“管得住,融得进,用得起”的地质资料馆时空地质大数据平台

发布时间:2021 年 09 月 14 日  文/华北应用客户中心 徐芳
导读:基于SuperMap GIS平台的地质资料馆时空地质大数据平台,采用数据库技术、GIS技术、三维地质建模技术、三维可视化技术、大数据与云计算技术,建设多要素、全空间的地质数据体系和地质数据共享交换平台,全面服务地质业务应用场景,深挖地质资料价值,让地质资料馆地质资料“管得住,融得进,用得起”。
  地质资源是人类社会赖以生存的重要物质资源之一,是国家安全与经济发展的重要保证。2019 年 11 月自然资源部《自然资源部信息化建设总体方案》中提出要更新完善地质核心数据库,地质大数据成为三维立体自然资源一张图重要组成部分。伴随着计算机技术、数据库技术、GIS 技术、三维地质建模技术、三维可视化技术、大数据与云计算技术的快速发展,我国地质行业的 GIS 应用亦取得了丰硕的成果。
 
  地质资料馆作为地质档案管理部门,相对来说信息化建设比较落后,部分档案资料进行了电子化,多以 PDF 格式存储,通过电子档案管理系统进行查看;部分资料还是纸质材料,容易造成遗失损坏,共享能力差。目前大部分地质资料馆地质资料只停留在“看”,不善“管,”不能“融”,不便“用”。
 
  基于以上的问题,地质资料馆迫切需要以地质大数据与云环境为支撑,建设满足多源地质大数据统一管理、融入三维立体自然资源一张图、促进地质大数据成果共享应用需求的数据管得住、融得进、用得好的地质大数据云平台。基于 SuperMap GIS 平台研发的时空地质大数据平台(以下简称“平台”),支持科学研究、政府管理等,并将地质数据做为自然资源数据重要来源和补充,为城市经济社会发展和自然资源管理提供信息支撑,为政府决策提供服务。
 
建立地质资料全流程服务规范体系
 
  平台以“标准先行”为原则,依托国家标准,吸收和借鉴行业规范,统筹编制平台的数据、服务、管理标准和机制,扩充地质数据相关规范,包括基础地质分类与代码规范、基础地质元数据标准、服务接入规范、应用服务规范、数据共享管理规范、平台管理规范等,保障地质数据生产、处理、建库等全过程有据可依,成果可融合,逐步建设地质资料全流程服务规范体系。
 
建设多要素、全空间的地质数据体系
 
  在现有电子和纸质地质资料成果基础上,平台汇聚全市地质数据,按照统一标准,采用分布式管理技术,通过数据处理流程,形成贯通基础地质、矿产地质、基础地理、管理管控数据流,整合处理各类数据,建设基础地质、矿产地质、油气资源、水文地质、工程地质、海洋地质等多个领域地质数据基础库,存储结构化数据,包括矢量数据、栅格数据、表格数据、IoT 数据等,存储非结构数据,包括文本数据、视频数据、三维数据、图片数据等,并为地质数据分级脱密处理,服务共享与应用。
 
  同时,平台在基础库上采用金字塔模型,构建指标库、模型库和知识库,形成地上三维、地表地形、地下地质的多要素、全空间的地质大数据体系,实现多源地质数据统一存储,地质数据实体化、地质体征指标化、运行规则数字化和认知推理智能化,支撑地质信息精准映射和模拟仿真。
 
建设地质数据共享交换平台
 
  1、平台建立数管中心,构建地质时空一张图,实现历史、现状一体化,二维三维一体化、微观宏观一体化。分层叠加不同比例尺的基础地理、基础地质、水文地质、灾害地质、地下水监测、矿山环境保护、地质遗迹等信息,建立地质环境“一张图”二维及三维信息展示平台,提供地质环境各类信息的浏览、查询、空间编辑、空间计算等功能。包括空间信息与地质环境调查、监测、保护等专业属性信息的联动查询,实现二、三维信息的对比显示以及不同时段空间信息对比展示,解决“看”和“管”的问题;
 
  2、平台建立服务中心,提供通用应用服务,包括数据服务、基础服务、定制服务,集成地质模型成果提供专业应用服务,包括地质地灾分析、水土环境评价、地下水资源开发利用、地矿资源开发利用等,供相关业务应用系统调用,向三维立体自然资源一张图共享,实现地质资料的充分共享。系统提供多种服务模式,包括解决地质数据“融”与“用”的问题。
 
  3、平台建立运维中心,面向平台管理人员,建立运维管理中心,提供资源监控,包括运行环境监控和基础服务监控,提供运行监控资源监管监控,包括系统监管监控、数据库运行监控、审计日志监控、告警服务监控,为平台进行健康检查,解决平台“安全运行”的问题;
 
  4、平台建立门户系统,门户系统是地质资料馆地质资料新闻门户,让用户能够提供知道馆里“有什么”。
 
支持业务应用场景,挖掘地质资料价值
 
  地质数据具有大数据的基本属性,又具有多元(源)异构、多模态,高时空性、大容量高价值、复杂性与模糊不确定性等个性特点,因此我们需要通过业务应用场景,深挖地质资料价值。平台支持各类业务应用建设,示范场景描述如下:
 
  1、三维地质环境与防灾减灾应用
  利用钻孔资料、地质图、地形图、剖面图等多元信息进行多源数据整合三维建模,实现三维地灾管理、分析与监测。在构建三维地质灾害数据库基础上,任意切割制作地质剖面图、平面图等,并计算地质灾害体局部或全部的面积和体积,为地质灾害的发生、演变提供决策依据。
 
  2、矿产资源管理三维应用
  建立三维矿产资源储量管理系统,实现三维空间可视化模型,达到矿产资源储量自动计算、扣减核销等应用效果。利用专业的建模工具提取储量报告中的标高、倾角、厚度等参数,构建三维矿体模型。结合年度储量统计报告中的相关参数,自动构建出已开采的三维矿体模型。
 
  3、地上地下一体化模型展示
  支持地形数据、影像数据、地上景观、三维地质模型等多源、多维数据一体化展示,同时提供路径漫游、模型切割、量算等丰富的模型分析工具,实现地上、地表、地下三维模型一体化展示,满足城市全维度空间表达的要求。
 
  4、城市地质分析评价
  基于地质数据库,提供对基础地质、工程地质、水文地质、地球物理、地球化学、环境地质、地质资源、地下空间等多专题数据的查询与统计,并根据专业人员工作习惯,自动生成符合专业要求的各类地质图件。依据多类评价方法,建立不同地质专业的方法模型,进行应用评价和结果输出,提供基于三维地质数据的可视化处理与分析工具,实现对模型时空展布特征的三维可视化再现,并能够对这些模型进行剖切、开挖或者模拟漫游,增强地质分析的直观性和准确性,从而减少地下工程设计、施工面临的地质风险,更好地为城市规划、建设、运行、管理服务。
 
小结
 
  基于 SuperMap GIS 平台的地质资料馆时空地质大数据平台,采用数据库技术、GIS 技术、三维地质建模技术、三维可视化技术、大数据与云计算技术,建设多要素、全空间的地质数据体系和地质数据共享交换平台,全面服务地质业务应用场景,深挖地质资料价值,让地质资料馆地质资料“管得住,融得进,用得起”。
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