展现技术。②存储技术。包括结构化数据、非结构化数据(图片、视频、音频等)和半结构化数据存储。③分析技术。对海量数据进行分析、处理和集成，找出原本看来毫无关系的那些数据的关联性以支持我们做出的判断，包括数据处理技术、统计和分析技术、数据挖掘技术、模型预测技术。④计算技术。因结构变化导致计算模式变化技术。

3基于大数据的数字/智慧档案馆及知识服务体系探讨

3.1基于大数据的数字/智慧档案馆架构

传统的资料档案工作流程包括收集、整理、保存、利用四个环节，资料与档案利用直接采用原始数据。面对大数据和资料档案信息化，数字/智慧档案馆的建立要基于以下六大体系的建设。①接收体系：以实体资料与档案馆为接收中心建立所有数字资料与档案接收平台。②鉴定体系：对所接收的资料与档案进行系统的价值鉴定。③存储体系：所有数字资料档案集中存储在实体资料档案馆。④分类检索体系：数字资料与档案资源聚合程度高，分类检索方便、准确。⑤一体化管理系统：对所有数字档案分门类、分权限建立统一管理与服务平台。⑥安全体系：以实体馆为中心建立安全管理系统。

3.2创新发展知识服务型智慧档案馆

大数据时代的地质资料与档案工作将面向社会化、多元化、开放性和先进性发展，智慧档案馆将成为集文化、教育、信息和知识服务于一体的文化中心。应时代发展要求，将信息服务提升到知识服务层面，知识服务将成为智慧档案馆的服务主体。知识服务是智慧档案馆新领域服务功能的拓展，基于知识管理的智慧档案馆是未来的发展方向。

智慧档案馆知识服务是一种面向用户型的知识服务系统，它是在对显性知识组织的基础上，利用先进的隐性知识挖掘工具，对于隐性知识的提炼和组织，实现有一定深度和知识含量的服务。作为信息管理的升华，建设基于知识管理的数字档案馆，由信息管理型数字档案馆向知识服务型智慧档案馆发展，不仅要建立具备数字化、网络化、信息化的一体化管理系统和先进的在线应用服务功能，还要引入知识管理理念，以数据仓库与数据挖掘技术和理念为依托，在知识发现、知识应用和知识交流共享等服务功能进行进一步的拓展，针对用户需求提供深层次个性化的知识服务，创新发展智慧档案馆知识服务体系。

3.3智慧档案馆知识服务体系探讨

构建基于地质资料的智慧档案馆知识服务体系，是以地质资料和档案知识挖掘与开发为手段，以资料档案知识应用和知识创新为目标，资料档案馆由对信息资源的收集、处理、传播和开发利用转向对知识资源的获取、组织、创新和开发利用，用知识服务提升地质资料与档案工作水平和服务能力。

知识服务特点和对象。知识服务是基于专业化、个性化、时效性的服务，是在充分挖掘用户需求的基础上，进行知识创新，提高解决问题和科学决策的能力。知识服务的对象往往是决策机构和研究组织等，它以信息的搜寻、组织、分析、重组等知识开发为基础，向用户提供知识应用和知识服务。

知识服务内容。①知识挖掘：指根据用户需求，对大量数据信息进行分析，提取有潜在应用价值的信息，发现隐含知识。②知识组织：在知识捕获和预处理的基础上，对其进行精简和提取，发现有用知识，并对其进行有序组织，形成有独特价值的知识产品，实现其在社会知识创新、知识扩散和知识应用链条上的独特价值。③知识开发：针对用户需求，通过档案编研和档案知识整合加工，对各种层次和范围的知识信息进行深层次加工，发现知识的内在联系，通过智力劳动形成具有独特价值的知识方案和知识产品。④知识共享与交流：包括参考咨询服务，信息定制推送服务和个性化增值服务等。

