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地球化学数据库

发布时间: 2023-03-14 01:27:31

❶ 地质矿产部地学信息系统的现状与发展

姜作勤

(地质矿产部科技司技术处,北京100812)

摘要地学信息系统是地学现代化的基础,是国家信息基础设施的重要组成部分。地质矿产部地学信息系统的开发始于70年代末期,经过近20年的努力,建立了一批地学数据库,自行开发了固体矿产勘查评价自动化系统KPX和彩色地学图件编辑出版系统MAPCAD。这两个系统已在全国范围内推广应用。MAPCAD使彩色地学图件的出版从数据采集、编辑修改、打样、分色直至生成制版胶片的全过程在微机上实现了计算机化,从而从根本上改变传统工作方式。同时,自行开发了工具型基础地理信息系统软件MAPGIS。目前,一批MAPGIS的应用研究项目,涉及矿产资源评价、水资源调查、地质灾害评价、区域地质调查、土地利用评价以及综合管网等领域,正在实施。

本文包括两部分:第一部分阐述地学信息系统的现状与特点,第二部分关于系统将来的发展。

关键词地学信息系统数据库计算机辅助编图数字制图地理信息系统(GIS)

1现状和特点

1.1建立了一批地学数据库和信息系统

地矿部信息系统的建设始于70年代末。1979年由北京计算中心承担开发了1:20万化探数据库。经过近20年的努力,在地质、地球物理、地球化学、矿产资源评价、地质环境、矿产勘查开发管理等领域建立了各类地学数据库100多个。主要包括:全国矿产储量数据库NMRD、全国地球化学数据库NGCHRD、全国重力和高程数据库NGED、全国航磁数据库ARMD、找矿信息系统MAGAD、全国地层数据库STRL、石油地质和钻孔数据库PGDH、全国地质图书馆管理系统NGLMS、1∶500000简化地理底图库FGGI、地学基础软件库FGSL以及地矿部地学数据库字典GDBD。这些数据库的主要参数见表1。

表1主要地学数据库

1.2固体矿产勘查评价自动化系统KPX初见成效

为改变固体矿产勘查评价的传统手工工作方式,1989年由地质矿产部立项、联合国开发计划署援助开发了固体矿产勘查评价自动化系统KPX。系统包括野外钻孔编录数据的采集、数据管理、矿体圈定、储量计算、绘制勘探图件等5个子系统,主要功能如下:

——制定了矿产勘查评价的标准化数据字典和数据采集格式;

——系统可自动生成图例花纹;

——绘制复杂的钻孔柱状图;

——支持矿产资源评价的传统的和地质统计学的方法:块段法、剖面法和克里金法;

——系统在PC平台上运行。

该系统已在全国各省局的30多个项目中推广使用,大大提高了工作效率。

1.3计算机辅助彩色地学图件编辑出版系统MAPCAD正在从根本上改变传统工作方式

图件是地质工作成果的主要表现形式,是为社会经济发展服务的重要手段,在地学领域中具有特殊的地位和作用。采用传统手工方式,一幅中等复杂程度的彩色图件的出版需要经过十几道工序、花费1年或更长的时间。这种状况很难满足国家经济发展的各个领域对现时性地学图件的需求。

MAPCAD是具有自己版权和35万行语句的大型应用软件。1993年初,由中国地质大学(武汉)开发成功。系统首次在普通微机上实现了彩色地学图件从输入、编辑、信息处理、校样、分色挂网直到输出制版胶片全过程的计算机化,可输出符合公开出版精度和质量的包括最复杂的彩色地质图在内的各类地学图件。它是我国第一个,而且迄今为止也是唯一一个投入市场得到广泛应用的彩色地学图件电子出版系统。1994年9月,第一幅复杂彩色印刷图件——1:350万云南地质图作为试验图件通过了验收。来自地质、编图、制图、图件出版和计算机制图领域的专家们一致认为,MAPCAD在色彩、精度以及在细节的表现能力等方面已完全可以满足彩色地学图件的出版要求。

(1)MAPCAD的功能和特点

——以Windows为平台,采用C++语言开发,用户界面友好,使用方便;

——具有扫描仪输入和数字化仪输入等主要输入手段,可接受DBASE、Foxbase等数据库的数据,具有完备的错误、误差校正方法;

——具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力;

——地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理多达数千幅地图;

——采用矢量数据和栅格数据并存的结构,两种数据结构的信息可以有效、方便地互相转换和准确套合;

——具有功能较齐全、性能优良的空间分析功能,以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力;

——提供开发函数库,可方便地进行二次开发;

——具有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言PostScript接口,可输出符合地图公开出版质量要求的图件,并具有能自定义的灵活的报表输出功能。

