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城市地质资料大数据平台建设和应用初探

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：彭永明

[导读] 地质学是一门体量庞大、数据密集型的学科，其包含了岩石学、工程地质、环境地质、水文地质、灾害地质、地球物理、地球化学等众多分支。在地质工作中，通过钻探、物探、化探、遥感、野外地质调查等工作手段获得的数据可称之为地质科学大数据。

天津市地质工程勘察院彭永明天津南开 300191

摘要：地质学是一门体量庞大、数据密集型的学科，其包含了岩石学、工程地质、环境地质、水文地质、灾害地质、地球物理、地球化学等众多分支。在地质工作中，通过钻探、物探、化探、遥感、野外地质调查等工作手段获得的数据可称之为地质科学大数据。地质数据已具备大数据典型的4V特征，可以说是“大数据”的重要组成部分，同时，与其他类数据相比，具有混合性、抽样性、多源性、时空性等多种特点。随着大数据时代的到来，如何将地质学与大数据融合并促进发展与应用成为地质行业研究的热点方向。大数据已渗透到社会经济生活的方方面面，包括医疗、交通、公共安全、城市建设等领域，促进城市科学管理与发展。随着城市向地下空间的开发扩张，城市建设所产生的城市地质大数据也在海量增长，这些科学数据资料都是社会的财富。开展城市地质大数据利用研究工作，可为工程建设、灾害防治、城市规划等提供可靠的数据依据，将数据财富转化为社会财富，对城市发展产生重大的经济效益。
关键词：城市地质资料；大数据平台建设；应用初探
        引言
        伴随着社会的文明进步和国家的经济建设发展，中国地质调查工作从新中国成立以来，采用多种探测与研究手段开展区域地质背景调查，经历了从起步探索、全面发展、转轨时期和进入21世纪新时期的不同发展历史时期，经过几十年的沉淀和积累，取得了海量的数据和丰富的基础地质资料，基本查明了中国国土地质情况和各主要地质单元的地质特征。其中，地质数据种类包括地质图、遥感影像、文本资料（报告、表格）、实时数据、视频、音频、照片等诸多类型，是十分珍贵的地质科学技术档案。这些地质资料是几代地质工作者艰苦奋斗、不畏艰险、付出心血积累的智慧宝库，是国家投入大量人力、财力、物力获取的高成本、长周期成果，是中国战略性信息资源，在国民经济和社会发展等多个领域发挥了重要的作用。
        1地质大数据共享服务的重要性和迫切性
        为进一步落实《国务院关于印发促进大数据发展行动纲要的通知》（国发〔2015〕50号）精神，促进自然资源大数据的应用发展，提高自然资源的治理能力，原国土资源部于2016年7月制定了《关于促进国土资源大数据应用发展的实施意见》（国土资发〔2016〕72号，以下简称《意见》）。《意见》指出，当代信息技术与经济社会的交汇融合引发了数据迅猛增长，大数据不仅成为国家基础性战略资源，同时也是促进国家治理体系、治理能力现代化的有效途径。在《意见》发布实施背景下，中国地质调查局开始进行地质大数据、地质云的建设。地质大数据作为国家大数据战略的重要组成部分，是国家对地质工作长期投入取得的成果，凝聚了地质工作者的辛勤付出和智慧，具有密集型数据规模的优势，在地学研究和国民经济建设中具有极高的价值，尤其是城市地质调查工作形成的地质大数据对支撑国土空间规划编制和智慧城市建设具有重要意义。推进地质大数据共享服务，有利于促进自然资源的综合管理水平提升和全民共享智慧民生服务体系的形成。目前国家大数据战略正在实施，地质行业应以此为契机，完善地质大数据服务体系，创新监管与服务模式，促进监管精准化、服务便利化，有效提升地质大数据的共享服务水平。
        2城市地质调查工作内容和城市地质资料管理现状
        根据城市规划、建设、管理等需要，习惯上将城市地质调查工作划分为一般调查区、重点调查区。主要分为六个调查部分：一是崩塌滑坡泥石流、岩溶塌陷、踩空塌陷、地面沉降、地裂缝、地下水污染、土壤污染、河湖塌岸、活动断层、城市垃圾污染等方面调查；二是城市地质资源调查，根据城市资源条件和城市发展需要，确定城市地质资源调查的内容，可根据情况开展地下水、地热、地下空间、地质遗迹、天然建筑材料等地质资源调查；三是城市规划地质评价。在水文地质、工程地质、环境地质或地质问题调查评价、地质资源评价的基础上，开展城市规划地质评价；四是城市总体规划地质适宜性评价。结合用地规划，分析和预测规划实施过程及远景发展中引发地质问题的可能性，对规划区场地稳定性和工程建设地质环境适宜性做出评价；五是新城区详细规划的地质适宜性评价。针对确定规划区内近期房屋建筑、市政工程、公用事业、园林绿化、环境卫生及其他公共设施的总平面布局，采用定量评价方法，评价地质适宜性，提出地学建议；六是专项规划的地质环境评价。