4结束语

当今，知识竞争和知识创新是大数据时代特点，未来的竞争是知识生产率而不是劳动生产率的竞争。在大数据时代，公共决策最重要的依据将是系统的数据。数字/智慧档案馆作为知识管理、知识开发和知识服务机构，要适应时代要求，加强对地质资料与档案数据信息的有序组织和统筹管理，开展数据挖掘和知识服务，发挥地质资料与档案的知识价值，提高资料与档案部门的知识创新能力。面对大数据时代的大档案与大服务，档案管理理念将由过去以“藏”为主向以“用”为主转变，从“被动服务”向“主动服务”转变，资料档案管理将从收藏管理向知识管理转型。创新发展具有知识服务的智慧档案馆，需要进一步解放思想，建立基于大数据的数字资料档案馆的知识服务创新模式，增强在大数据时代的社会竞争。地质资料与档案信息化需要从资料档案数据集成、数据管理向数据挖掘、数据分析与展现等方向进行全方位拓展，建立和发展“用数据来说话、用数据来管理、用数据来决策、用数据来创新”的数据文化，才能进一步提升大数据时代数字/智慧档案馆的服务能力。

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山特维克CH890&CH895生产性能大幅提升

山特维克CH890

2011年，山特维克在现有型号基础上，推出新型CH890与CH895圆锥破碎机，作为旧型号CH880的替代者，成为了第三代山特维克圆锥破碎机的新代表，体现着山特维克单缸液压圆锥破碎机的新技术水平。

其中，CH890专为中碎设计，将单台设备处理能力发挥到了极致；CH895专为细碎和顽石破碎设计，使破碎产品的细粒级含量得到大幅提升。自其登陆中国市场伊始，就受到广大矿山用户的强烈关注，至今已在中国区销售十数台。

2015年初，我们对使用山特维克CH890和CH895的三家公司做了回访，进行了数据统计和分析。攀钢集团朱家包包铁矿(即攀钢兴茂矿产品综合利用分公司)位于四川省攀枝花东区银江镇五道河村，其表外矿破碎项目使用3台CH890作为中碎，表外矿是指品位介于地质边界品位和最小工业品位之间的块段。设计年处理表外矿800万t，原矿0～350mm，经破碎后的产品为0～40mm，其中2台运行，1台备用，目前该系统的实际处理量约2500t/h(产品量)。

攀钢集团白马铁矿位于四川省攀枝花米易县白马镇，白马选矿厂共有4个破碎磨矿线，其第一破碎磨矿线在2012年进行技术改造，改造后使用2台CH895和1台CH880作为细碎，形成2用1备的配置。中碎仍使用2台老款CH880圆锥破碎机，1用1备，破碎系统的设计年处理量为650万t。

经测试，CH895的在白马铁矿的单台处理量上限约每小时900～950t，同等设置下的合格产品量比CH880提升了20%左右。

洛钼集团三公司选矿厂，位于河南省洛阳市栾川县，该公司于2013年采购1台CH895，替代原有的1台CH870，对其钨钼矿石破碎系统进行扩产改造。同等条件下换算，改造后的新系统的合格产品量比之前提升了25%左右。

是什么改进使得CH890与CH895相比于旧型号有如此大的提升？首先，CH890和CH895分别针对中碎和细碎进行了特殊设计，这些细节包括臂架帽、臂架横梁、上架体等，都在CH880的基础上进行了加强和区分设计。使得CH890能力更大，而CH895产品更好。其次，设备装机功率由原来的600kW增加到了750kW，由于设备强度的提升，使得运行功率可以在安全范围内相应提高，更大的功率保证了更大的破碎力。而在过铁系统上，采用了电控释放阀E-Dump来代替原有的机械释放阀，使得设备对于过铁的反应速度得到数量级提升。关于液压润滑系统采用了外部回油过滤系统，使得油品过滤更彻底，液压部件寿命更长。另外，全新的外部泄压阀和正压防尘系统使得设备运行更顺畅安全。

山特维克CH895

美卓VTM1500立磨助力庙沟铁矿工艺改造

2014年，庙沟铁矿展开了“提铁降硅”的技术改造项目，经过多方考察，最终决定引进一台美卓VTM1500立磨替代原有的三段球磨机。在庙沟铁矿和美卓现场工程师的共同努力下，庙沟铁矿的工艺改造顺利实施，并成功实现技术改造目标，即在原有条件下，可生产出质量更高的铁精矿产品。

受全球钢铁行业影响，铁精矿价格低迷不前。国内铁矿企业纷纷寻找利润增长的突破口，力争实现企业销售逆转。磨矿环节一直是选厂的能耗大头，制约着铁精矿的生产成本。美卓VTM1500立磨可优化磨矿流程、节能降耗、提高磨矿细度，是钢铁企业实现利润突破不可多得的利器。