(2)MAPCAD的推广应用已取得巨大的成功

数字制图的实践已经证明与传统手工方式相比新技术的巨大优越性:

——将彩色地学图件出版的工序由12道减少到5道;

——大大提高生成率:对新图件,比传统方式快3~5倍,对修编图件,提高10~20倍;

——降低成本:平均降低三分之一;

——实现数据共享:数字数据可重复使用。

现在,系统的应用越来越广,从1993年初系统发布以来,已在全国(除西藏和台湾)各个地区安装700多套,并已出口朝鲜。覆盖20多个应用领域,不仅涉及地质矿产、石油、煤炭等地学领域,而且包括交通、铁路、城市规划和管理、灾害与环境、旅游等领域。采用该系统已生产出几千幅彩色地学图件。包括采用全数字制图技术生产的全国第一批图集,如:《大连甘井子区土地利用图集》、《河北省土壤图集》、《全国高速公路图集》、《中国海洋区域地质和地球物理图集》等。1:1200万《中国地球物理图集》、《中国矿产图集》已完成制作。《中国地质图集》正在制作。

为国际岩石圈全球地学断面项目制作的阿尔泰-台湾和广州-巴拉旺等地学断面图在国际会议上受到了国内外专家的好评。

为一批国家重大项目制作完成了成果图件,如全国土地利用总体规划图、欧亚大陆桥中国段的沙漠化程度图、全国地表水资源分布图等;为第30届国际地质大会制作了1:500万“中国波浪状构造图”和“中国非金属矿床成矿地质图”,“亚洲水文地质图(6幅对开)”。其中,最大幅面是九幅超全开的1:500万欧亚地质图。

系统的应用大大促进了彩色图件编辑出版的技术进步。主要表现在以下几个方面。

——以传统制图工作方式不可想象的高速度完成突发性地图制图任务。表2是几个典型的实例。

表2在突发性地图制图任务中,创造了传统方式不可想象的高速度

——在改变彩色地学图件出版的传统工作方式中取得了重大突破。数字制图技术已被广泛应用于地质制图,特别是1:50000区域地质调查图件的生产。区域地质调查工作是我国一项长期的战略性基础地质工作,区域地质图是工作成果的主要表现形式。现有几百幅图件等待出版。经过研究与试验,主管部门已决定采用MAPCAD,研究了采用数字技术的工艺流程,建立了图例、花纹、线型、符号和色标库。现在,已制作了至少100幅数字地质图。

——新技术的应用带动了新产业的形成。到1996年7月底,已有50多个公司使用MAPCAD生产各类数字图件。

1.4地理信息系统的开发应用前景喜人

众所周知,地理信息系统是地学领域专家的有力工具。采用GIS,专家们可以对地质、地球物理、地球化学和遥感等多源地学信息进行有效的集成、管理和分析以解决各种地质问题。

国内外GIS开发应用的实践使我们清楚地认识到了GIS对改变传统地学工作方式的特殊意见和它的巨大应用前景。1989年初,在武汉召开的地质矿产部图示技术开发应用研讨会上,部内图示技术开发应用的专家们一致认为要开发具有自己版权的GIS。工具型基础地理信息系统软件MAPGIS于1995年10月开发成功。其主要特点如下:

——以Windows为平台,采用C++语言开发,用户界面友好,使用方便;

——具有扫描仪输入和数字化仪输入等主要输入手段,可接受DBASE、Foxbase等数据库的数据,具有完备的错误、误差校正方法;

——具有直观实用的属性动态定义编辑功能和多媒体数据、多重数据结构的属性管理能力;

——地图库管理系统具有较强的地图拼接、管理、显示、漫游和灵活方便的跨图幅检索能力,可管理多达数千幅地图;

——采用矢量数据和栅格数据并存的结构,两种数据结构的信息可以有效、方便地互相转换和准确套合;

——具有功能较齐全、性能优良的空间分析功能,以及拓扑空间查询和三维实体叠加分析能力;

——提供开发函数库,可方便地进行二次开发;

——提供与ARC/INFO和INTERGRAPH的接口;

——具有自定义的灵活的报表输出功能;

——有齐全的外设驱动能力和国际标准页面描述语言PostScript接口,可输出符合地图公开出版质量要求的图件。

它的初步应用已经在一定程度上证明了系统的巨大市场潜力。

2地学信息系统将在“九五”计划中有一个较大的发展

2.1需求

在全球信息化的热潮中,在中国加快国民经济信息化步伐的形势下,对地学信息系统的发展也提出了新的需求。

——1995年全国地矿工作会议决定“九五”实施地矿工作信息化工程。这项工程的目标是:到2000年,基本实现地矿工作主流程的信息化。在地质勘查、地矿行政管理和地质资料管理三方面基本普及电子信息技术,建成一批骨干信息系统,大量应用和重点开发一批计算机辅助工具,培养一支新型的熟悉电子信息技术的地矿工作队伍,把地矿工作的工作方式,管理方式与成果质量推向世界先进水平。促进具有技术优势、有市场前景的技术成果的产业化。

