大数据背景下的数字地质填图

李彤 彭奎

摘要：本文是从进行数字地质填图工作中遇到的问题出发，针对性的提出了一些建议和部分解决方法，结合学科发展和大数据背景，论述了应用数字地质填图方法和技术对进行地质工作的重要意义，同时提出了基于地质调查智能平台的数字填图云平台建设的设想，探讨了进行数字地质填图云平台建设的必要性，阐述了进行云环境下数字地质填图对“智慧找矿”的推动作用。

关键词：数字地质填图;地质大数据;智慧找矿

现代地球科学技术的发展使野外地质调查工作的方法、技术和设备等都发生了新的变化，传统的地质填图已然不能满足现阶段对地质调查的要求，使其与现代化的地质调查技术相融合是必然的。现阶段数字调查系统及其应用软件虽经过较长时间的检验，各功能基本完善。但在实际使用过程中，发现其在很多方面还存在一些不足的地方。同时，数字化是地质填图发展的必然方向，而向三维发展则是更加长远的目标。因此，在紧紧依托传统的地质工作理论和方法，扎根于前人工作的基础的同时，应将其融入到现代高科技的大潮之中。基于现阶段地质调查系统，进行数字填图云平台开发建设，能够实现更加智能、高效的数字填图工作的同时，也能够有效推动数字填图技术的发展。

1 数字地质填图

计算机辅助区域地质调查，可以实现从野外数据采集到室内数据综合整理再到图件编绘与应用的全程计算机化。首先，数字填图技术可以提高区调地质信息的检索效率和利用价值的同时，实现彩色地质图的计算机辅助设计，并使这方面的工作向标准化、系化、专业化和实用化方向跨进一步;其次，可以让所获取的信息直接进入“基础地质调查信息系统”，成为“数字国土”的组成部分，为全社会服务;最后，可以实现本行业地质信息的计算机动态管理和动态处理，以及将来的立体区域地质填图打下基础。

2 地质调查数字化

数字调查是在国家新一轮国土资源大调查的大背景之下，要为国家的建设与发展服务。开展新一轮国土资源大调查的地质调查，目的是进一步提高国土地质研究程度，提高国民经济紧缺矿产资源潜在保证程度，为国民经济和社会可持续发展提供各类基础地质资料。为此，新一轮地质大调查的性质将是基础性、公益性和战略性的综合调查评价，其内容包括基础性地质调查、战略性矿产资源调查和地质灾害预警工程等。这是一项跨世纪的宏伟工程。无论从大调查的多方法、多目标、全方位以及成果的综合性、系统性看，还是从满足国民经济发展与社会进步的当前和长远需要服务的新高度上看，都有必要采用集“多S”集成化技术，功能强劲、标准化程度高的基础地质调查计算机辅助系统，以实现从野外数据采集，到室内综合整理、各种图件编绘的全程计算机辅助化。数字填图过程中采集到的基础地质信息和遇到的问题又可以为系统的内容设置、结构与功能的更新提供有价值的信息反馈，再结合国内外相关学科与技术发展的最新成果，可以使系统更具有适应性和可扩充性。

但随着计算机、网络和云计算等的应用和发展，整个社会已经处于大数据的背景之下，互联网+、大数据在每个行业都被提及、关注和应用。由于地质对象演化的时间漫长、空间庞大，各种地质作用影响因素众多，过程曲折反复，而且地质体深埋于地下，存在着“参数信息不完全、结构信息不完全、关系信息不完全和演化信息不完全”的状况，这种高维度、高计算复杂性和高不确定性更为显著。虽然地质大数据与社会和商业大数据有一定差别，但贴合4V特征：体量大而完整（Volume）、类型多且关联（Variety）和聚集快却杂乱（Velocity）以及价值大但稀疏（Value）。

3 基于地质调查智能平台的数字填图平台建设

近年来，中国地质调查局发展研究中心虽在强化数字地质填图系统智能化的基础上，对主要功能包括GPS定位导航、野外路线数据采集、地球化学数据采集、实测剖面数据采集等基本数据采集功能进行了改造升级，把数据采集的操作趋同于日常的手机操作。但还是存在问题，基于地质调查智能平台的数字填图平台建设，在移动通讯和卫星通讯网络服务支撑的基础上为用户提供在线或者离线的基础地理和地质智能位置服务，实现地质调查数据采集过程的数字+智能+信息化，开始了数据密集型地质调查工作模式，并提供智能空间技术支撑。基于地质调查智能空间平台，综合考虑数字填图需求，进行数字填图平台开发建设，能够实现更加智能、高效的数字填图实习的同时，也能够有效推动数字填图技术的发展。使用数字地质填图云平台，可以很方便地采用计算机网络技术，建设一个信息齐备而又功能完善的“基础地质调查信息系统”，推进“数字国土工程”的实施，为实现地质调查工作信息化与全社会信息共享奠定坚实的基础。

4 云环境下的数字地质填图与“智慧找矿”

科学找矿的内涵包括“理论找矿—综合找矿—定量找矿—立体找矿—智慧找矿”五位一体，智慧地矿是数字地矿的高级形态，是一种全新的地矿企业运行模式，代表地矿企业发展的未来面貌。中国科学院将“新一代数字地球”作为跨学部科学发展研究综合项目推荐，由郭华东院士负责，并联合信息技术科学部共同开展工作，这是一项综合性研究。中国地质调查局则启动了“地质大数据与信息服务工程”，拟构建“地质云”，以实现地质调查成果的及时服务，全面提升地质信息资源共享服务能力和汇聚与更新能力、智能化地质调查信息技术支撑能力、地质调查工作科学管理与决策支持能力等。采用大数据、物联网、云計算、数据融合、数据挖掘等技术，建立能自发感知的高度集成化的平台。

“大数据科学”成为一种新的科学范式。《美国地质调查局核心科学体系科学战略2013-2023年》提出“在科学发现中，数字式的方法途径并不取代传统方法，但它能补充、激活和改善传统方法。”随着科学技术的不断进步与发展，地质信息化研究过程中逐渐应用现代云计算以及物联网技术等方式。特别在大数据时代背景下，对地质信息化中涉及的信息数据采集、存储以及处理也提出了更高的要求，所以通过云计算与物联网技术的应用能够解决传统技术应用中存在的信息数据方面的问题。

数字地质填图是地质大数据来源的必要保证，是“智慧找矿”的基础组成。因此，进行云环境下的数字地质填图对“智慧找矿”的发展意义重大。

参考文献：

[1] 刘刚，吴冲龙，汪新庆.计算机辅助区域地质调查野外工作系统研究进展[J].地球科学进展，2003（01）.

[2] 董玉森，刘强，袁晏明，杨坤光.“后智能手机时代”的地质实践教学——以北京周口店为例[J].中国地质教育，2014（02）.

[3] 杜群乐，王占刚，杨洪军. 基于共享教学法的数字地质填图教学系统设计与实现[J].中国地质教育，2016，（03）.

[4] 李彤.基于大数据可视化的矿产资源基础信息显示辅助决策研究[A].第十五届全国数学地质与地学信息学术研讨会论文集[C].2016.

（作者单位：1.四川省核工业地质调查院;2.四川川核地质工程有限公司;3.北京吉威时代软件股份有限公司）