工作进展与研究成果

本项研究工作内容有以下几个方面：①系统调研与分析稀有金属矿产资源有关的最新进展和国内外研究现状，总结归纳稀有金属矿产资源研究与开发的发展趋势，研究富蕴县稀有金属有效开发的途径和规划。②运用地质异常成矿预测理论，系统分析矿田、矿床及矿体的控矿构造（包括导矿、散矿和容矿构造），进一步总结成矿规律。③运用地质—地球物理—地球化学—数学地质—遥感地质方法，进行矿区快速勘查与评价，优选新的找矿靶区。④应用三维地质模型定量评价方法进行隐伏矿体定位预测评价，确定新的找矿靶区。

取得的研究成果包括：

1）利用矿山三维数字模型，分析了矿区主要成矿岩体的形态、分布和稀有元素空间富集与分布特征，参考研究区高精度磁测数据的反演和解译，发现了3号脉岩体南部一个新的“草帽状”矿化异常，次一级岩体隆起部位与元素空间异常空间重叠好，建议这一地段成为下一步勘探工作重要靶区。

2）系统评价了矿区内Li2O、BeO的预测矿体的资源量及低品位矿石的资源量，按可可托海稀有矿山年30万t矿石的生产处理能力，仅预测矿体的资源量就能保证矿山15～20年的正常生产。

3）建立了集空间信息与属性数据于一体的三维数字矿山模型，实现了矿区地形地貌、岩体、构造、矿体、勘探工程、测试样品和高精度磁测解译成果等多元数据的三维空间查询、可视化和空间分析，为三维矿体预测与评价提供了技术与数据基础。

4）在区域地质—物探—化探—遥感数据库的基础上进行了区域稀有金属矿产资源综合预测与评价工作，划分了4个主要成矿区，初步圈定了相似成因矿床的找矿靶区。

5）开展了矿区应力场恢复和有限元模拟研究，确定了控矿构造的主要应力方向及期次。

遥感技术，即RS（remote sensing），遥感顾名思义，就是从遥远处感知，地球上的每一个物体都在不停的吸收、发射和反射信息和能量。其中的一种形式电磁波早已被人们所认识和利用。人们发现不同物体的电磁波特性是不同的。遥感就是根据这个原理来探测地表物体对电磁波的反射和其发射的电磁波，从而提取这些物体的信息，完成远距离识别物体。遥感是在航空摄影测量的基础上，随着空间技术、电子技术和地球科学的发展而发展起来的，它的主要特点是：已从以飞机为主要运载工具的航空遥感发展到以人造卫星为主要运载工具的航天遥感；它超越了人眼所能感受到的可见光的限制，延伸了人的感官；它能快速、及时地监测环境的动态变化；它涉及天文、地学、生物学等科学领域，广泛吸取了电子、激光、全息、测绘等多项技术的先进成果；它为资源勘测、环境监测、军事侦察等提供了现代化技术手段。概言之，遥感是运用物理手段、数学方法和地学规律的现代化综合性探测技术。

全球定位系统，即GPS（Global Positioning System），它是一个中距离圆形轨道卫星定位系统，可以为地球表面绝大部分地区提供准确的定位和高精度的时间基准。该系统是通过太空中的24颗GPS卫星来完成的。最少需要其中3颗卫星，就能迅速确定您在地球上的位置。所能接收到的卫星数越多，译码出来的位置就越精确。在汽车定位时，只需要在汽车上装一台比32开书本略小的“车载终端”就可以了。

在森林资源连续清查中应用GPS技术的优势：

1可直接按坐标确定样地的位置。

2解决了小比例尺地形图找明显地形地物为引点的难题。

3克服了地形图本身有误差、传统的罗盘仪引线测量引起误差以及其它因素造成样地定位不准的问题。

4定位精度高于罗盘仪引线定位，大大减少了野外作业时间和工作量，节省了时间，提高了工作效率。

地理信息系统，即GIS（Geographic Information System），是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学的发展而发展起来的一个学科，是一门集计算机科学、信息学、地理学等多门科学为一体的新兴学科，它是在计算机软件和硬件支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供对规划、管理、决策和研究所需信息的空间信息系统。

数字地球是遥感、数据库、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络及仿真虚拟等现代高科技的高度综合和升华，是当代科学技术发展的制高点。林业资源信息具有数据量大、种类多、来源广、结构复杂和获取成本高等特点，随着国家信息基础设施建设的发展，数字林业的发展是时代的要求，也是林业发展的必然趋势。

