地質礦產(chǎn)信息化與地質大數(shù)據(jù)體系建設譚永杰博士，中國地質調查局中國地質科學院地質力學研究所副所長中國地理信息產(chǎn)業(yè)協(xié)會副會長、自然資源信息工作委員會主任自然資源部地質信息技術重點實驗室主任個人知識背景大學、碩士研究生：煤田地質與勘探（1980-）博士研究生：煤田、油氣地質與勘探博士后研究：荷蘭ITC學院地質調查與三維模擬1年在煤炭地質隊工作10年：煤炭資源遙感地質隊副隊長。中國煤田地質總局副總3年。地質調查技術管理崗位工作20多年。個人專業(yè)特長：地質、地質信息化建設、遙感及地理信息系統(tǒng)的地質應用。

主要內容一、地質工作與地質數(shù)據(jù)的生成二、地質大數(shù)據(jù)基本屬性與主要特點三、地質礦產(chǎn)信息化建設歷程與主要特點四、地質礦產(chǎn)信息化建設主要成果五、地質礦產(chǎn)信息化發(fā)展展望一、地質工作與地質數(shù)據(jù)的生成1地質工作對象：地球，尤其是巖石圈的表層地殼。手段：實地調查、鉆探等揭露工程、物探、化探、遙感、分析測試和綜合研究目的與目標：揭示地球尤其是地殼表層的物質組成、結構及其演化，獲取人類社會發(fā)展所需要的物質資源信息和生存環(huán)境的相關信息。地質工作是一個不斷完善、不斷循環(huán)、逐漸逼近客觀對象實際的過程。2地質數(shù)據(jù)的生成

