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

齊釩宇，李曉蕾，高學正，孔昭煜，張 波，商云濤

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

0 引言

地質(zhì)資料是國家重要的基礎性信息資源，對中國礦產(chǎn)資源開發(fā)利用、地質(zhì)災害防災減災、地質(zhì)生態(tài)環(huán)境保護、國家重大基礎設施建設等方面具有重要意義[1]。同時，地質(zhì)資料是地質(zhì)科學數(shù)據(jù)的集合體和地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設的重要數(shù)據(jù)源[2-4]。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫作為一種具有重要服務價值的地質(zhì)資料，是國家經(jīng)濟發(fā)展的重要基礎性數(shù)據(jù)資源，對于地質(zhì)科技活動具有顯著的推動作用[5-7]。

全國地質(zhì)資料館負責匯聚全國地質(zhì)資料，并基于地質(zhì)資料開展開發(fā)利用工作，對資料數(shù)據(jù)進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。近年來，全國地質(zhì)資料館先后集成了基礎地質(zhì)、礦產(chǎn)資源、地質(zhì)調(diào)查工作信息、地質(zhì)科學數(shù)據(jù)、地質(zhì)扶貧專題、地質(zhì)災害、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)工作者和社會公眾對地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的需求。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設與應用服務方面存在以下問題。

（1）宏觀的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫頂層設計與體系框架缺乏。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，信息資源嚴重交叉和重復，地質(zhì)數(shù)據(jù)之間缺乏關聯(lián)關系，這導致部分地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品不能為地質(zhì)調(diào)查與科學研究的發(fā)展提供應有的支撐，科研人員無法規(guī)劃社會、經(jīng)濟發(fā)展急需的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品。

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

（3）數(shù)據(jù)庫建庫技術需要與時俱進。傳統(tǒng)的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建庫方式與技術方法很難滿足當今地質(zhì)工作和社會公眾對地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的需求。

因此，當前加強地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建研究顯得尤為迫切。本文圍繞地質(zhì)數(shù)據(jù)庫構建與應用服務，以聚焦地質(zhì)行業(yè)與國家經(jīng)濟社會建設新需求為中心，在國外主要地質(zhì)調(diào)查機構信息數(shù)據(jù)服務的前提下[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，適應新時代地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設和服務需要，為地質(zhì)調(diào)查和科學研究提供有效的信息支撐服務。

1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設思路與原則

1.1 基本思路

本文立足中國地質(zhì)數(shù)據(jù)資源建設現(xiàn)狀及數(shù)據(jù)資源內(nèi)容的特點，把握當今經(jīng)濟社會發(fā)展對地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品開發(fā)與利用的需求趨勢，以促進地質(zhì)行業(yè)轉型升級及社會需求為導向，以提升服務水平和質(zhì)量為目標，對地質(zhì)數(shù)據(jù)資源進行總體規(guī)劃，提出一套面向長期保存和社會化服務的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系框架，為相關地質(zhì)部門合理規(guī)劃與科學建設地質(zhì)數(shù)據(jù)庫提供參考依據(jù)。

1.2 基本原則

（1）先進性原則。規(guī)劃建設的地質(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)查人員與社會公眾需求，反映地質(zhì)專業(yè)學科研究前沿與熱點。選用當前國內(nèi)外先進的建庫技術，能適應信息技術快速發(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)劃建設的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫需要滿足地質(zhì)工作轉型升級和社會公眾的需求。

（3）邊建設邊服務原則。規(guī)劃建設的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫要緊緊圍繞國家經(jīng)濟社會發(fā)展的中心任務，不斷地為國家戰(zhàn)略布局、國家重大基礎設施工程建設、國家能源礦產(chǎn)資源保障、地質(zhì)災害防治、國家生態(tài)環(huán)境保護等提供數(shù)據(jù)支撐服務。同時采取邊建設邊服務的原則，縮短地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設—服務周期，提高數(shù)據(jù)更新維護效率，不斷提升服務水平。

（4）共享與安全性原則。建立完善的數(shù)據(jù)共享與服務機制，確保不同地質(zhì)部門建設的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫可以提供數(shù)據(jù)共享服務，充分發(fā)揮地質(zhì)調(diào)查成果應有的價值和作用。同時，在共享服務的過程中，應嚴格遵守國家相關的安全保密標準和保密規(guī)范，確保數(shù)據(jù)的保密與安全。

