大數據賦能地質檔案信息化管理的實踐路徑

吳若然

（海南省地質資料院 海南 海口 570206）

0 引言

當前，大數據技術正在從多個方面融入我國社會生產中，逐漸影響和改變著人們的生產與生活。我國地域廣大、地質條件復雜多樣，科研人員在長期的地質工作開展中也積累了大量詳實的資料。地質檔案資料具有重要的科研價值，對于地質研究、資源勘探和環境保護等領域都具有重要的意義，因此，與其相關的地質檔案管理工作也顯得尤為重要。在對地質檔案信息化管理工作所面臨的挑戰進行分析后，結合大數據技術的優勢，明確本文所要探討解決的問題，即在地質檔案工作中，如何在確保數據安全的前提下，系統地利用大數據技術實現地質檔案的信息化管理。

1 相關概念

1.1 大數據

大數據（big data）即海量大規模數據資料，指的是規模巨大、結構復雜的數據集合，這些數據集合需要利用先進的計算和分析技術來提取價值信息［1］。大數據通常具有“4V”特征：Volume（大量）、Velocity（高速）、Variety（多樣性）和Veracity（真實性）。大數據的應用領域非常廣泛，在社會生產力的推動與市場的引領下，大數據已經在商業智能、市場營銷、風險管理、醫療保健、社交網絡分析、科學研究等領域得到全方位的運用，其市場規模也在逐年擴大，如圖1 所示。大數據的不斷發展，不僅為各行業帶來了巨大的商業價值，也在推動我國各行各業的數字化轉型和智能化發展。為了處理大數據，人們使用諸如Hadoop、Spark、NoSQL 數據庫等大數據技術和工具，以實現數據存儲、處理和分析。目前，我國的大數據技術正處于不斷創新和融合的階段，大數據技術正在與人工智能、物聯網、區塊鏈等新興技術進行跨界融合，形成更加強大的數據驅動技術體系，為各行業帶來更多創新應用。隨著數據規模的不斷增長，越來越多的場景開始重視數據治理和數據質量管理，建立完善的數據管理體系，以確保數據的準確性、完整性和可靠性。

圖1 近五年全球大數據市場規模

1.2 地質檔案管理現狀

地質檔案管理是指對地質調查、礦產勘探、工程建設等活動中產生的各類地質資料和檔案進行收集、整理、存儲、利用和管理的過程。地質檔案是地質信息資源的重要組成部分，對于科學研究、資源勘查、環境保護和災害防治等具有重要意義。在國家與行業的指導下，各級地質調查單位和礦產勘查單位按照相關規定，積極開展地質檔案的收集整理工作，建立了一定規模的地質檔案庫，并且部分地質檔案館和檔案室建立了較為完善的檔案存儲系統，采用數字化技術對地質檔案進行數字化處理和管理。基于地質檔案管理水平的不斷提高，各地質單位加強了對檔案管理人員的培訓和管理制度建設，提升了檔案管理的專業化水平。同時，一些地質檔案館和檔案室也積極開展檔案信息服務工作，為用戶提供地質檔案查詢和使用服務。然而，在一些地區和單位，檔案整理工作還存在不足，未能充分挖掘和整理已有的地質檔案資源。一方面，由于歷史原因和資源限制，一些地質檔案的存儲條件仍然較差，存在著嚴重的損壞和遺失情況；另一方面，由于管理人員、基礎設施等方面的因素，地質檔案管理也面臨著檔案整理不足、存儲條件不足、數字化進程不夠快等問題，需要進一步加強管理和改進工作［2］。

2 新時代下地質檔案信息化管理所面臨的挑戰

2.1 檔案管理流程復雜

在新時代下，地質檔案管理面臨著管理流程復雜等問題，嚴重制約著地質檔案有效發揮作用。一方面，地質工作涉及多種數據類型，如地質勘探數據、礦產資源數據、地質災害數據等，這些數據類型都存在著一一關聯的特征，需要管理人員嚴格依據統一標準進行有效整合和管理。而隨著科技進步和檔案的數字化轉型，地質勘探、調查等活動產生的數據量大幅增加，數據類型也在不斷擴展，產生了大量以文本、圖像、視頻等形式為載體的數據，這使得地質檔案管理面臨著更大規模和多樣化的數據處理壓力。在要求嚴苛的數據歸檔和海量的數據處理中，地質檔案管理變得愈加復雜。另一方面，地質檔案涉及多個部門和單位，一份完整的地質檔案歸檔需要進行跨部門的協同管理，包括地質局、環保局、規劃局等，需要統一標準和流程來管理這些跨部門的檔案信息，但目前由于各個職能部門相互間的配合不足，出現各自為戰的現象，對于管理流程、處理流程、信息登記等各個方面都沒有一個統一的標準和流程。這也導致了檔案管理的流程出現冗余、復雜的情況［3］。

