青藏高原地質調查信息化建設現狀與展望

劉 恒，韓 媛，靳文虎，王 偉，何旭博，張吉福，趙 威

（中國地質調查局西寧自然資源綜合調查中心，西寧 810000）

青藏高原是全球十大生態脆弱區之一，對我國的生態安全和經濟發展具有重要意義。其高海拔、高寒的特殊氣候條件，給地質調查和資源勘查工作帶來了巨大的挑戰，也為地質信息化建設提供了廣闊的發展空間和應用前景。因此，研究青藏高原地質調查信息化建設現狀，探索解決面臨的問題和未來的發展方向，對于推動青藏高原地區地質資源開發和環境保護具有重要的現實意義和科學價值。

1 國內外地質調查信息化的發展現狀

地質調查信息化是運用信息技術對地質調查過程中的各個環節進行數字化、網絡化、標準化的一種現代化技術手段。信息化建設可以提高地質調查的效率和質量，同時也能夠方便地質數據的存儲、管理、共享。隨著信息技術的不斷發展，地質調查信息化建設在國內外得到了廣泛的應用和推廣。

1.1 國外地質調查信息化的發展現狀

發達國家的地質數據匯聚、管理、開發與利用都具有嚴格的技術標準，實現了地質資料標準化輸出和一體化表達[1]。國外地質大數據發展緊密圍繞經濟社會發展需求，推進標準化進程，提供精準性定制化應用服務，提升地質信息產品的市場化與價值化[2]。以美國、加拿大、澳大利亞為例，分析總結國外地質調查信息化發展現狀。

1.1.1 美國地質調查信息化發展現狀

美國在礦產資源和環境等領域處于領先地位。通過Hadoop、Spark 大數據技術，建立全球互聯科學研究基礎設施，實現多源數據的快速集成和分析。在數據管理開放方面，創建地球觀測數據體系，采取開源、數據共享等方式，支持公共數據平臺的建立和開放。

1.1.2 加拿大地質調查信息化發展現狀

加拿大地質調查工作主動服務于需求導向，積極運用地球科學知識和相關技術解決管理時間問題[3]。加拿大地質調查局與國內外專業機構開展合作對加拿大各地的地質數據進行集成、管理、分析，構建了一套礦產資源管理和環境保護數據體系。積極推進數據挖掘技術的研究和應用，幫助社會各部門快速獲取、處理、分析數據，實現技術交流和成果共享。

1.1.3 澳大利亞地質調查信息化發展現狀

澳大利亞在地質信息服務方面，尤其在地質信息化方面保持較高水準[4]，借助數字地球技術和元數據等技術手段，建立了一套礦產資源管理數據體系，在礦產資源勘探和管理方面取得了突出成績。澳大利亞建立統一的政府數據元數據標準，發布多種數據開放格式和設置專門的開放政府數據元數據標準管理維護機構[5]，建立了一套成熟的元數據管理系統，對礦產資源信息數據進行歸檔管理，實現了對信息數據的全生命周期管理。

1.2 國內地質調查信息化的發展現狀

1.2.1 國內地質調查信息化發展階段

近年來，我國地質調查信息化建設得到了廣泛的關注和推廣。地質調查信息化的發展可以分為3 個階段：第一階段是信息化建設的起步階段，主要以信息化基礎設施建設為主，如計算機網絡、服務器等。第二階段是信息化應用階段，主要是在基礎設施的基礎上推廣應用地質調查信息化技術，包括地質調查管理系統、地質數據管理系統、地質圖件管理系統等。第三階段是信息化深度應用階段，主要是在信息化應用的基礎上進一步深化應用，包括地質調查信息化全過程管理、地質數據共享和開放等。目前，國內地質調查信息化建設已經進入到第三階段。

1.2.2 國內地質調查信息化存在的問題

1）地質資料信息化的體系不夠完善。現階段，全國地質資源信息化工作的制度體系還沒有健全，技術標準不能適應地質現代化發展的基本需要。主要表現在標準與實現信息共享方面的技術，標準與標準之間還缺乏有效的溝通與相互協調，將多個來源的數據進行綜合管理和使用，也沒有適應現階段標準化的發展趨勢[6]。

2）資源數據缺乏共享和標準化。地質數據分散在不同部門和機構之間，缺乏統一的數據標準和共享機制，導致地質資料的整合和共享變得困難，增加了數據獲取的復雜性和成本。我國傳統地質資料檔案中有許多珍貴資源未能完全實現數字化管理，這部分傳統資料查找麻煩，利用率低，甚至失去其價值[7]。相關工作人員應當開展系統層面與數據層面的有效整合[8]，來改變現狀。