——区域地质调查是一个国家长期的战略性的基础地质工作。我国正在实施的1:5万区域地质调查截止1995年底,累计完成1∶5万填图面积140万km2,约3250幅图,仅覆盖全国面积的14.6%。“九五”期间,将有800多幅的填图任务。

——为了合理开发和利用地下水资源,减轻地质灾害,地质矿产部启动了两个项目,一是在全国600个县开展1:10万的地下水资源开发与利用调查,二是在17个省开展1:50万的地质灾害调查。

——全国地质资料馆保存着我国自本世纪初以来的重要地质资料,包括85000份各类地质报告,装满整个六层楼,排架7000m。有些资料由于时间久远或纸张质量问题,破损很严重。迄今为止,修复这些报告的费用已近2000万元。采用光盘存储技术是解决这个问题的既合理又可行的方法。

2.2主要开发项目

(1)计算机辅助1:5万区域地质填图系统

计算机辅助1:5万区域地质填图系统项目的目标是在3“S”技术的基础上,开发一套应用系统并建立相应的工作流程,实现这项基础地质工作从野外数据采集、室内数据管理、信息综合处理及彩色地质图件的输出全过程的计算机化。项目已开始实施。

(2)计算机辅助1:10万水资源调查和1∶50万地质灾害调查系统

此项目的目的是要为这两项调查工作提供计算机辅助数据采集、管理和分析评价的工具,建立相应的信息系统。

(3)计算机辅助矿产资源评价系统

矿产资源评价是地矿工作的一项基本任务。该项目的目标是在工具型地理信息系统的基础上,结合固体矿产资源评价的理论方法,利用GIS对空间数据的强大管理和分析功能,研制出面向找矿专家的,能够在实践中推广应用的辅助决策系统。

(4)矿产勘查开发管理系统

矿产勘查和开发管理是地矿部的另一项基本职能为了加强矿产资源勘查管理,促进地质勘查开发的科学管理,地质矿产部决定在基础地质调查、工程地质调查、环境地质调查和矿产资源勘查管理中实施区块管理,并于1995年6月颁布文件,规定了区块划分和编号的方法。该项目就是为这项管理工作提供计算机辅助的工具。具有区块的登记、统计汇总、空间查询等功能,可实现地质矿产勘查管理工作的计算机化。

(5)地质资料光盘存储系统

目前,正在研究地质报告数字化的标准、管理软件,进行具体技术路线的试验。

(6)多媒体辅助教学系统

由于地学研究对象本身的复杂性,使得这个领域虽然定量研究的程度不断提高,但目前多数领域中定性分析仍占主导地位。直观对研究过程和成果的表示很重要。这就决定多媒体技术在地学领域内会大有作为。美国地调所早在90年代初期就已开始采用多媒体技术进行成果的展示。立项开发的两个项目是宝石学多媒体辅助教学系统和石油地质与油藏工程的多媒体教学系统。

2.3实现上述目标的关键

(1)技术:GIS、GPS、RS、野外数据采集技术、多媒体技术等;

(2)标准化;

(3)应用开发;

(4)培训;

(5)协调与管理。

❷ 矢量空间数据库

空间矢量数据库是整个系统各种信息要素所依附的骨架,本次调查的矢量数据涉及地质背景、区域地球化学、遥感解译、农产品安全、非点源污染、特色农产品立地环境、社会经济、基础地理等,均要求以空间数据分层形式存储与管理。下面以地球化学数据子库建立为例简述矢量空间数据库建库工作流程(图4-4),其他矢量数据的建库过程基本类似于地球化学数据子库的建设。

(1)收集数据资料

资料收集主要是对入库数据的采集、分类,其内容包括野外采样记录、点位数据、测试分析数据、监控数据、统计单元划分图等。

(2)数据预处理

数据预处理就是在全面收集资料的基础上,对需入库的纸质图件进行扫描、校正、矢量化等处理,并检查采样点位、组合点位坐标数据的正确性,以保证其点位误差在允许范围之内。再对测试数据采用“速成等值线图”的方法分析研究、综合整理及筛选等,若不合理,则要反向检查测试分析数据的正确性。然后就可进行“扩边”处理,根据浙江省农业地质环境调查的实际情况,一般要求使用最外围的分析测试数据再往外填充8km。