建立地理环境知识图谱通常需要从以下几个方面入手：

收集遥感影像数据：可以使用遥感卫星或飞机拍摄的影像数据，也可以使用已有的遥感影像数据库。

对遥感影像进行处理：需要对遥感影像进行预处理，包括去噪、校正、分类等 *** 作。

建立地理知识模型：需要建立一个地理知识模型，描述地理环境中的实体（如地形、土壤、植被等）和它们之间的关系。

建立地理知识图谱：使用地理知识模型建立地理知识图谱，并使用遥感影像为图谱中的实体进行标注。

使用地理知识图谱：地理知识图谱可以用于各种地理环境应用，如地形分析、土地利用规划、资源管理等。

需要注意的是，建立地理知识图谱的过程需要结合遥感影像的特点，进行相应的调整。

温雪茹 刘 冰 李银罗 翟国平

（中国地质科学院水文地质环境地质研究所）

摘 要 信息服务已成为 21 世纪各国地质工作的战略重点。本文对我国地质信息服务体系现状进行了深入的研究和分析，指出了存在的主要不足，并且对我国将要建立的地质数据集群系统做出了展望，指出应当在实现一站式服务的前提下，实现六个方面的主要功能，包括：完整的地质信息资源目录、丰富的网络在线资源、强大的信息加工处理和分析能力等。

关键词 地质资料 地质信息 信息服务 集群化

1 引言

地质信息是地质工作的主要成果，是广大地质工作者在基础地质调查、矿产勘查、环境（灾害）地质调查、海洋地质调查和地质科学研究过程中辛勤劳动的结晶，是对地球的物质组成、结构、构造及演化规律的认识和知识。地质信息是地质工作服务于经济社会发展的主要载体，是国土资源调查、规划、管理、保护、合理利用和国家重大工程建设的重要基础信息资源，对于缓解资源约束、保障经济发展、推进城乡建设、开展国土整治、防治地质灾害、改善人居环境等都具有重要的利用价值。

地质资料是地质信息的主体，指在地质工作中所形成的以文字、数据、符号、图形、图像、声音等方式记载的纸介质、存储介质，以及岩心、标本、样品、光薄片等相关实物。地质资料是对地质工作过程及成果的记录，具体包括成果地质资料、原始地质资料、图书期刊、实物地质资料和数据库等。

地质信息服务是主要以地质数据、信息和知识的提供与传播、地质信息处理以及提供软件服务为主要内容的信息服务[1]。进入 21 世纪以来，信息服务已成为各国地质工作的战略重点[2]。

目前全国地质资料馆、各省地质资料馆藏机构、六大地调中心和各省地调院以及广州海洋地质调查局、青岛海洋地质研究所、中国地质科学院、中国地质环境监测院、中国国土资源航空物探遥感中心、中国地质图书馆等单位构成了中国地质信息服务提供者的主体[3]。2011 年全国部、省两级地质资料馆藏机构的资源总量达 403 万种[4]，中国地质图书馆国内外地学文献资源量为 60 万卷（册），全国实物地质资料中心库存岩心长度150745米，标本10992块（数据来源于中国地质图书馆、中国实物地质资料信息网站）。目前我国地质信息服务现状是传统与现代并存、以传统为主的方式；存在的问题，主要表现在资源分散、数字化比例小、共享程度低、信息产品深度加工不够等方面。因而，中国地质调查局于 2010 年 3 月 1 日在全国地质调查工作会议上正式提出要加强“地质资料信息服务集群化产业化”。地质资料信息服务集群化，就是通过构建共享机制、搭建共享平台，汇集、整理、挖掘地质资料信息产品，延伸产品链，提供服务集中度，提高服务规模效益的过程[4]，将实现领域内应用层面的互通互联、资源共享和协同工作。

2 地质信息服务方式

21 传统服务方式

传统方式表现为借阅人到馆藏机构获取资料的模式。借阅人通过目录检索或者卡片检索，查询到所需资料后，需要到馆藏机构提取纸质资料阅览或复印或拷贝电子数据。网络目录检索和电子阅览室，在借阅过程中能够起一定的辅助作用，但没有从根本上改变传统模式。在传统信息服务方式中，信息服务提供者各自开展服务。客户为解决一个问题，常常需要从分布在不同位置的提供者处分别获得所需服务[5]。

22 现代服务方式

现代服务方式主要应用 WEBGIS、网格、数据库等先进技术，使用户能够便利地获取地质信息，主要包括信息提供服务、信息处理服务、软件提供服务，以及基于知识的咨询服务等。它的主要特点是用户通过运行在互联网上的系统，即可在任何位置上快速实现对所需信息的查找、浏览、评价、获取和利用，并不需要关心信息的存放位置。