2.2 數據安全保護不足

地質檔案關乎我國的國家安全，需要積極重視，嚴格按要求進行保護。隨著大數據、云存儲等技術的廣泛應用，地質檔案中包含的敏感信息面臨著更高的數據泄露風險。一旦檔案管理出現意外情況，遭受攻擊或泄露，將對國家安全和企業利益造成嚴重損失。另外，地質檔案管理系統的聯網使用使其容易受到網絡攻擊和惡意軟件感染的威脅，一些別有用心的用戶和國家會利用如病毒、木馬、勒索軟件等向我國的地質檔案管理系統發起攻擊，一旦成功，我國的地質信息將會遭到破壞、篡改和丟失，這對于我國而言是無法承受的。還有一個不可忽視的現象就是內部人員的不當操作也會導致地質數據信息出現泄露。種種現象表明，一旦內部人員疏忽大意或者出現惡意行為，都可能會導致地質檔案的安全受到威脅，包括數據篡改、盜竊以及非法傳播等。

2.3 數據協同共享困難

在新時代下，地質檔案管理所遇到數據協同共享困難的問題是比較普遍的。一方面，數據孤島問題在地質信息管理方面仍然存在。地質檔案管理所內部可能存在多個部門或單位，它們之間的數據孤島導致信息無法共享，甚至存在重復錄入和冗余數據，影響了數據的一致性和準確性。不同部門或單位使用的信息系統也會存在一定的兼容性問題，導致一些相互關聯的數據難以交換和共享，這也增加了數據協同共享的難度。缺乏統一的數據標準和規范也會導致不同部門或單位之間的數據格式、命名規則等存在差異，這最終使得數據協同共享變得更加困難。另一方面，部分敏感數據可能涉及國家安全、商業機密或個人隱私，因此相關人員在共享過程中需要考慮數據安全和隱私保護的問題，這也增加了共享數據的管理難度。

3 大數據賦能地質檔案信息化管理的價值優勢

3.1 提高數據存儲與分析能力

大數據技術的應用可以為檔案管理提供更好的數據存儲和分析能力，從而提升檔案管理的效率和水平［4］。首先，大數據技術可以提供高效的數據存儲解決方案，包括分布式存儲系統和云存儲服務，能夠滿足海量檔案數據的存儲需求，并保證數據的安全性和可靠性。其次，利用大數據技術，還可以建立檔案索引和元數據管理系統，利用這一系統實現對檔案信息的快速檢索和查詢，提高檔案信息的可訪問性和利用效率。大數據技術還能夠幫助檔案管理部門進行數據質量管理，包括數據清洗、去重、標準化等工作，提高了檔案數據的準確性和一致性。最后，大數據技術的應用為檔案管理提供了更多可能性，可以提高檔案數據的存儲、管理和分析效率，為檔案管理部門提供更好的決策支持和業務運營能力。因此，在新時代下，地質檔案管理部門可以積極借助大數據技術，不斷完善檔案管理體系，促進檔案管理工作的現代化和信息化發展。

3.2 加強數據整合與共享水平

大數據技術的應用可以加強檔案管理中的數據整合與共享，從而提升檔案管理的效率和水平。在數據整合方面，大數據技術可以整合不同來源和格式的數據，包括結構化數據、半結構化數據和非結構化數據，將這些數據進行統一管理和整合，從而實現全面、一體化的數據視圖，幫助檔案管理部門更好地理解和利用檔案信息。大數據技術可以幫助檔案管理部門建立統一的數據標準和規范，以確保共享數據的一致性和可理解性，降低數據集成和共享的難度。在數據共享方面，通過大數據技術建立開放式的數據接口，可以使外部系統或第三方應用能夠訪問檔案管理系統的數據，實現數據的跨系統共享和互聯互通。同時基于大數據技術打造的數據共享平臺，可以使不同部門或單位之間的數據得以共享，促進信息流通和交換，提高了檔案信息的利用效率。在數據共享過程中，大數據技術可以提供更加完善的數據安全保障機制，包括數據加密、訪問權限控制、數據脫敏等手段，確保共享數據的安全性和隱私性。利用流式處理技術，將數據實時傳輸和處理，從而實現實時數據共享和更新，及時反映檔案信息的最新狀態。