图4-4 地球化学数据建库流程图

(3)数据网格化

数据网格化是对离散的、随机采样的分析数据点进行网格化处理,将不规则的离散数据点网格化为规则的数据点。网格化模型算法有最近点、距离倒数加权、三角剖分插值及克里金插值(包含多种漂移方式)等。数据网格化时要根据实际选择恰当的模型,比较常用的是最近点位和克里格插值模型。如在GeoMDIS 2002中,网格化时先选择欲操作的数据对象,设置坐标字段和网格化的分析项元素并给定网格文件名称,然后选择网格化模型算法和相关参数,设置网格化的特征值后即可以进行数据网格化。

(4)定色阶

各种分析元素含量值差异性大,为使之有一个统一的尺度,使用0.1lg

含量间隔直接勾绘等值线,个别特殊元素单独处理。pH值等值线间隔按土壤酸碱度分级标准划分。为了便于追索等值线延伸情况,等值线被划分成若干个色区,划分时依据平均值和标准离差而定,生成相应元素的色阶文件(*.PAL),定色阶这一步骤是主要针对地球化学图的制作,其目的是达到色调显示的统一。

(5)生成等值线

在GeoMDIS 2000中,根据插值生成的网络数据文件,并设置上一步形成的色阶等参数,就可生成彩色等值线图件。

(6)数理统计

按行政区统计单元、不同土壤类型统计单元、不同地质背景统计单元进行相关地球化学参数统计,生成相应的专题图。

(7)图形编辑

对GeoMDIS 2000生成的等值线、极值点、注释等导入到编辑功能强大的编辑软件(如MapGIS)中根据需要进行编辑。处理等值线的“尖锐化”、“孤高点”等现象。要保证等值线自封闭、圆滑,然后对生成的等值线与水系图层(主要考虑较大范围水域边界线)一起重新造区,和第六步生成的统计专题图一起进行必要的图形整饰,最后形成合理的地球化学面色图件。

(8)分层与检查

按照浙江省农业地质环境信息系统属性数据格式、图层划分要求建立分层文件,并对建立的分层文件进行检查,主要检查是否丢失图元和内容,同时要对各图层进行拓扑错误检查,如果发现拓扑错误,则返回第七步进行修改。要确保数据质量合格才能转入下一步。

(9)属性采集

根据图面内容填写相应的属性采集表,做到属性表记录内容和图形上标注的编码一一对应。填好的属性采集表可在Excel、Dbase、Foxpro等软件录入,形成DBF格式的数据文件(蔡子华等,2002)。也可直接在GIS软件的属性管理库中完成,如利用参数赋属性或单独逐一赋值。输出属性数据表要进行系统检查、修改。

(10)属性挂接

先进行图元和属性的一致性检查。对原图和属性表及属性库进行一一对应检查,如果发现漏图元或属性紊乱则要进行返回到上一步重新处理。然后将属性数据文件和图形数据文件利用图元编号(ID号)或特殊标识意义的关键字段进行挂接,使空间图形和属性数据联系在一起。

(11)投影变换

根据《浙江省农业地质环境数据库图层及属性文件格式要求》对完成属性挂接的图层进行投影变换,转换至以度为单位的无投影地理坐标系。

(12)格式转换

因为AGEIS是矢量数据并以Arc/Info格式数据入库,所以MapGIS格式完成的数据,需转换成Arc/Info格式才能进行入库。转换成功的Arc/Info格式数据还需进行Clean拓扑重建操作,在Arc/Info中使用Clean命令时需注意下列2个容限参数(樊红,1999)的选取:

第一个参数为Dangle Length(悬挂长度),用Clean命令使任何短于该长度的悬挂线段都被删掉,一般使用0.000 001。

第二个参数为Fuzzy Tolerance(坐标距离),用Clean命令使间距小于坐标距离容差的2个或2个以上的坐标点就合并成一个,一般使用0.000 001。MapGIS格式向Arc/Info格式转换后,对可能出现的错误需进行全面检查。

(13)数据入库

利用AGEIS系统提供的数据导入功能进行数据入库,形成地球化学数据子库。

❸  国际地球化学填图及全球地球化学数据库

早在20世纪60年代人们就开始注意到地球化学填图的重要意义。1970年,北爱尔兰地球化学试验图集问世。之后,德国、瑞典和芬兰等国相继出版了全国性地球化学图集。国际地球化学填图于1988年正式列入国际地质对比计划。在全球地球化学填图中,目前最急需解决的问题是填图方法的标准化问题。例如,区域地球化学勘查及区域地球化学填图目前约覆盖了全球面积的10%,但其中没有一种元素是共同测定的。为此人们提出了要建立全球参考网,使样品能均匀地分布在全球大陆表面。为实用起见,参考网的起点设在赤道上,以纬度11/20(大约166km)间距划分,构成160km×160km的取样网格。除全球参考网以外,取样介质和样品的时代问题也是目前正在研究的问题。

