大数据时代地矿数据资源服务的关键技术探讨

陈 瑶

（江西省地质局第一地质大队，江西 南昌 330000）

随着网络发展，地矿数据资源逐渐信息化，地矿服务数据信息量也在逐渐增加，在这种背景下，国家已经将大数据发展作为新的战略[1]。地质调查工作不仅直接服务于国家，还对相关政府开展重大的地质工程合理决策有重要意义，也为维护社会利益提供服务保障。信息化的广泛应用逐步促使地矿数据发展为国家大数据的重要组成部分，具备了国家大数据的应用特点和经济社会广泛应用属性[2]。

在大数据背景下，各个资源整合的速度都非常高，矿产资源信息整合的速度也不例外，目前的增长速度已经达到传统增长速度的三倍以上，面对这种情况，急需利用科学技术，构建集成地矿资源平台，实现资源共享。除此之外，还需要根据目前地矿的发展状况[3]，结合矿产资源勘探企业的需求，积极进行服务管理，在保证目前各个企业需求的情况下，进行各种深度的地矿综合数据开发优化利用，根据现有的地矿数据信息资源，建立地矿数据资源共享服务渠道，提高数据资源信息的综合利用率，拓展信息服务模式。

1 大数据时代地矿数据资源服务现状

大数据时代，地矿资源服务数据的发展速度也越来越快，面临越来越高的资源服务要求，需要根据信息资源服务原则，培养专有的服务理念，促进地矿数据资源服务的进步。经过智慧管理，我国的地矿数据资源服务已经得到了初步发展，逐渐实现了初级发展目标，进行智慧化服务管理是区域经济发展、城市与社区基础配套设施体系建设、产业结构合理布局和区域生态环境体系建设的重要依据，为制订我国社会稳定发展总体规划，实施我国区域经济发展总体规划战略，需要优化我国矿产资源开发格局结构，为有效调控地矿资源，实现地矿资源综合开发、供应和利用布局，制定地矿资源发展战略规划提供科学依据。

随着找矿技术标准要求和深部找矿需求的增加，传统技术已经无法满足目前的找矿需求，需要应用电子信息技术，设计各种类型的找矿系统，如自动探矿系统，矿物信息勘测系统等，来提升找矿效率，满足如今的找矿需求。除此之外，还可以利用人工智能技术，实时分析矿产资源的变化状态，为设计矿产资源开采方案做基础。除此之外，还可进行综合研究，应用GIS进行三维矿层地质地理建模，根据建模情况，真实准确地还原地下矿区矿层地表、勘探地质线、勘查矿层工程、勘探矿层剖面、矿体、采空区等，科学地处理矿物信息，为找矿工作提供决策基础。

由于矿产资源的开采难度较大，非常容易受到方案规划和决策影响，因此在进行矿产资源勘探前，需要使用信息化技术进行实时决策，确保在地质动态变化中依然能准确探矿，除此之外，还需集中提高管理决策指导力，打破目前的决策窘境，提供及时、准确的地矿决策信息，提高地矿管理决策能力，推进绿色产业发展、循环经济发展、低碳环保发展。除此之外，创新地矿管理模式，开展全国地矿企业社会化信息服务，实现全国地矿信息技术资源共享，可为地矿创新拓展提供信息平台，推进万众企业创新、为创新提供政策支持。利用地矿信息服务宣传环保知识，还可增强人民土地资源保护意识，促进全民节能环保，养成健康安全、绿色环保生活思维方式。

2 大数据时代地矿数据资源服务关键技术探讨

2.1 一体化三维地质支持软件

在进行地矿数据资源服务管理时，需使用相关技术增加服务管理效率，其中最有效的方式就是设计一体化三维软件，搭建需要研究的数据转换平台，在该三维信息平台中，不仅可清晰直观地看到三位化的立体空间数据，还能根据三维立体结构状态进行模拟，评估设计的地矿方案效果，分析信息展示状态，同时对地上和地下的三维信息进行浏览。

空间三维动态可视化，是指直接在三维地质模型中进行各种地质力学问题量分析、矿产资源储量计算，以及自然资源量估算，还可对多种地学物理模型进行矢量剪切分析，如切片测量分析、切割测量分析、虚拟地下开挖测量分析、推进测量分析、钻井测量分析等，过程模拟三维动态可视化，是指直接在三维地质模型中，进行各种地质力学分析和空间模拟，如地下流动力分析模拟、成矿储藏地理动态分析、应力场地理动态模拟、地质自然灾害动态分析等，工程设计三维动态可视化，是指直接在三维地质模型中进行地下挖掘、隧道设计，实现决策三维可视化，可直接在三维地质模型中进行地质勘查、开发、设计地质勘察方案，进行多层次、多目标的评估和决策。除了上述的可视化，三维地理支持软件还涉及多目标地质综合模型对接集成算法，保证三维支持的可靠性。

