基于地質(zhì)資料開發(fā)利用的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建與應(yīng)用研究

齊釩宇，李曉蕾，高學(xué)正，孔昭煜，張 波，商云濤

（1.中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心，北京 100037；2.全國(guó)地質(zhì)資料館，北京 100037）

0 引言

地質(zhì)資料是國(guó)家重要的基礎(chǔ)性信息資源，對(duì)中國(guó)礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)、地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)、國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面具有重要意義[1]。同時(shí)，地質(zhì)資料是地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)的集合體和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)的重要數(shù)據(jù)源[2-4]。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫作為一種具有重要服務(wù)價(jià)值的地質(zhì)資料，是國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)資源，對(duì)于地質(zhì)科技活動(dòng)具有顯著的推動(dòng)作用[5-7]。

全國(guó)地質(zhì)資料館負(fù)責(zé)匯聚全國(guó)地質(zhì)資料，并基于地質(zhì)資料開展開發(fā)利用工作，對(duì)資料數(shù)據(jù)進(jìn)行集成整合并建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)。近年來，全國(guó)地質(zhì)資料館先后集成了基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)調(diào)查工作信息、地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)、地質(zhì)扶貧專題、地質(zhì)災(zāi)害、地質(zhì)生態(tài)環(huán)境等方面的專題地質(zhì)數(shù)據(jù)庫。隨著信息技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，單一、不成體系的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫已不能滿足地質(zhì)工作者和社會(huì)公眾對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的需求。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)與應(yīng)用服務(wù)方面存在以下問題。

（1）宏觀的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫頂層設(shè)計(jì)與體系框架缺乏。部分地質(zhì)單位建成的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品規(guī)模不大且缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃，信息資源嚴(yán)重交叉和重復(fù)，地質(zhì)數(shù)據(jù)之間缺乏關(guān)聯(lián)關(guān)系，這導(dǎo)致部分地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品不能為地質(zhì)調(diào)查與科學(xué)研究的發(fā)展提供應(yīng)有的支撐，科研人員無法規(guī)劃社會(huì)、經(jīng)濟(jì)發(fā)展急需的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

（2）社會(huì)對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的需求變化。隨著國(guó)家對(duì)生態(tài)環(huán)境、地質(zhì)災(zāi)害方面的重視，傳統(tǒng)以“資源”為主的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系需要根據(jù)國(guó)家的需求而變化。

（3）數(shù)據(jù)庫建庫技術(shù)需要與時(shí)俱進(jìn)。傳統(tǒng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建庫方式與技術(shù)方法很難滿足當(dāng)今地質(zhì)工作和社會(huì)公眾對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的需求。

因此，當(dāng)前加強(qiáng)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建研究顯得尤為迫切。本文圍繞地質(zhì)數(shù)據(jù)庫構(gòu)建與應(yīng)用服務(wù)，以聚焦地質(zhì)行業(yè)與國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)新需求為中心，在國(guó)外主要地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)信息數(shù)據(jù)服務(wù)的前提下[8-10]，通過梳理現(xiàn)有地質(zhì)數(shù)據(jù)庫和規(guī)劃建設(shè)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，提出地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系總體框架，適應(yīng)新時(shí)代地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)和服務(wù)需要，為地質(zhì)調(diào)查和科學(xué)研究提供有效的信息支撐服務(wù)。

1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)思路與原則

1.1 基本思路

本文立足中國(guó)地質(zhì)數(shù)據(jù)資源建設(shè)現(xiàn)狀及數(shù)據(jù)資源內(nèi)容的特點(diǎn)，把握當(dāng)今經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品開發(fā)與利用的需求趨勢(shì)，以促進(jìn)地質(zhì)行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)及社會(huì)需求為導(dǎo)向，以提升服務(wù)水平和質(zhì)量為目標(biāo)，對(duì)地質(zhì)數(shù)據(jù)資源進(jìn)行總體規(guī)劃，提出一套面向長(zhǎng)期保存和社會(huì)化服務(wù)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系框架，為相關(guān)地質(zhì)部門合理規(guī)劃與科學(xué)建設(shè)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫提供參考依據(jù)。

1.2 基本原則

（1）先進(jìn)性原則。規(guī)劃建設(shè)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品在數(shù)據(jù)內(nèi)容上要能夠滿足科研人員、地質(zhì)調(diào)查人員與社會(huì)公眾需求，反映地質(zhì)專業(yè)學(xué)科研究前沿與熱點(diǎn)。選用當(dāng)前國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的建庫技術(shù)，能適應(yīng)信息技術(shù)快速發(fā)展的要求，能夠代表主流的數(shù)據(jù)庫建庫方向。