从社会角度来看,许多国家目前正在纷纷立法来规定环境中化学物质可容忍的安全水平。但由于自然界的地球化学背景本身是不一样的,因此需要进行地球化学填图来配合环境立法。欧洲地质调查所论坛(FOREGS)的33个国家正在商议联合按照IGCP259项目的规定在欧洲进行极低密度的地球化学填图。

在第30届国际地质大会上成杭新报告了中国在全国采集500余个泛滥平原沉积物样品所制作的地球化学图,与根据1:100万以上的水系沉积物样品分析结果所制作的地球化学图在宏观上极为相似,这是进行全球极低密度地球化学填图的一种尝试。据P.V.Koval报告,俄罗斯在西伯利亚贝加尔地区进行了每100km2一个样的地球化学填图试点。所采样品包括水系沉积物、地表水、土壤和岩石,在某些剖面及基准点上还采集了雪、树木和苔藓等样品。样品用XRF(X射线荧光光谱),AAS(原子吸收光谱)及AES(原子发射光谱)进行了分析,制作了数百份图件。王学求报告了在隐伏区的超低密度地球化学填图,所采用密度为60~800km2一个点。结果在某些大型超大型矿床周围发现了规模极大且清晰的多元素异常。W.De Vos在比利时与卢森堡进行了航空放射性与磁法测量。测量结果,钾的地球化学图与地表地质极为一致,而U和Th则透露不少深部岩石信息。迟清华等对华北地台地壳的化学元素丰度进行了测量。在华北地台1.8km×106km范围内采集了12000个各种类型岩石样品,取得了75种元素的1200种组合样的分析数据。根据地球物理、地质及地球化学资料建立了地壳模型,并分别给出了沉积层、上地壳、中地壳和下地壳的元素丰度。

❹ 浅议国家地质资料数据中心建设

于瑞洋

(全国地质资料馆,北京100037)

摘要 本文阐述了建立国家地质资料数据中心的历史背景、建设目标与指导原则、初步构型等。

关键词 国家地质资料数据中心;建设

1 建立国家地质资料数据中心的历史背景

1.1 信息技术的发展为地质资料数据管理与服务提供了新的手段和技术

地质工作是国民经济可持续发展的前期工作和基础工作,从某种程度上看地质工作的各个环节,无论是生产、科研还是管理,从本质上讲都是某种信息采集、保存、处理、研究和应用的过程。因此在地质工作中,从各种地质信息数据采集到室内数据保存、整理、分析和解释,再到最终成果的存储维护、管理使用和制图出版以及科学管理和决策等诸多方面,无不与现代信息紧密相连。现代信息技术的迅速发展以及其在各个领域的广泛应用,为现代地质工作提供了新的技术和手段,现代信息技术不仅改变了地质工作的手段和方式,拓宽了地质工作领域和内含,同时也改变了地质工作成果的内容和形式,现在的地质成果除了传统的可以用纸介质反映的文字、图件外,还有以电磁介质和光电介质存储的各种数据库、应用程序等,特别是在地质大调查工作中,地质基础数据信息的获取、管理、服务无不体现着现代信息技术的身影,随着分布式数据库技术、WebGIS技术、跨系统跨平台的数据交换与传输技术、网络技术待的应用,地质资料数据的管理和服务正在向不同层次、不同类别以及不同机构之间协同服务发展。

1.2 建设国家地质资料数据中心的政策背景

为加强地质资料的管理,充分发挥地质资料的作用,国务院2002年3月19日颁布的《地质资料管理条例》中要求建立地质资料信息系统,在2003年1月3日国土资源部发布的《地质资料管理条例实施办法》中明确指出由国土资源部组织建立地质资料信息系统,此后,国土资源部组织实施了一批地质资料信息化工作。在2006年颁布的《国务院关于加强地质工作的决定》(国发[2006]4号)中指出“地质资料是地质工作服务社会的主要载体。建立健全地质资料信息共享和社会化服务体系,加快利用现代信息技术,建设国家地质资料数据中心和全球矿产资源勘查开采投资环境信息服务系统”。在最近发布的《全国地质勘查规划》中也明确提出开展国家地质资料数据中心建设工作,并提出“建立实用、高效的地质资料采集、加工、处理、存储机制,完善国家地质资料数据资源的建设管理,实现全国地质资料数据的统一、协调和规范,搭建现代化的存储、管理软件和硬件支撑环境”的目标任务。所有的政策法规为开展国家地质资料数据中心建设提供了良好的环境。