從數(shù)據(jù)角度：地質工作是一個數(shù)據(jù)采集、處理、歸納綜合和提交的過程。是一個完整的數(shù)據(jù)生態(tài)鏈。一、地質工作與地質數(shù)據(jù)的生成遙感分析測試綜合分析回溯性資料數(shù)據(jù)七大手段采集數(shù)據(jù)+回溯野外調查山地工程與鉆探物探（多方法）化探地質數(shù)據(jù)采集2.1野外調查數(shù)據(jù)采集-數(shù)字地質調查系統(tǒng)野外數(shù)據(jù)采集的數(shù)字化、結構化和精細化。充分利用微電子技術、物聯(lián)網(wǎng)技術等，設計完善各種地質手段的數(shù)據(jù)采集儀、傳感器。數(shù)據(jù)模型標準化、透明化，格式能夠互相兼容。實現(xiàn)坐標系統(tǒng)一。2.2地質揭露工程鉆探-鉆進參數(shù)記錄儀和現(xiàn)場巖心描述包括鉆進工程的各種參數(shù)感知與記錄，如孔斜、泥漿粘度、井溫；鉆孔地質描述。探礦工程。槽探、坑探、淺井、坑道等。結構化描述數(shù)據(jù)。地質數(shù)據(jù)采集2.3地球物理勘探-各種數(shù)字記錄的地球物理儀器包括重力儀、磁力儀、地震儀、電法儀、測井等，現(xiàn)在各儀器基本上全部實現(xiàn)了數(shù)字化采集。包括衛(wèi)星、航空和地面平臺。2.4地球化學勘探：采樣點、測試值BSR空白帶海底地質數(shù)據(jù)采集2.5地質環(huán)境地質災害監(jiān)測自動監(jiān)測-地下水井監(jiān)測、地面沉降、滑坡位移、GPS及地應力監(jiān)測調查可用野外數(shù)據(jù)記錄儀監(jiān)測基本實現(xiàn)了數(shù)字化和結構化，但是還有人工監(jiān)測和記錄的。天津地區(qū)地面沉降INSAR監(jiān)測示范新建成的北京天竺地面沉降監(jiān)測中心地質數(shù)據(jù)采集2.6遙感-各種遙感傳感器記錄儀的數(shù)字化記錄包括航空遙感、衛(wèi)星遙感?？梢姽狻⒓t外和合成孔徑雷達及側視雷達，高分辨率光譜和高精度分辨率。地質數(shù)據(jù)采集2.7分析測試-樣品描述與各種分析測試儀器測試的數(shù)據(jù)包括各種各樣的分析測試及化探樣品測試等，基本實現(xiàn)了測試結果的數(shù)字記錄。但是部分還是人工描述，且沒有實現(xiàn)結構化。地質數(shù)據(jù)采集2.8綜合分析與成果報告文字報告：文本數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)處理和編制的圖件數(shù)據(jù)各種附表：表格數(shù)據(jù)掃描的圖片地質數(shù)據(jù)采集2.9圖文地質資料數(shù)字化掃描的文字報告掃描的圖件掃描的附表掃描的圖片地質數(shù)據(jù)的基本屬性近年來每年投入1000多億，其中國家地質調查專項100多億，通過資料匯交與項目關系形成穩(wěn)定數(shù)據(jù)匯聚。近百年來（1894），國家、社會投入數(shù)萬億，積累了海量數(shù)據(jù)。特別重視已有數(shù)據(jù)的分析利用：不同時期采集的數(shù)據(jù)相對研究對象演化的時間來說，微不足道，近視同期同一區(qū)域的不同手段的數(shù)據(jù)，反映同一本質的客觀世界；多手段、多方法采集的數(shù)據(jù)面向同一對象，隨著認識的深化，數(shù)據(jù)綜合的結果逐步逼近。二、地質大數(shù)據(jù)的基本屬性與主要特點海域天然氣水合物資源勘查三峽庫區(qū)地質災害監(jiān)測服務國家能源資源安全保障地質數(shù)據(jù)應用-全面服務國家重大需求與社會經(jīng)濟發(fā)展服務促進生態(tài)文明建設服務防災減災高鐵沿線地面沉降監(jiān)測服務新型城鎮(zhèn)化、工業(yè)化、農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和重大工程建設服務海洋強國建設服務軍事和國防建設二、地質大數(shù)據(jù)的基本屬性與主要特點地質數(shù)據(jù)：地質數(shù)據(jù)具有大數(shù)據(jù)的基本屬性，，又具有自己的特點多元（源）異構、多模態(tài)多種手段采集數(shù)據(jù)，來源復雜多樣，描述方式與量綱等種類繁多、異構嚴重。高時空性地學數(shù)據(jù)都帶有空間坐標，但坐標系、投影參數(shù)不同；時間屬性明顯，且單位從分秒跨越至萬年。大容量高價值地球探測技術發(fā)展帶來巨量數(shù)據(jù)匯聚，所有數(shù)據(jù)都是對客觀對象某一方面的描述，數(shù)據(jù)價值高。復雜性與模糊不確定性數(shù)據(jù)是客觀明確的，但結論模糊不確定；數(shù)據(jù)結構及相互關系錯綜復雜。二、地質大數(shù)據(jù)的基本屬性與主要特點大數(shù)據(jù)時代信息化發(fā)展三階段數(shù)字化階段：數(shù)字記錄網(wǎng)絡化階段：互聯(lián)與共享大數(shù)據(jù)時代：數(shù)據(jù)挖掘與融合階段數(shù)據(jù)(data)、信息(information)、知識(knowledge)習近平：大數(shù)據(jù)是信息化發(fā)展的新階段2017年12月8日下午，中共中央政治局第二次集體學習(實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略)。習近平總書記強調：大數(shù)據(jù)發(fā)展日新月異，我們應該審時度勢、精心謀劃、超前布局、力爭主動，深入了解大數(shù)據(jù)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢及其對經(jīng)濟社會發(fā)展的影響，分析我國大數(shù)據(jù)發(fā)展取得的成績和存在的問題，推動實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，加快完善數(shù)字基礎設施，推進數(shù)據(jù)資源整合和開放共享，保障數(shù)據(jù)安全，加快建設數(shù)字中國，更好服務我國經(jīng)濟社會發(fā)展和人民生活改善。三、地質礦產(chǎn)信息化建設主要歷程地質礦產(chǎn)信息化發(fā)展大體也經(jīng)歷三個階段數(shù)字化階段：模擬記錄-數(shù)字記錄、回溯性數(shù)據(jù)庫建設、儲量計算、數(shù)學地質（統(tǒng)計分析），1970-2010網(wǎng)絡化階段：互聯(lián)與共享，辦公系統(tǒng)、網(wǎng)上數(shù)據(jù)共享與服務，2002-2015大數(shù)據(jù)時代：數(shù)據(jù)挖掘與融合階段，云計算與數(shù)據(jù)、系統(tǒng)、基礎設施集成。