3）專業人才不足。地質資料信息化是一個非常龐大的系統工程，由于地質資料信息內容的數字化、電子檔案信息的技術化、開發利用形式的多樣化，需要大量的信息化人才，由于地質調查需要掌握多種學科的知識，技術要求相對較高，因此在引進信息化人才方面與其他部門相比處于劣勢[9]。

4）市場需求缺失。國內地質調查信息化工作的市場需求相對較少。由于地質調查行業的特殊性，國內需要地質調查信息化服務的單位也較少，這樣的環境限制了地質調查信息化的發展。地質調查信息化技術的研究和開發也需要大量的投入，這也使得一些企業望而卻步。

2 青藏高原地質調查信息化的研究現狀

青藏高原地質調查信息化建設從20 世紀80 年代開始，經歷了多個階段的發展。最初是采用常規的圖形法和文獻調查法，進行地質資料的收集和整理。20 世紀90 年代以來，我國開始大力推廣地理信息系統技術，青藏高原地質調查信息化建設也進入了一個新的階段。到了21 世紀初，隨著各種先進信息技術的廣泛應用，青藏高原地質調查信息化建設取得了長足進展，實現了從數據采集到管理再到共享的全過程信息化管理。

2.1 數據管理和共享平臺建設

隨著數字化的推進，青藏高原地質調查要素數據積累增加，數據管理成為地質調查的關鍵因素。“地質云”青藏高原地質專題平臺正在進一步建設中，“地質云”平臺的建設是一個長期、系統的工程，為數據使用者提供多元化的數據服務，建立全面、規范、可持續的數據標準，更好地實現數據共享效益。

2.2 地學信息系統的應用

青藏高原地學信息系統在信息科技、地學和地理信息系統等方面的發展較為成熟。在信息科技方面，通過對現有的信息技術及其資料的科學分析和整合，使信息數據成為必不可少的一種資源。在地學領域方面，青藏高原地學信息系統應用廣泛，適用于青藏高原地學多學科、多領域的科學探索。在地理信息系統方面，借助青藏高原地學信息系統，提高衛星遙感和地理信息技術的應用與效果，推動青藏高原地學信息科技的不斷發展。

2.3 無人機遙感技術的應用

目前，青藏高原無人機遙感技術在資源勘探和保護、生態環境監測、地質災害監測和預防等方面得到了廣泛的應用。無人機遙感技術對青藏高原地區的資源利用情況、生態環境狀況、地質構造等情況進行精準的監測和研究，促進資源的保護和科學利用。

3 青藏高原地質調查信息化存在的問題

3.1 基礎設施薄弱

由于青藏高原獨特的地理特征，基礎設施建設受到高海拔、低氣溫、缺氧等自然環境的影響，現有的信息化基礎設施建設規模較小，技術水平較低，應用領域較窄，無法滿足科學研究和生產實踐的需要，而青藏高原地區數據種類繁多，現有的數據庫建設十分薄弱，不能滿足數據共享和交流方面的需求，缺乏成熟高效的大數據管理系統。

3.2 技術人才短缺

青藏高原地區的地理位置偏遠，難以吸引優秀的地質人才參與到地質調查信息化的建設中來，同時對信息化建設資金投入不足，人才培養也相對落后，現有的人才隊伍培訓體系不足以支撐信息化發展的需求，從而影響了信息化建設的進展。

3.3 數據資源質量不高

青藏高原受其獨特的地理位置和海拔的影響，生態系統類型豐富多樣，是我國重要的礦產資源和水資源戰略基地[10]，由于地質復雜性高，地形地貌險峻，氣候條件惡劣，使得地質調查的難度增大，傳統地質調查方法受到制約，因此一些數據在采集過程中存在不準確及還未有效采集的問題，甚至可能與行業標準存在差別。

3.4 地質勘察信息模型滯后

地質勘察信息模型在地質勘察工作中發揮了越來越重要的作用，加強地質勘察技術的研究，優化地質勘察信息模型，發揮地質勘察信息模型更大的功能優勢，以便更好地為地質勘察工作服務[11]。而當前勘察模型存在著預測不精準、數據采集不完善等問題。

4 青藏高原地質調查信息化建設思路

青藏高原地質信息化建設是促進區域經濟發展和保障國家安全的重要舉措。落實中國地質調查局提出的“三位一體”總體布局，推進地質調查信息化建設。針對青藏高原地質調查的實際情況，提出以下建設思路。