1.3 地质资料在国民经济发展中的价值得到充分体现

地质资料数据是各种地质工作的最终成果,是成千上万地质工作者的劳动结晶,具有形成成本高、应用范围广、可反复利用、经济社会效益潜力巨大的特点。新中国成立以来,我国已累计投入地勘费5000余亿元,形成了大量的地质资料数据,通过对丰富的地质资料利用,为国民经济和社会发展作出了重大贡献。美国地质调查局研究表明,即使按最小价值计算,地质图的价值是填图成本的25~36倍。大庆石油管理局近年来通过对100多口井资料的开发利用,扩大了石油储量2亿吨,为国家节省勘探费用30亿元。在增强综合国力和实现国民经济可持续发展的当今社会,地质资料数据的服务领域日趋广泛,从矿产资源勘察到地球科学研究,从基础设施建设到国家重点工程建设,从增强国防建设到保护生态环境都需要地质资料数据提供基础信息。在我国社会主义现代化建设和社会主义市场经济体制的建设中,地质资料发挥着日益重要的作用。

1.4 建立国家地质资料数据中心的技术已基本成熟

现代信息技术的迅猛发展,特别是各种先进的网络技术、高性能的信息存储技术、分布式数据库技术、WEBGIS技术、跨系统跨平台的数据交换与传输技术的广泛应用,为地质资料数据的不同层次、不同类别、不同机构以及不同区域的共享与服务成为可能。同时,近年来国土资源部和中国地质调查局大力推进地质资料的信息化、数字化建设,建立了包括1:20万地质图空间数据库和化探数据库在内的几十个大型基础数据库,新形成的地质资料数据全部汇交电子文档,原来的纸质资料在国土资源部和中国地质调查局支持下,全国地质资料馆正在组织图文地质资料数据库建设,这些工作成果形成了非常丰富的地质资料数据资源,为国家地质资料数据中心的建设奠定了坚实的基础。

2 我国地质资料数据管理现状

2.1 组织管理机构

2.1.1 全国地质资料管理机构及组织情况

目前,我国地质资料由国务院和省(区、市)地质矿产主管部门两级行政管理,设立了政府所属的地质资料馆藏机构及委托保管机构,负责保管向国家汇交的地质资料。在基层地勘单位,由地质资料(档案)馆(室)保管原始、实物和成果地质资料。全国的地质资料管理已形成政府管理与基层地勘单位管理相结合的管理体制。

2.1.2 全国地质资料馆藏机构及组织情况

目前,我国地质资料馆藏机构大体上包括两种,一种是政府所属的馆藏机构,此类机构主要由全国地质资料馆和各省地质资料馆组成;另一种是实行委托保管的馆藏机构,此类机构主要由各行业、工业部门自己成立的馆藏机构。

全国地质资料馆前身是地质部资料司,成立于1952年。目前,全国馆主要由资料收整室、资料馆藏室、资料服务处三个处室组成,承担地质资料的接收、保管、服务工作。

中国地质调查局是地质调查资料主管单位,中国地质调查局发展研究中心(全国地质资料馆)(以下简称“发展中心”)及其下属国土资源实物地质资料中心、局六大地质调查中心(天津、沈阳、南京、宜昌、成都、西安)是资料的管理单位。

2.2 馆藏情况

2.2.1 全国地质资料馆及省级地质资料馆馆藏情况

目前全国地质资料馆馆藏纸质资料约11万种,电子资料数据量超过4.6TB,这部分资料以矿产勘查类为多数,占总量60%,地质科学研究、物化遥勘查、水工环勘查和区域调查各占13.5%,11.6%,8.5%和6.1%。电子资料包括电子文档、数据库、数字化图文地质资料、测绘数据(购买或交换形成)等。

2.2.2 中国地质调查局资料管理部门馆藏情况

中国地质调查局各资料管理单位馆藏各类资料累计约26万种,其中成果地质调查资料4000多种,此外还收藏了大量的其他地质资料、地质科技档案、地形图、地质参考文献等。

除了传统的地质资料外,由中国地质调查局组织实施的各类基础地质数据库也在发展中心保管,目前,发展中心保管的数据库包括全国矿产地数据库、全国或分省的1:500万、1:250万、1:50万、1:25万、1:20万、1:5万系列比例尺数字地质图空间数据库、区域地球化学数据库、1:20万自然重砂数据库、钻孔地质数据库、全国同位素地质测年数据库、图文地质资料数据库、地质资料目录数据库等。

2.3 存在问题及分析

2.3.1 馆藏机构数字资源不足

电子文档汇交问题严重。一是汇交率低;二是汇交质量较差,没有按照格式标准的要求进行汇交、汇交内容不齐全。经过多年努力,特别是地质大调查项目的开展,地学数据库建设取得重要进展。但海量数据信息的汇交管理和服务工作,面临着严峻的挑战。需要长周期建设的数据库,其阶段性成果的汇交和服务,目前没有明确的规定。