221 集成的信息产品服务

中国地质调查局在“十五”初期开始实施我国基础地学数据库体系建设计划。该体系包括基础地学数据库和综合成果数据库两大部分，共 30 余个数据库，主要包括[6]：

（1）区域地质图数据库

全国 1∶5 万地质图空间数据库，全国 1∶20 万地质图空间数据库，全国 1∶25 万地质图空间数据库，全国 1∶50 万地质图空间数据库，全国 1∶250 万地质图空间数据库，全国 1∶500 万地质图空间数据库。

（2）区域水文地质图空间数据库

全国1∶5万重点城市及经济开发区水工环综合地质数据库，全国1∶20万数字水文地质图空间数据库，全国 1∶600 万水工环地质图数据库，全国小比例尺数字水工环空间数据库，地下水资源动态监测数据库。

（3）基础地质数据数据库

中国地层数据库，全国 1∶20 万自然重砂数据库，全国同位素地质测年数据库，全国岩石数据库（试建库）。

（4）全国矿产地数据库

原地矿系统矿产地数据库，全国地质工业行业矿产地数据库，中国铬镍（铜）钴铂（族）矿产地数据库（在建）。

（5）全国钻孔地质数据库（试建库）

（6）全国地球物理、地球化学、遥感数据库

全国 1∶500 万航磁数据库，全国 1∶100 万航次数据库，全国区域重力数据库，全国电勘查数据库，地质调查地球物理测井数据库系统（试建库），全国区域地球化学数据库，全国资源卫星遥感影像数据库，全国 1∶25 万标准图幅卫星影像数据库，全国物性数据库（试建库）。

（7）海洋地质数据库

我国 1∶100 万海洋地质数据库、我国海洋地球物理数据集。

（8）地质资料数据库

全国地质资料馆馆藏资料目录数据库，图文地质资料数据库，地质调查成果资料目录检索数据库，地学图书期刊类文献标题和摘要的网络数据库，地质调查与科技信息数据库。

（9）工作部署与综合成果数据库

地质调查专题图数据库（全国及大区各专业不同比例尺地质调查工作部署与工作程度数据），全国地质工作程度数据库，地学数据库元数据库。

10 余个国家级已建数据库通过运行维护管理，初步依照国家相关法规开展了社会化服务利用。数据发布方式分为在线和离线两种。中国地质调查局网站以中英文两种语言发布了元数据。据 2003 年 6 月至2005 年 6 月间不完全统计，地调局提供各类数据总量接近 100GB[7]。

222 网络在线信息获取服务

（1）中国地质图书馆网站（>

（2）全国地质资料馆网站（>

（3）中国地质调查信息网站（>

（4）国土资源科学数据共享网站（>

223 信息加工分析服务

中国地质调查信息网络提供了以下应用软件共享服务：①水质评价服务，面向不同类型的用户，提供水质评价的信息服务和软件共享服务；②地下水水位预测，利用动态观测数据，预测指定区域未来水位的变化情况；③网络环境下成矿信息提取与综合：使用证据权方法完成网络矿产综合评价过程；④常规计算方法的固体矿产资源评价方法软件共享服务。

224 专业软件提供服务

中国地质调查局组织研发的数字地质调查系统，是贯穿整个地质矿产资源调查完整全过程的软件，涵盖地质调查、固体矿产勘查、矿体模拟、品位估计、资源储量估算、矿山开采系统优化等内容，实现了地质填图、固体矿产勘查的全数字化过程。该软件系统由四大子系统构成：数字地质填图系统、探矿工程数据编录系统、数字地质调查信息综合平台、资源储量估算与矿体三维建模信息系统。

3 存在的不足

我国地质信息服务总体来说，虽然有了一定数量的数据资源，但是比较分散，没有形成完整的服务体系；有关服务的政策和机制不健全，尤其是缺乏公开服务的管理办法，责权利不统一。

31 集群化程度低

目前，我国地质信息产品不少，国家投资也比较大，但是一个数据库一个服务系统，没有完整的产品目录，多重注册情况严重，不能满足用户的一站式需求。

32 网络在线数据量少

目前，我国地质资料数字化比例较低。截至 2011 年底，全国各省（区、市）累计完成成果地质资料数字化总量 239 万种，数字化比例约 59%，其中全国地质资料馆累计完成近 6 万种地质资料数字化，数字化率 48%[4]。此为成果地质资料数字化情况。原始地质资料的数字化还未全面启动。信息资源的拥有量和能够提供在线服务的信息量也极不匹配，截至2010年，全国地质资料馆累计提供网络浏览资料14274种，当年馆藏总量为 11 万种[8]，提供在线服务的比例为 13%。