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应分析和预测地铁、轨道交通、城市高架、地下管线、垃圾处理、水资源地、浅层地热能、机场等建设工程实施过程中引发的地址问题的可能性，评价规划区地质稳定性和工程建设的地质环境适宜性。
        3城市地质资料大数据平台建设和应用初探
        3.1明确地质大数据资源的产权归属
        随着我国地质大数据共享服务工作的推进，应启动相关环节的立法工作，形成以共享服务为核心的制度框架。平台的前期建设，大部分是地质大数据资源的共建共享，加强这些资源的整合与共享，首先要明晰由财政投入形成、积累的地质大数据资源的产权归属。以法律法规的形式明晰财政投入形成的地质大数据资源归属权，将其纳入国有资产范畴进行管理。明确其依托单位的责、权、利，才能推动政府、科研单位、高校、企事业单位和社会公众之间的地质大数据资源共享。
        3.2城市地质综合数据库与数据规范化处理
        城市地质综合数据库建设的主要目的是将多源、异构、海量的地质专业数据进行集成管理，建立有效的数据更新维护机制，为地质专业制图、专业分析评价和三维建模提供数据支撑。地质数据库建库以实际应用为导向，包含了项目信息、地层信息、钻孔数据、试验数据等基本数据，建立数据中心，由这些基本数据可构成剖面数据、等值线、三维可视化模型等多种地质专业种类的功能应用，有助于各界方便地了解和掌握已有地质工作程度信息，为城市地上、地下空间规划和部署提供参考。由于地质数据具有多样性，不符合数据标准的需求，以建立数据存储信息化、查询方便化、获取实时化及数据共享普遍化的数据库为目的，入库前应先对收集的数据进行规范化处理。将原始勘察资料如钻探、物探、现场原位测试、室内试验等，通过扫描、矢量化、编辑、录入等方式进行数字化，按照国家标准、行业标准、地方标准或系统建设标准，借助如MapGIS、ArcGIS或其他工具软件，对数字化后的地质资料分类进行数据的编辑整理、格式化、转换、概括等处理，将地理坐标进行统一，信息分类与编码标准化，数据格式标准化，建立数据全面、信息完整、符合专业要求的地质综合数据库，为城市地质资料三维建模等提供数据基础。
        3.3挖掘潜能，推动城市地质数据三维可视化（智慧城市）建设
        城市地质大数据可视化技术是进行大数据分析的一个很重要的手段，可以应用于空间规划模拟、地质灾害防治、城市地质构造判定等领域。城市地质大数据中，具有遥感影像数据、地理坐标数据（地上地下空间数据、各类管网数据、城市规划及建设沿革数据）、DEM（等高线数据）及钻孔属性数据库（地下高程）等数据，通过现有的这些数据能够完成城市地质数据的三维模型库的建设。目前，已有一些比较完善的三维地质建模软件能够实现多种数据三维综合建模、显示和分析等功能，如国外的GOCAD、MVS、MicroStation、Surpac等，国内的如QuantyView（GeoView）、GeoMo3D、Titan3DM等。但这些建模方式仍然是静态交互的，在大数据时代下的可视化技术将朝着自动化、交互性、全息影像式方向迈进，智慧城市建设更需要海量数据支撑，充分挖掘城市地质资料数据信息，通过历史数据动态叠加可以建立三维空间动态模型，可在未来城市规划管理中起到重要的决策支撑作用。
        结束语
        从地质资料到地质大数据，体现的是时代的发展和进步，依托人工智能、物联网、5G技术的发展，在未来，地质大数据将在国家重大需求如能源资源安全、生态文明与防灾减灾、城市重大工程建设、甚至深空、深海、深地探测等方面将发挥更加重要的作用，产生更高的应用价值。
参考文献
[1]丁克永,许百泉,张明超,张骞,王磊.地质资料工作中的工匠精神[J].中国矿业,2018,27(02):36-42.
[2]陈建平,李靖,谢帅,刘静,胡彬.中国地质大数据研究现状[J].地质学刊,2017,41(03):353-366.
[3]宋梦菊.大数据资源图编制方法研究[D].河北地质大学,2017.
[4]李婧.地质大数据发现与信息提取关键技术研究[D].中国地质大学(北京),2016.
[5]王曼丽.我国地质资料信息服务产业化模式研究[D].中国地质大学(北京),2015.