全国地质资料馆开展多年的图文地质资料数据库建设进展缓慢,全国地质资料馆仅完成约2.2万种,还有大量的地质资料需要数字化。馆藏机构数字资源不足,难以利用现代信息技术开展服务,影响了服务效率和服务水平的提高。

2.3.2 资料数据共享技术与服务水平亟待提高

地质资料数据的共享和社会化服务是地质工作者的长期愿望,但由于管理体制和技术上的原因,地质资料数据共享技术与服务水平的提高步履维艰。最近几年,中国地质调查局在这一方面做了大量工作,一批重要的基础地质资料数据初步实现了社会化共享,向社会开放了部分公开性地质成果资料,取得了良好的社会效益。

尽管在应用网格技术实现地质资料数据共享方面取得了突破性进展,但仅仅是初步的;总体上看,地质资料数据的服务共享、技术水平还有待于提高。现有的服务方式包括手工方式、离线方式、等待用户上门方式、会议推广服务等方式。服务范围小、服务手段落后、服务成本高、服务周期长、效率低下、数据服务内容简单,资料数据共享服务是个别的、不系统的、数据的公开程度和数据共享的广泛性还十分有限。

2.3.3 馆藏机构基础设施条件差,队伍力量薄弱,加工处理能力不强

近年来,国土资源部及各省(市、自治区)国土资源管理部门越来越重视地质资料馆藏机构设施的建设。但是,全国大部分省(市、自治区)地质资料馆藏机构的基础设施条件较差,特别是提供网络服务的信息服务设施欠缺,大大降低了服务质量和水平。作为地质资料服务国家级别的全国地质资料馆面临无独立服务场所的窘境。

地质资料数据的现代化管理和社会化服务对从业人员的素质要求较高,需要一些综合性人才进行服务,这是由基于现代信息技术的社会化服务趋势决定的。但由于编制和经费的限制,全国地质资料保管与服务机构的工作人员相当缺乏,人员的年龄与专业结构不是特别合理,学历和专业也有一定程度的限制,计算机方面的人才尤其短缺。这种现状大大制约了社会化服务的开展,阻碍了社会化服务的进程,降低了地质资料的利用率,削弱了地质资料所能产生的社会效益。

受资料馆工作人员数量、素质等自身条件的限制,难以深入开展地质资料的综合研究。对需求调研不够。现有的成果不能及时向社会发布,加工处理等相关需求不能及时满足,服务水平低,只能维持日常工作,不能适应现代信息技术给资料工作带来了的巨大变化。

2.3.4 数据资源分散,需从国家层面上进行数据整合与协调

地质资料数据是全国地勘行业数万(鼎盛时期达数十万人)地质工作者长期野外调查、勘查的成果,其生产过程的地域性和行业性特点,决定了生产、管理是分散的。地质资料数据分布于包括中国地质调查局在内的全国地矿行业,冶金、有色、石油、煤炭、建材、化工、核工业、武警黄金指挥部等产业部门。传统条块分割的体制决定了海量的地质资料数据基本上只为本行业、本部门或单位所拥有和使用,行业之间、部门之间的数据共享存在着管理上、体制上的障碍,造成工作的低水平重复和大量资源的浪费。

2.3.5 资料数据共享机制有待建立与完善

许多地质资料数据涉及保密问题,有关保密的规定没能形成一套有效的密级升降与解密的评估体系,限制了资料数据作用的有效发挥;对地质资料数据管理工作缺乏应有的定位和科学评估体系;法规体系不健全导致社会约束力不强,缺乏有效的共享机制,使得地质资料数据的生产者、拥有者、管理者、用户的责、权、利关系不明,各方权益得不到合理保护,资料数据共享的积极性不高,共享观念淡薄,数据的知识产权得不到保护,对于共享数据的分类、有偿服务的原则、涉及数据服务的若干单位之间的关系、数据更新与维护的机制等有关数据服务的基本问题尚需解决。

3 国家地质资料数据中心建设的总体目标与指导原则

3.1 总体目标

国家地质资料数据中心建设的总体目标是:以各类地质工作所形成的地质资料数据为核心,以实现地质资料数据社会共享为导向(目标),以现代信息技术为手段,按照统一的标准和规范,建立具有地质资料数据收集、保管、综合研究与分析和社会化服务等功能的国家级地质资料数据中心管理体系,实现国家地质资料数据的一体化组织管理与社会共享,推进地质资料数据开发利用,为国土资源管理、国民经济建设和社会发展,提供基础数据信息和交换平台。

3.2 指导原则

国家地质资料数据中心的建设是一项长期的系统工程,在其建设过程中应遵循“以需求为导向,以应用促发展;统一规划,分步实施;软硬件环境同步实施,软件适当超前;由易到难,急用先行”的指导原则。