4 大數據賦能地質檔案信息化管理的實踐路徑

4.1 系統采集整合，助力檔案數字化轉型

在利用大數據對地質檔案進行信息化管理時，管理人員要充分將大數據技術與當前檔案管理場景相結合，與使用部門、采集部門等積極合作，通過多方聯動，建立自動化的數據采集系統。利用這一采集系統從各種數據源（包括實驗室、勘探現場、監測設備等）獲取地質檔案信息并上傳后端。在獲取地質數據信息后，還要構建相應的數據管理系統，利用統一的數據模型和標準化的數據格式將地質信息進行編碼分類，利用大數據技術進行數據整合，將來自不同數據源的地質檔案信息進行融合。在對地質信息進行采集整合后，管理人員還可以積極通過大數據分析平臺，依據自身需求對整合后的數據進行挖掘和分析，發現數據之間的關聯和規律，為地質研究和決策提供支持。

4.2 建立存儲系統，確保數據存儲安全性

在開展地質檔案信息化管理的過程中，數據存儲的安全性是管理人員首要考慮的問題。為了確保數據存儲的安全性，首先，管理人員可以探索更新當前的數據存儲方式，積極使用分布式存儲架構來進行數據存儲，如Hadoop分布式文件系統或云存儲服務，將地質檔案信息數據存儲在多個節點上。這種架構可以提高數據的容錯性和可靠性，一旦某個節點出現故障，系統仍然可以正常運行，確保數據不會丟失。其次，在數據存儲的過程中，為了保證數據不再缺失，可以積極建立完善的數據備份和恢復機制，定期對地質檔案信息數據進行備份，并確保備份數據的完整性和可用性［5］。在數據丟失或損壞時，能夠快速恢復數據，避免信息的永久性丟失。在對涉及國家安全的相關敏感地質檔案信息數據進行存儲時，要積極探索采用加密算法對數據進行加密，通過“公鑰＋私鑰”相結合的雙鑰結構來對數據進行物理加密，建立嚴格的訪問控制策略，對地質檔案信息數據的訪問進行權限管理。通過設置身份認證、訪問權限管理等手段，做到只有經過授權的用戶才能對數據進行訪問和操作，確保數據在存儲、查詢和傳輸過程中的安全性，如圖2 所示。最后，管理人員還要建立數據存儲系統的監控和審計機制，通過這一嚴格的監控與審計機制來保障數據的安全，并實時監控數據存儲的狀態和訪問情況，做到對數據訪問的全過程記錄與相關數據操作的全流程日志備份。通過這一機制的展開，可以及時發現異常情況并及時進行處理，同時對數據的使用情況進行審計，保障數據的合規使用。對于地質數據可能存在的被病毒攻擊等情況，管理者還要定期對存儲系統進行安全漏洞掃描和評估，及時修補系統的安全漏洞，并建立應急響應機制，一旦發現安全問題，及時做出響應和處理。

圖2 雙鑰工作制原理圖

4.3 開展數據清洗，實現數據查詢精準化

為了實現地質檔案管理信息化的有效利用，管理人員還要在大數據的加持下做好數據包的清洗工作，確保實現數據的整合、分析、使用的精準化。在進行數據清洗之前，首先要進行數據預處理，對采集的原始數據開展去除重復數據、處理缺失值、處理異常值等工作，提高數據的質量和一致性，為后續的數據清洗和查詢提供可靠的數據基礎。在開展數據清洗過程中，利用大數據平臺提供的數據清洗工具和算法，對數據進行清洗和標準化，結合數據類型做好去除錯誤數據、格式轉換、統一命名規范等操作，以確保數據的準確性和一致性。同時，還要通過特征工程的方法對數據進行處理，抽取有意義的特征并進行數據降維、標準化等操作，以便更好地支持數據查詢和分析需求。為了保證數據查詢與使用更加精準化，還要對經過清洗的數據建立索引，以加速數據查詢的速度。利用大數據平臺提供的索引技術，可以快速定位和檢索所需的數據，并支持復雜的查詢需求。另外，檔案管理人員還要積極利用當下的最新科技，在保證數據不被泄露的前提下，積極結合機器學習技術來建立數據模型，對數據進行分類、聚類和預測，以發現數據之間的內在關聯和規律，利用這些大數據模型，幫助使用者更精準地查詢和分析數據。根據用戶的查詢歷史和行為數據，利用大數據技術建立用戶畫像，實現個性化的數據查詢推薦。這樣可以使數據查詢更加符合用戶的需求和習慣，提高查詢的精準度。

5 結語

在信息化時代，大數據技術成為推動我國各大產業領域的動力源泉，它不僅改變了社會生產生活方式，還以先進的生產力推動了整個社會的高效運行。在該技術不斷更迭的信息化時代，各社會主體要積極利用大數據技術的現有優勢，深度挖掘大數據技術的潛在優勢，助力地質檔案管理工作的高質量發展。