2015-三、地質礦產(chǎn)信息化建設主要歷程選區(qū)研究地質調查主流程信息化建設地質研究基礎設施政務辦公地球環(huán)境城市建設工業(yè)交通農(nóng)林牧業(yè)文教衛(wèi)生科學普及地質信息社會化服務領域數(shù)據(jù)采集設計編制數(shù)據(jù)處理成果綜合社會化服務需求反饋分析數(shù)據(jù)支撐體系地學數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)維護與管理基礎地質數(shù)據(jù)庫系列地質綜合成果數(shù)據(jù)庫系列區(qū)域地質數(shù)據(jù)庫區(qū)域水工環(huán)地質數(shù)據(jù)庫區(qū)域海洋地質數(shù)據(jù)庫礦產(chǎn)地數(shù)據(jù)庫區(qū)域地球物理數(shù)據(jù)庫區(qū)域地球化學數(shù)據(jù)庫遙感影像類數(shù)據(jù)庫鉆孔地質數(shù)據(jù)庫地質調查數(shù)字化成果以往地質調查資料數(shù)字化小比例尺地質圖空間數(shù)據(jù)庫全國專題地質數(shù)據(jù)庫成果資料數(shù)據(jù)庫國家地質調查網(wǎng)絡系統(tǒng)建設地質調查信息標準建設國家地質調查項目管理系統(tǒng)建設信息技術支撐體系建設技術支撐體系地質調查信息化建設總體框架2002:總體思路：一條主線、兩個支撐、一個目標。三、地質礦產(chǎn)信息化建設主要歷程2015年地質信息化建設總框架：地質大數(shù)據(jù)體系地質數(shù)據(jù)采集與處理體系建設地質數(shù)據(jù)匯聚體系建設地質產(chǎn)品設計與制作體系建設地質信息服務體系建設地質大數(shù)據(jù)支撐平臺（地質云）+安全體系、制度機制、標準規(guī)范三、地質礦產(chǎn)信息化建設主要歷程1國家地質數(shù)據(jù)庫體系基本形成數(shù)據(jù)庫20多個，數(shù)據(jù)量數(shù)十TB，-2010年多種比例尺的數(shù)字地質圖空間數(shù)據(jù)庫：1:50萬、1：25萬、1:20萬、1:5萬等專業(yè)數(shù)據(jù)庫：1:20萬水文地質數(shù)據(jù)庫、1:20萬化探、1:20萬重力、1:20萬自然重砂等專題數(shù)據(jù)庫：地質工作程度數(shù)據(jù)庫、礦產(chǎn)地數(shù)據(jù)庫等其他：境外礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫2基本建成數(shù)字地質資料館完成館藏地質資料的數(shù)字化，11萬檔紙質地質資料，經(jīng)過18年的努力，全部完成了數(shù)字化（1998-2010）完成了智能庫房建設，14萬檔地質資料加貼了磁性數(shù)字標簽，實現(xiàn)數(shù)字化管理。重新采集、和完善了地質資料元數(shù)據(jù)。整理、加工處理、處理了一大批地質資料數(shù)據(jù)，使地質資料的可公開程度達到90%以上。開發(fā)建設了地質資料管理核心業(yè)務系統(tǒng)，為地質資料數(shù)據(jù)的有效管理和服務提供信息化平臺支撐。3基本實現(xiàn)了地質調查主流程信息化野外數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)字地質調查系統(tǒng)、智能地質調查系統(tǒng)。1998-2000年對測繪和地質工作信息化水平的評價。實現(xiàn)了從野外數(shù)據(jù)采集、室內數(shù)據(jù)整理處理和成果輸出的信息化，基本上實現(xiàn)了地質調查主流程的信息化。集成了區(qū)域地質調查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、礦產(chǎn)資源調查評價系統(tǒng)和數(shù)字羅盤；集成了礦產(chǎn)勘查工程數(shù)據(jù)采集與儲量計算。建立了數(shù)字地質填圖理論體系和方法推廣2萬多套，區(qū)域和礦產(chǎn)調查全部采用，部分地勘項目采用。10多個地質院校開設了數(shù)字地質調查課程。聯(lián)合國教科文格陵蘭地質填圖采用；東盟10國和亞非拉60多個地質礦產(chǎn)官員接受培訓。4開發(fā)了地質數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，有效彌補了社會空缺開發(fā)了多源數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)重磁電數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)RGIS多元地學數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)GeoExplo化探數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)GeoMIDS智繪編圖系統(tǒng)曾屬于國土資源部地質勘查資質認證推薦軟件在全國推廣2000多套與數(shù)個院校和公司建立產(chǎn)學研聯(lián)合體5地質數(shù)據(jù)信息共享與服務基本實現(xiàn)網(wǎng)絡化中國地質調查信息網(wǎng)格系統(tǒng)（2005-2015）基于網(wǎng)格技術，采用對等式結點管理器及結點管理方法已在512汶川大地震抗震救災中發(fā)揮了作用在全國部署17個結點，基本實現(xiàn)了分布式數(shù)據(jù)資源的共享中國地質調查信息共享平臺建設基于中國地質調查信息網(wǎng)格系統(tǒng)集成數(shù)字地質調查系統(tǒng)集成北斗衛(wèi)星和其他通訊衛(wèi)星地質資料數(shù)據(jù)信息服務網(wǎng)（2005-）6地質信息化基礎設施基本夯實建立了地質調查骨干網(wǎng)絡體系廣域網(wǎng)、業(yè)務網(wǎng)、內網(wǎng)地調局國際互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站建立了地質調查信息化標準體系研究制定標準40多項發(fā)布標準14項開發(fā)建設了地質調查業(yè)務管理系統(tǒng)辦公自動化系統(tǒng)項目管理信息系統(tǒng)7地質信息化技術重大工程應用效果顯著全國礦業(yè)權實地核查數(shù)據(jù)采集方法與質量控制實地核查數(shù)據(jù)庫建設管理信息系統(tǒng)開發(fā)和數(shù)據(jù)分析礦政管理一設試點全國礦產(chǎn)資源潛力評價數(shù)據(jù)模型成果與信息綜合其他金土工程一期自然資源數(shù)據(jù)庫等地質云Geo-Cloud建設主體：中國地質調查局基本組成：基于云計算、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代信息技術建設的計算機網(wǎng)絡信息系統(tǒng)。基本功能：用以支撐地質調查、業(yè)務管理、地質數(shù)據(jù)共享與信息社會化服務工作?；灸繕耍和七M地質調查工作現(xiàn)代化，提升地質信息社會公共服務能力和水平。依托地質大數(shù)據(jù)與信息服務工程和其他工程、項目。地調局發(fā)展研究中心（主節(jié)點）牽頭，局屬29個單位（分節(jié)點）參加。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云2014年開始技術論證和立項論證;2015年-2016年地質云建設的試驗和基礎性工作。2017年4月，局批復建設方案，開始集中會戰(zhàn)和集成；2017年10月中旬，地質云1.0基本建成，開始試運行。2017年11月6日，地質云1.0正式上線運行,引起社會好評和高度關注。2018年10月18日，地質云2.0成功上線運行。