4 国家地质资料数据中心建设初步构想

4.1 地质资料数据中心机构构想

4.1.1 全国地质资料数据中心构成

目前我国地质资料数据管理模式为两级馆藏机构,特殊地质资料执行委托保管,根据现行的地质资料数据管理模式,全国地质资料数据中心应由多个地质资料保管单位构成,在全国范围内建立由“中心(国家级)——分中心(省级、行业、专业)”组成的地质资料数据中心管理体制,既要由实质的地质资料数据管理与服务机构(即单位实体)又要由通过网络等现代信息技术联通的虚拟的地质资料数据目录、信息中心,地质资料数据中心实体负责地质资料数据收集、保存和开发服务等工作。

国家地质资料数据中心的建设应依托全国地质资料馆,建立包括国土资源实物地质资料中心等单位在内的核心层;充分利用现代信息技术,建立由省级、行业及各专业地质资料数据中心等单位组成的外围层;形成国家级地质资料数据交换与信息共享体系。

4.1.2 国家地质资料数据中心的机构构成

国家地质资料数据中心的核心业务是地质资料数据的管理和服务,在业务方面至少应由下面几部分构成:

地质资料数据情报机构:收集地质资料与数据形成与管理信息,同时收集数据中心无法直接保管的地学资料与数据的形成、保管、管理与服务方面的信息。

地质资料数据收集保管机构:收集和保管数据中心所管理的各种地质资料与数据,并对地学数据进行维护与更新。

地质资料数据加工与服务机构:根据社会需求对数据中心保管的资料与数据进行加工处理,并向社会提供公益性服务。

地质资料数据综合研究机构:根据国民经济的发展对地质资料与数据的需求开展综合研究,为国民经济的持续发展提供技术支撑。

行政管理机构:保证国家地质资料数据中心的正常运行。

辅助机构:为各项业务工作提供辅助保障工作。

4.2 国家地质资料数据中心建设的工作内容

国家地质资料数据中心建设是项系统工程,涉及的内容和部门很多,具体来说至少包括下面几方面的工作。

4.2.1 基础设施的建设

地质资料数据的社会化服务与资源共享需要一个良好的软硬件环境,地质资料信息的社会化服务需要一个良好的软硬件环境,这就必须进行基础设施的建设工作,不断完善地质资料信息管理机构的设施和功能,从根本上改善地质资料信息服务环境和服务设施。在基础设施建设方面应从地质资料信息的接收、验收、整理、存储、保管、服务等功能方面考虑所需要的设施和设备需求,保证管理机构能真正地发挥其各项功能。

4.2.2 数据资源建设

数据中心的所有业务均是围绕地质资料数据开展的,数字资源是开展社会化服务的重要基础,是数据中心生存和发展的重要保障,只有具备充足的数据资源,才能有力地促进地质资料数据的社会化服务。因此,应按照统一标准、重点突出、急用先行的原则,加快加强地质数据资源建设,基本完成主要资源的数字化原始积累,规范资源建设、运行管理、维护更新、研究应用和社会化服务体系,搭建现代化的资源存储、管理的软件和硬件支撑环境,建立高素质的管理、业务队伍。

4.2.3 标准化建设

国家地质资料数据中心是我国地质资料与地学数据交流的平台和纽带,缺乏标准化就无法实现资料数据的交换和真正的资源共享,因此,必须加强国家地质资料数据中心、地区地质资料数据分中心(省级)、行业分中心和专业分中心数据交换与共享方面的制度与标准的建设,建立健全相关的政策法规、技术标准和工作规范,实现全国地质资料数据的统一、协调和规范化管理。

4.2.4 资料数据共享平台建设

国家地质资料数据中心是我国地质资料数据社会化服务的窗口,没有共享平台,众多的资料数据将无法通过数据中心向社会提供服务。因此需要从国家层面上进行对各种资料数据进行整合、协调与管理,通过各部门、单位之间的数据资源整合,实现优势互补,变分散、独立、局部的数据资源为完整的、系统的和整体的国家资源,建立共享平台,实现跨部门、跨行业、跨学科、跨地区的数据共享与服务,使数据资源得到增值。在统一标准、统一规范的基础上,通过网络链接各个地质资料数据中心的门户和服务平台,最终形成一个依托公共网的、虚实相结合的多级地质资料数据共享交换网络体系,为全国地质资料数据的网络化管理和公共服务提供支撑,为提供一站式的服务和管理打好基础。

4.2.5 地质资料数据管理理论研究

我国地质资料数据管理已经过五十余年的发展和演变,随着地质工作的发展,特别是现代信息技术在地质工作中的应用,地质资料与数据管理呈现出许多新的特点,需要有新的管理方法和理论来指导。通过管理理论的研究,科学地指导我国地质资料数据管理事业的发展。