4.1 以地質數據體系建設為基石

青藏高原地區地質數據量大、類型多、分散不集中，建設一個完善的青藏高原地質數據體系是地質調查信息化建設的基礎和關鍵。而建立數據體系的關鍵是建立集中、高效的數據中心，將青藏高原地區地質數據統一存儲到數據中心中，建立完善的地質數據管理標準，確保數據的質量和可靠性，建立分層次、分區域的數據存儲體系，以滿足不同用戶的需求，從而實現數據的規范化、集中化、共享化和開放化。

4.2 以科技創新為引領

依托科技創新，利用新技術、新方法對青藏高原地區進行地形地貌、巖漿巖石、構造和礦產資源等方面的調查與研究，提高地質調查的空間分辨率和覆蓋范圍；利用大數據、人工智能等高新技術，提高地質勘查的效率和準確性，對地質調查數據進行挖掘和分析，探尋地質信息的潛在價值，為地質勘探和資源開發提供科學支撐。

4.3 以地質信息服務為導向

以用戶為中心，從用戶需求出發，建立健全地質信息服務體系，提供多元化、個性化、定制化的地質信息產品服務，促進青藏高原的資源開發和環境保護。依托“地質云”平臺，建立便捷的地質信息查詢系統，為用戶提供各類地質數據的查詢和下載服務，實現信息的深度挖掘和價值發揮。

4.4 以信息安全為保障

隨著信息化建設的推進，地質調查信息的規模和復雜度不斷增加，數據泄露、網絡攻擊、系統癱瘓等信息安全風險不斷增加，確保地質調查信息的安全可靠是信息化建設刻不容緩的重點工作。建立健全的信息安全管理體系，制定安全標準和規范，加強相關人員安全意識，建立應急預案和響應機制，及時處置各種信息安全事件和風險，保障信息安全。

5 展望

5.1 加強地質數據質量和管理能力建設

加強對地質數據質量的監管和管理，建立高效、科學、全面的地質數據管理機制。推進地質數據智能化管理和共享，推進地質數據的共享和開放，以網絡為媒介，大力推進地質資料信息公開共享[12]，促進地質數據在科研、教育、產業等方面的廣泛應用，提高地質數據的利用價值和社會效益。

5.2 加強地質數據安全保護

建立完善的地質數據安全管理體系，制定和實施地質數據安全管理政策和規范，明確數據的分類和分級保護要求，對存儲地質數據的設備和設施進行物理安全保護，確保設備的安全性和防護能力，建立安全的網絡架構，防止網絡攻擊和惡意軟件對地質數據的侵害，定期對存儲地質數據的設備進行安全漏洞掃描和漏洞修復，確保網絡系統的安全性，對敏感和重要的地質數據進行加密處理，確保數據在傳輸存儲中的安全。

5.3 推進地質云建設，實現地質數據的智能化管理和服務

“地質云”作為地質調查信息共享平臺的一種形式，是青藏高原地質信息化建設的重要組成部分，通過地質云平臺實現地質數據的智能化管理和服務，加強地質數據標準化和集成化，建立標準化的地質數據體系，提供統一的數據共享環境，促進地質數據的集中存儲和整合，避免數據的分散和孤立，為青藏高原的地質研究和資源開發提供有力支持。開放數據接口和數據資源，鼓勵第三方機構和企業開發地質數據相關的應用軟件和服務，共同建立地質云平臺。

5.4 加強地質信息化人才培養和隊伍建設

建立產學研合作機制，通過青藏高原地區得天獨厚的地質資源和環境條件，吸引國內外優秀的地質信息化企業和研究機構參與合作，提升地質信息化人才的綜合素質和能力。關注人才的職業發展，提供有挑戰性和發展空間的工作崗位，建立健全人才激勵機制，提供有競爭力的薪酬和晉升通道，激發人才的工作熱情和創新潛力。

5.5 推進人工智能技術在地質調查中的應用

人工智能是當前信息化建設的熱點和前沿領域。人工智能技術可以實現地質數據的自動分析和處理，提高地質數據的準確性和可靠性。開展針對地質調查的人工智能算法研究，探索地質數據處理、分析的算法模型。利用人工智能的深度學習，實現對地質災害的早期預警和預防，保障青藏高地區原地質調查的順利進行和資源的合理開發利用，更好地推動地質調查信息化的建設。

6 結束語

在信息化技術的不斷發展下，地質調查工作也將逐步向數字化、智能化的方向發展。青藏高原地區作為我國的重要區域，其地質信息化建設必將得到高度關注和重視。未來，需要在完善地質數據體系基礎上，加強科技創新和信息服務，注重信息安全保障，推進地質云建設，提升地質數據智能化管理和服務水平。通過各方面的努力，相信青藏高原地質信息化建設必將取得長足的進展，為保障國家戰略安全和促進地方經濟社會發展作出更大的貢獻。