（2）需求原則。規(guī)劃建設(shè)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫需要滿足地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級(jí)和社會(huì)公眾的需求。

（3）邊建設(shè)邊服務(wù)原則。規(guī)劃建設(shè)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫要緊緊圍繞國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的中心任務(wù)，不斷地為國(guó)家戰(zhàn)略布局、國(guó)家重大基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)、國(guó)家能源礦產(chǎn)資源保障、地質(zhì)災(zāi)害防治、國(guó)家生態(tài)環(huán)境保護(hù)等提供數(shù)據(jù)支撐服務(wù)。同時(shí)采取邊建設(shè)邊服務(wù)的原則，縮短地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)—服務(wù)周期，提高數(shù)據(jù)更新維護(hù)效率，不斷提升服務(wù)水平。

（4）共享與安全性原則。建立完善的數(shù)據(jù)共享與服務(wù)機(jī)制，確保不同地質(zhì)部門建設(shè)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫可以提供數(shù)據(jù)共享服務(wù)，充分發(fā)揮地質(zhì)調(diào)查成果應(yīng)有的價(jià)值和作用。同時(shí)，在共享服務(wù)的過程中，應(yīng)嚴(yán)格遵守國(guó)家相關(guān)的安全保密標(biāo)準(zhǔn)和保密規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的保密與安全。

1.3 滿足轉(zhuǎn)型新需求

中國(guó)地質(zhì)工作處于調(diào)整的重大轉(zhuǎn)折期。在研究對(duì)象上，從單地質(zhì)要素獨(dú)立研究擴(kuò)展到多種地質(zhì)要素相互影響的整體研究；在研究空間上，向陸海并舉方向發(fā)展；在服務(wù)對(duì)象上，從服務(wù)傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源轉(zhuǎn)向服務(wù)生態(tài)文明建設(shè)和自然資源管理[11-13]。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)應(yīng)基于地質(zhì)工作的新需求開展工作。在資源數(shù)據(jù)管理上，從傳統(tǒng)資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)聚焦到關(guān)鍵礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)；在研究空間上，從陸域地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)為主向陸域海域并舉數(shù)據(jù)庫建設(shè)轉(zhuǎn)變；在數(shù)據(jù)庫建設(shè)上，從單一地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)擴(kuò)展到綜合地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)；在數(shù)據(jù)庫技術(shù)上，從獨(dú)立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫向關(guān)聯(lián)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系轉(zhuǎn)變；在服務(wù)對(duì)象上，從服務(wù)傳統(tǒng)地勘行業(yè)單位向服務(wù)多行業(yè)轉(zhuǎn)變。

2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建與更新維護(hù)

通過對(duì)中國(guó)地質(zhì)資料數(shù)字資源分析，本文針對(duì)國(guó)家地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級(jí)與社會(huì)需求，開展地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建。該體系包括地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫子體系、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫子體系、地質(zhì)環(huán)境與災(zāi)害數(shù)據(jù)庫子體系、物化遙數(shù)據(jù)庫子體系、基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫子體系、海洋地質(zhì)數(shù)據(jù)庫子體系、極地地質(zhì)數(shù)據(jù)庫子體系和全國(guó)地質(zhì)調(diào)查成果與資料數(shù)據(jù)庫子體系八大類數(shù)據(jù)庫子體系。在數(shù)據(jù)庫子體系基礎(chǔ)上進(jìn)一步劃分?jǐn)?shù)據(jù)類型，初步劃分31 個(gè)二級(jí)專題數(shù)據(jù)，在二級(jí)專題數(shù)據(jù)下劃分94 個(gè)三級(jí)數(shù)據(jù)庫，如表1 所示。

表1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系

續(xù)表

續(xù)表

3 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫在線服務(wù)應(yīng)用

3.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)現(xiàn)狀

在地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系中，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用服務(wù)是整個(gè)數(shù)據(jù)庫體系的重要組成部分。傳統(tǒng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫服務(wù)模式難以滿足信息時(shí)代互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展的需求，地質(zhì)數(shù)據(jù)庫互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用服務(wù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)任務(wù)。

在地質(zhì)行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的同時(shí)，全國(guó)地質(zhì)資料館向數(shù)字地質(zhì)資料館和國(guó)家地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心的方向轉(zhuǎn)型升級(jí)。全國(guó)地質(zhì)資料館采用現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、成熟的地理信息系統(tǒng)技術(shù)和大型數(shù)據(jù)庫建設(shè)與管理技術(shù)，通過對(duì)已匯交的地質(zhì)專業(yè)數(shù)據(jù)集成整合，圍繞地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系規(guī)劃與部署，兼顧當(dāng)前目標(biāo)與長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo)，已經(jīng)形成基于地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的大量數(shù)據(jù)在線服務(wù)應(yīng)用，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)社會(huì)建設(shè)提供專業(yè)地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)支撐。