2.2 多元空间数据融合

多元空间数据融合技术可构建理想的多空间管理数据库，实现一体化管理。该技术可在小型空间数据库中保存大比例空间，因此可使用计算机自动逐级综合的处理方式获得大型空间数据库。由于多元空间融合时使用了多种自动化空间表示技术，因此在进行转换时经常会出现比例尺混合问题。除此之外，地矿信息融合时会产生复杂的多维空间，需要使用人工干预，保证空间的统一才能实现数据储存管理。多元空间数据融合还具有多尺度性，需要综合编码，保证数据载入平滑，实现高效数据融合。

对于不同尺度的空间数据，可设计统一的数据信息管理系统，实现多元空间数据融合，还可应用动态主体管理技术，记录在变化状态下的空间地理信息，转变管理方式，实现动态管理。如果在融合数据中同时存在不同类型的空间数据，可采用动态坐标分析融合技术，统一进行分析管理，还可将数据集成，转化成统一的参考目标，实现数据的标准化传递。在多元空间数据融合时，需要注意数据的变化状态，由于数据来源不同，空间结构可能也具有较大差异，因此一旦底层数据发生变动，各个数据的变动方向也会发生改变，面对这种情况，需要采用动态转化法，将所有的数据转移到同一个空间，并利用同一空间坐标的变化，进行实时分析，在该坐标系上需要先标注出数据转化后的初始位置，方便后续的数据动态改变。除此之外，所有数据分析和编辑处理的最终结果都需要按照原有的参考体系进行保存。

2.3 地矿大数据管理

在地矿数据资源服务管理中，地矿大数据管理技术也十分重要，由于结构化的时空数据、半具体结构化的时空数据和非具体结构化时空数据难以并存，因此，大数据管理技术提出了一个同时适用于所有具体结构化的时空数据储存空间，在该储存空间中，由半具体结构化时空数据和非具体结构化时空数据共同构建了技术框架，该储存空间的建立为推进大数据发展提供了重要的理论基础和实践支撑，能实现大数据的实时融合、分析、挖掘和推广应用，在地址框大数据管理时，需要建立一个符合数据管理逻辑的数据模型，使其不仅能兼顾各种地质空间数据的实时管理，还可同时支持多个地质传感器观测和地质信息的可视化表达，是一种面向地质动态管理的综合时空数据模型，该模型的示意图如图1所示。

图1 模型层次示意图

如模型层次示意图1所示，在数据模型的理论基础上，从设计理论、技术手段到商业实践都要进行综合性的探讨和系统构建。大量的遥感矢量影像空间数据、遥感影像处理数据、属性点源综合数据都应当以矢量集中分布式结合的手段来构建点源综合数据库，除此之外，还应当改变以图幅和数字表格为管理单位的矢量数据管理方式，解决以往矢量数据管理工作复杂、数据安全性差的现实问题。

2.4 时空数据挖掘

时空数据挖掘技术主要通过建设数据仓库进行数据挖掘来实现数据集成。建设地矿数据仓库的目的是解决地质勘查数据采集管理中存在的问题，因此，需要在构建各类型地矿数据库的基础上，汇总并整合多区域的数据资源，建立一种多维度、多区域的地理空间数据分析管理模式，为矿产资源数据挖掘勘察、信息资源融合决策做基础，时空数据挖掘在实现地矿资源评价时需要依靠数据管理平台，搭建符合资源评价要求的数据管理模块，为实现数据整合做基础。

为实现信息共享，提供社会化服务，需要进行网络连接，实现数据存储，还需实现远程数据交换，真正实现一站式集成服务、数据共享。为此，需要不断创新，打破单技术学科、单技术主题的学科数据组成方式，进行多技术学科、多学术主题、多学科模式的数据协同，用全新的方式进行数据重组，在原来的数据基础上不断改进，实现学科数据有机融合。只有构建一个面向不同客户、结构形式统一、语义一致、逻辑集中且易于分析的地矿数据仓库或数据分析集市，才能实现基于数据仓库或基于数据分析集市的多级别、多向数据查询分析，应用地质数据挖掘技术，地质分析专家能更方便、快捷地进行不同形式的数据分析，做出更全面、科学的地质评价和分析决策。

3 结语

综上所述，目前，信息化时代已经来临，大数据信息技术的广泛应用可为我国的地矿资源信息服务管理带来新的时代变化，面对大数据背景，需各个企业积极采取信息化手段，研究新的资源服务技术，开发资源一体化的三维立体地矿管理软件，实现多空间的数据资源融合和三维时空数据资源管理，更快地实现我国地矿资源数据共享，完善地矿社会化信息化服务。