1.3 滿足轉型新需求

中國地質(zhì)工作處于調(diào)整的重大轉折期。在研究對象上，從單地質(zhì)要素獨立研究擴展到多種地質(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；在服務對象上，從服務傳統(tǒng)礦產(chǎn)資源轉向服務生態(tài)文明建設和自然資源管理[11-13]。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設應基于地質(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)庫建設聚焦到關鍵礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫建設；在研究空間上，從陸域地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設為主向陸域海域并舉數(shù)據(jù)庫建設轉變；在數(shù)據(jù)庫建設上，從單一地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設擴展到綜合地質(zhì)數(shù)據(jù)庫建設；在數(shù)據(jù)庫技術上，從獨立地質(zhì)數(shù)據(jù)庫向關聯(lián)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系轉變；在服務對象上，從服務傳統(tǒng)地勘行業(yè)單位向服務多行業(yè)轉變。

2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建與更新維護

通過對中國地質(zhì)資料數(shù)字資源分析，本文針對國家地質(zhì)工作轉型升級與社會需求，開展地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建。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)境與災害數(shù)據(jù)庫子體系、物化遙數(shù)據(jù)庫子體系、基礎地質(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)庫子體系基礎上進一步劃分數(shù)據(jù)類型，初步劃分31 個二級專題數(shù)據(jù)，在二級專題數(shù)據(jù)下劃分94 個三級數(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)庫在線服務應用

3.1 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫應用服務現(xiàn)狀

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

在地質(zhì)行業(yè)轉型發(fā)展的同時，全國地質(zhì)資料館向數(shù)字地質(zhì)資料館和國家地質(zhì)資料數(shù)據(jù)中心的方向轉型升級。全國地質(zhì)資料館采用現(xiàn)代計算機技術、成熟的地理信息系統(tǒng)技術和大型數(shù)據(jù)庫建設與管理技術，通過對已匯交的地質(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，兼顧當前目標與長遠目標，已經(jīng)形成基于地質(zhì)數(shù)據(jù)庫的大量數(shù)據(jù)在線服務應用，為國家經(jīng)濟社會建設提供專業(yè)地質(zhì)數(shù)據(jù)服務支撐。

3.2 地質(zhì)數(shù)據(jù)庫在線服務

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

表2 全國地質(zhì)資料館主要在線服務

續(xù)表

4 應用價值

隨著地質(zhì)工作的轉型升級和地質(zhì)信息化、現(xiàn)代化深入推進，地質(zhì)數(shù)據(jù)量逐年增加。對這些數(shù)據(jù)進行分類整理加工建庫，開展數(shù)據(jù)共享與服務，為地質(zhì)工作轉型升級提供地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品服務支撐，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)庫體系構建覆蓋了不同地質(zhì)調(diào)查工作類型的信息資源，為中國地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品規(guī)劃、開發(fā)與建設提供依據(jù)，為全國地質(zhì)資料數(shù)據(jù)的匯聚整理與集成建庫提供了指導方向，促使地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設工作目標更加具有科學性與精準性。同時，解決當前地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設存在的數(shù)據(jù)割裂，缺乏頂層設計與宏觀管理，規(guī)范化、標準化程度不高，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，對推動地質(zhì)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品建設與共享應用具有十分重要的意義。不僅為社會經(jīng)濟發(fā)展服務，還將對地質(zhì)科技進步與創(chuàng)新發(fā)揮重要作用，將為新時代國民經(jīng)濟建設和高質(zhì)量發(fā)展提供源源不斷的后續(xù)動力。

5 結論與啟示

地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建是支撐地質(zhì)調(diào)查工作轉型升級的重要途徑之一。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)庫建設向關鍵礦產(chǎn)資源、自然資源等方向轉型升級，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。地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建和應用研究，拓展了地質(zhì)調(diào)查成果的服務領域。社會化服務實踐證明，地質(zhì)數(shù)據(jù)庫與服務平臺建設賦予基礎性、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窗口。

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

（2）地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系構建為不同行業(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)庫體系構建突出了地質(zhì)調(diào)查成果的功能和價值，全面提升了社會化服務水平。地質(zhì)調(diào)查作為國家基礎性、公益性工作，其社會化服務是本質(zhì)的功能和價值。不同的地質(zhì)調(diào)查成果服務不同的用戶，豐富完善的地質(zhì)數(shù)據(jù)庫體系可以提升地質(zhì)調(diào)查成果社會化服務水平，實現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查成果的社會經(jīng)濟價值，突出其為促進社會經(jīng)濟發(fā)展的功能和價值。