位于秦皇岛市青龙满族自治县祖山镇的河北钢铁庙沟铁矿，年生产铁精粉达80万t。原磨矿系统采用阶段磨矿选别工艺，其中一段磨矿为4台2.7×3.6m和1台2.7×2.1m球磨机；二段磨矿为1台3.2×5.4m和2台2.7×3.6m球磨机，三段磨矿为1台3.2×5.4m和1台 2.7×3.6m球磨机。原三段磨矿细度-325目含量为71%～73%，铁精粉品位65%，平均回收率87%。众所周知，磨矿细度直接影响有用矿物的单体解离度，进而影响产品的指标。庙沟铁矿通过对再磨工艺的改造，有效提高了有用矿物的单体解离度，生产出指标更高的精矿产品。

指标提升价值

“VTM1500替换三段球磨后，磨矿细度-325目由原来的71%～73%提高到88%～90%，铁精粉品位从65%提高至66%，平均回收率也由87%提升至89%以上，同时二氧化硅含量降低了1%。精矿指标的优化提升了精矿等级，从而帮助我们提高了铁精粉产品的价格，增加了选厂收益。”庙沟铁矿技术改造项目总负责人、磨选车间主任张润身介绍道。

据了解，迫于低迷的钢铁行业形势，庙沟铁矿之前的选矿成本高于铁精矿售价，企业运行压力巨大。项目改造顺利实施之后，庙沟铁矿的选矿成本已与当前铁精矿售价基本持平，在当前市场形势下，仍可保证企业的正常生产。通过引进美卓VTM1500立磨，庙沟铁矿成功实现了技术改造目标，为其顺利渡过当前市场困境奠定了基础。

节约便是利润

与球磨机相比，立磨具有能耗低、磨矿介质消耗低且占地面积小等特点。“若达到目前的磨矿细度，我们需要规格更大的球磨机，但是厂房空间有限。美卓立磨不仅体积小，而且安装便捷。我们只用两周时间便完成了设备安装工作。现在，VTM1500立磨在85%的运行负荷下，能够实现产能2300t/d；原有的2台高耗能球磨机被我们淘汰，可实现节约电能30%。”庙沟铁矿选厂磨矿车间技术员张建康说道。

此外，庙沟铁矿磨矿生产中所应用的各类钢球成本约6000元/t，应用VTM1500后，其处理原矿所需的钢球消耗由原来的0.8kg/t 降到0.3kg/t，磨矿介质消耗降低了60%。按照年产80万t的精矿计算，仅在磨耗介质方面每年便可节约约240万元。

让工作更简单

VTM1500自2014年12月29日投产至今，已持续运转7个月。经过庙沟和美卓服务工程师的共同检查，铲靴衬板的磨损情况良好，保守估计还可以再用3个月。美卓专利衬板的超长寿命，保证了立磨机的开机作业率高达98%，同时减少了日常的维护成本。庙沟选矿张建康说：“美卓拥有高效的自动化控制系统，现如今我们只需一位工人便可完成立磨的运行操作。另外，与嘈杂的球磨机车间不同，这里的工作环境更加安静。而且与之前相比，美卓VTM1500立磨在降低能耗、节省人工以及改善工作业环境及方面的优势十分明显。”

美卓VTM1500 installed in Miaogou Iron Mine

Discussion on geological data integration and services in the Big Data Age

HUANG Shao-fang，LIU Xiao-hong，SUN Ling，ZHU Qing-feng

(China University of Geosciences(Beijing)，Beijing 100083，China)

Abstract:In the era of big data，with the rapid development of information technology and cloud computing，some changes are taking place on geological data and archives’ data processing and services，both geological data and archive management are facing the challenges and changes.Combined with present condition and development trending of current file Informatization，it discusses the construction of digital archives and its knowledge serves system based on the big data，proposes to build the new idea and mechanisms of big data-large files-big services of wisdom archives in this paper.

Key words：Big Data；geological data；wisdom archives；knowledge services

收稿日期：2015-05-12

基金项目：北京市档案研究会项目“数字档案馆信息资源及安全研究”资助(编号：2012002)；中国地质调查局地质调查工作项目“全球矿产资源勘查开发形势跟踪分析研究”资助(编号：1212011120353)

作者简介：黄少芳(1969-)，女，讲师，硕士，从事地质资料档案管理与信息化研究。E-mail：Huangsf@cugb.edu.cn。

中图分类号：G272

文献标识码：A

文章编号：1004-4051(2016)02-0170-03