因此，造成网络在线数据量少的原因主要有三：一是地质信息的数据积累不足；二是地质资料的保密是一个瓶颈，需积极推进地质图地理要素非涉密化处理；三是政策机制不健全，公益性不够。

33 地质资料获取费用高

虽然我国的定价原则已经确定，但到现在也没有确定的公开的地质信息与信息服务详细的分类价格，这造成很多数据的服务受到限制，并且各地的收费不一致，有的收费偏高。

4 展望

地质信息服务应当在数据一体化管理和共享平台下，按照统一标准和存储规范，形成逻辑上统一、物理上分布的国家地质数据集群系统。集群系统应当在实现一站式服务的前提下包含以下主要功能：

（1）完整的地质信息资源目录。

建立全国范围内完整的地质资源检索目录，一方面包含地质资料和图书文献，另一方面包含各级馆藏机构和地勘科研单位长期以来积累的地质信息资源。在发达国家，USGS、GSC、BGS、GA 等都提供了完整的各类地学信息的目录查询检索系统，帮助用户快速便捷地检索到所需信息和数据。

（2）丰富的网络在线资源。

在发达国家，由于在线资源极为丰富，其地质信息网站的访问也十分活跃。以美国 USGS 为例，2005 年平均每月成功的服务请求达 2400 万次，经网上传输的数据量达 180 多 G。5 年间访问 USGS 网站的次数约 76260 万次，是在大约相同的时间内访问全国地质资料馆 CGS 网站次数的 600 倍[3]。在对地质资料信息网络获取率调查中，加拿大用户可以通过网络获取 29％的数据，美国可以获取 27％，澳大利亚可以获取 85％[5]。

我国地质资料解密工作研究，已部署在“十二五”地质资料信息服务集群化产业化综合研究中，为今后地质资料的在线服务提供了基础。

（3）强大的信息加工、处理和分析能力。

中国地质调查信息网络在这方面作出了示范。应用网格技术编制软件对地质信息进行加工处理，将在某些方面大大提高工作效率。网络技术最直观的优点之一便是超强的计算能力，它能够把一个集群的计算机连成一个局域型网络，形成一台超级计算机，大大提高计算效率。原先在单一 PC 上运行需要花费几个月时间完成的计算，在网格中运行一两天就能够完成。

（4）应用软件服务。

提供各种高性能的专业工具软件服务。

（5）敏感信息的实时发布。

天气预报、台风、地震波观测数据的实时发布，以及通过专用系统发布地震、海啸、火山喷发、台风龙卷风等自然灾害预警信息。

（6）提供科学咨询、决策分析、科普宣传与教育培训等服务。

5 结语

2009 年，中国地调局开展了地质资料信息集群化产业化研究，包括“地质资料信息集群化产业化理论”“地质资料信息服务集群体系建设”“地质资料信息共享与服务平台建设”等 13 个专题的研究工作。国土资源部确定在上海、山东、湖南、湖北、安徽和青海 6 省市进行试点工作[9]。在这些工作部署中，我们看到了我国地质信息服务的光辉前景。