3.2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫在線服務(wù)

為提升地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的在線服務(wù)水平，全國(guó)地質(zhì)資料館形成了網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（web map service，WMS）、網(wǎng)絡(luò)地圖瓦片服務(wù)（web map tile service,WMTS）、WMS+WMTS 等在線服務(wù)應(yīng)用，專題目錄服務(wù)應(yīng)用等30 余個(gè)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫在線服務(wù)，還制作了部分?jǐn)?shù)據(jù)庫公開版本并提供下載服務(wù)，如表2 所示。

表2 全國(guó)地質(zhì)資料館主要在線服務(wù)

續(xù)表

4 應(yīng)用價(jià)值

隨著地質(zhì)工作的轉(zhuǎn)型升級(jí)和地質(zhì)信息化、現(xiàn)代化深入推進(jìn)，地質(zhì)數(shù)據(jù)量逐年增加。對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整理加工建庫，開展數(shù)據(jù)共享與服務(wù)，為地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級(jí)提供地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品服務(wù)支撐，已經(jīng)成為目前地質(zhì)資料開發(fā)利用重要的工作方向。

地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建覆蓋了不同地質(zhì)調(diào)查工作類型的信息資源，為中國(guó)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品規(guī)劃、開發(fā)與建設(shè)提供依據(jù)，為全國(guó)地質(zhì)資料數(shù)據(jù)的匯聚整理與集成建庫提供了指導(dǎo)方向，促使地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設(shè)工作目標(biāo)更加具有科學(xué)性與精準(zhǔn)性。同時(shí)，解決當(dāng)前地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設(shè)存在的數(shù)據(jù)割裂，缺乏頂層設(shè)計(jì)與宏觀管理，規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化程度不高，數(shù)據(jù)全面性不足，數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量水平參差不齊等瓶頸問題，對(duì)推動(dòng)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設(shè)與共享應(yīng)用具有十分重要的意義。不僅為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，還將對(duì)地質(zhì)科技進(jìn)步與創(chuàng)新發(fā)揮重要作用，將為新時(shí)代國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)和高質(zhì)量發(fā)展提供源源不斷的后續(xù)動(dòng)力。

5 結(jié)論與啟示

地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建是支撐地質(zhì)調(diào)查工作轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要途徑之一。以往地質(zhì)數(shù)據(jù)庫以區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、礦產(chǎn)資源勘查等為主，面向地質(zhì)調(diào)查工作的新需求，地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設(shè)向關(guān)鍵礦產(chǎn)資源、自然資源等方向轉(zhuǎn)型升級(jí)，為自然資源調(diào)查提供系統(tǒng)化的數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品和服務(wù)。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建和應(yīng)用研究，拓展了地質(zhì)調(diào)查成果的服務(wù)領(lǐng)域。社會(huì)化服務(wù)實(shí)踐證明，地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與服務(wù)平臺(tái)建設(shè)賦予基礎(chǔ)性、公益性地質(zhì)工作更豐富的內(nèi)涵，為地質(zhì)調(diào)查工作打開了新的服務(wù)窗口。

（1）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建提升了地質(zhì)調(diào)查成果管理和服務(wù)水平。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建是地質(zhì)調(diào)查成果服務(wù)的基礎(chǔ)性工作，是掌握中國(guó)地質(zhì)調(diào)查成果家底的重要工作。建立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，有助于提升用戶一站式檢索服務(wù)效率。

（2）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建為不同行業(yè)、不同用戶提供專業(yè)的地質(zhì)數(shù)據(jù)。不僅擁有數(shù)量龐大的專業(yè)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫，還擁有地質(zhì)調(diào)查成果虛擬展館和口述歷史數(shù)據(jù)庫等地質(zhì)文化數(shù)據(jù)庫，為社會(huì)各屆了解地質(zhì)、讀懂地質(zhì)、研究地質(zhì)提供數(shù)據(jù)支撐。

（3）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構(gòu)建突出了地質(zhì)調(diào)查成果的功能和價(jià)值，全面提升了社會(huì)化服務(wù)水平。地質(zhì)調(diào)查作為國(guó)家基礎(chǔ)性、公益性工作，其社會(huì)化服務(wù)是本質(zhì)的功能和價(jià)值。不同的地質(zhì)調(diào)查成果服務(wù)不同的用戶，豐富完善的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系可以提升地質(zhì)調(diào)查成果社會(huì)化服務(wù)水平，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查成果的社會(huì)經(jīng)濟(jì)價(jià)值，突出其為促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的功能和價(jià)值。