参 考 文 献

[1] 国土资源部 国土资源部推进地质资料信息服务集群化产业化 [EB] >

[2] 姜作勤 地质工作信息化的若干问题 [J] 地质通报，2004，23（9/10）：839 ～ 845

[3] 尚武等 中国地质信息服务体系的现状、差距及对策 [J] 中国地质，2007 Vol34，No4：730 ～ 735

[4] 国土资源部 2012 年 05 月 14 日通知公告：2011 年度全国地质资料管理与服务情况

[5] 姚华军等 推进地质资料信息服务集群化和产业化的研究 [J] 中国国土资源经济，2009/09：4 ～ 7

[6] 姜作勤，马智民，杨东来等 地质信息服务体系框架研究 [J] 中国地质，2007，34（1）：173 ～ 178

[7] 中国地质调查局年鉴 2003，2004

[8] 国土资源部 2011 年 4 月 14 日通知公告：2010 年度全国地质资料管理与服务情况

[9] 国土资源部通报第 14 期 2009 年度全国地质资料管理情况

地理信息系统和遥感图像处理系统，都是使用计算机对空间信息进行 *** 作处理的技术系统，两者的结合是对资源和环境信息进行分析处理，实现对遥感数据、图形数据和属性数据科学管理的重要技术途径，是现代资源和环境信息系统的发展方向。但实现两者结合尚需解决几个难题，其中阻碍结合的主要问题是数据的获取和存储结构各不相同。遥感图像是一种栅格形式的数据结构，图像处理系统能处理栅格结构的数据，但栅格数据分辨率较低，很难用于绘制线画图; 而 GIS 使用的数据为矢量数据，它具有很高的位置精度。因此 GIS 与 RS 的真正结合，很大程度上取决于如何有效地实现把一种数据结构转换成另一种数据结构，即实现矢量到栅格以及栅格到矢量的转换。地理信息系统和遥感图像处理系统之间的接口还不很完善，缺少相互支持的变换标准是阻碍两者结合的一个重要因素。GIS 的类别与 RS 能够检测的类别不相对应，例如，由于分辨率的原因，卫星图像上被树木覆盖的小河就不能解译出来; 反之图像处理系统容易判别的一些类型又可能与地理信息系统描述的类别不相对应。在实际 *** 作中，GIS 与图像处理系统都是复杂的计算机系统，合成系统对设备要求更高，要求硬件高速、大容量并具备图像处理能力。

地理信息系统和遥感图像处理系统的结合主要有三种方式:

( 1) 地理信息系统和图像处理系统分开但平行的结合，是通过数据接口，使数据在彼此独立的地理信息系统和图像分析系统两者间交换传递 ( 图 10-6) 。这种结合是相互独立、平行的，它可以将图像处理后的结果送入地理信息系统，同时也能将地理信息系统空间分析的结果送入图像处理软件，从而实现信息共享。

图 10-6 分开但平行的结合

图 10-7 表面无缝结合

( 2) 地理信息系统和图像处理系统无缝结合，直接组成一个完整的综合系统 ( 集成系统) 。两个软件模块共用一个用户接口，实行栅格-矢量的串行或并行处理 ( 图 10-7) 。它应具备将地理信息系统的矢量数据直接进行图像处理，统一不同性质数据输入方式，误差分析及对遥感数据进行时态变化模拟的能力。

图 10-8 整体结合

( 3) 地理信息系统和遥感系统整体结合，两者组成一个统一的综合体，实现两者真正的结合( 图 10-8) ，这是一个长期的目标。该系统具有在层结构中协调栅格和矢量数据，允许进行综合的空间查询，同基于测量信息系统的结合，产生现实世界中实体的综合模型，并根据该模型确定相应的空间表示法等。当地理信息系统与遥感的结合以遥感为主体时，地理信息系统是作为基本数据库，用以提供一系列基本数据，来弥补遥感数据的不足，提高遥感数据的分类精度。这个基本数据库一般应包括下列两类数据:①图形数据库，包括地理基础要素、数字地形模型、地名库及汉字库; ②统计数据库，包括地球物理场、地面观测场、自然环境要素及社会经济数据。

值得注意的是，地理信息系统和遥感系统的结合并不是一个完全单向的 *** 作，地理信息系统的信息也可以反馈到图像处理系统中，增强和完善图像处理系统的功能。例如，利用地理信息系统的叠置功能，进行遥感影像与地理数据的信息复合，从而确定结构与目标( 如道路、水资源和居民点等) 之间的相互关系，这样就可大大地增强了作业人员的判读能力。

1可以从各种在线数据库中下载，例如：NASA、USGS、CDL、GLCF、Landsat等；

2可以从各种地质部门和政府机构下载，例如：国家地理信息局、卫星地球观测中心、中国地质调查局等；

3如果使用Google Earth Engine API，可以从其中下载遥感数据；

4可以通过购买或租用遥感影像服务，从而获取遥感数据；

5可以从政府计划和科研项目中获取遥感数据；

6可以通过学术会议和研究论文获取遥感数据；

7可以从私人公司和组织购买遥感数据；

8可以使用开源的遥感数据；

9可以使用社会化网络从用户中获取遥感数据；

10可以使用其他遥感设备，如无人机、气象球等，获取遥感数据。

以上就是关于工作进展与研究成果全部的内容，包括:工作进展与研究成果、什么是遥感、地理信息系统、全球定位系统简述三者之间的相互关系与作用。、如何通过遥感影像识别构建某方向地理环境知识图谱等相关内容解答，如果想了解更多相关内容，可以关注我们，你们的支持是我们更新的动力！