2019年1甌越，地質云2019發(fā)布。

地質云建設：調查、管理、共享、服務的支撐平臺

8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云地質云總體框架總體框架：分布式的混合云架構，不改變數(shù)據(jù)、用戶、基礎設施資源的所有權或管理權。標準架構：基礎設施層、數(shù)據(jù)層、平臺層、服務層三大保障體系：技術標準體系、制度機制體系、安全保障體系。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云集成：兩個維度-節(jié)點之間、每層之間應用層Saas數(shù)據(jù)層Daas平臺層Paas基礎設施層Iaas用戶認證/證書UnitedUserManagementSystem應用層Saas數(shù)據(jù)層Daas平臺層Paas基礎設施層Iaas應用層Saas數(shù)據(jù)層Daas平臺層Paas基礎設施層Iaas應用層Saas數(shù)據(jù)層Daas平臺層Paas基礎設施層Iaas應用層Saas數(shù)據(jù)層Daas平臺層Paas基礎設施層Iaas統(tǒng)一門戶unitedportal統(tǒng)一云管平臺unitedmanagementplatform備份backup節(jié)點1Node節(jié)點2Node節(jié)點3Node節(jié)點4Node節(jié)點29Node地質云資源集成AmongthenodesAmongthelayers8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云地質云基礎設施統(tǒng)管平臺ManageSystemofIaaS（HUAWEI

FusionCloud

ManageOne）主中心MainCenter

邏輯節(jié)點（SpecializednodebasedonVDC#1）邏輯節(jié)點（SpecializednodebasedonVDC#2）邏輯節(jié)點（SpecializednodebasedonVDC#12）分中心PhysicalSubcenterofGeoCloud#1分中心PhysicalSubcenterofGeoCloud#8地質云整體備份地質云網(wǎng)絡結構：（涉密網(wǎng)）、業(yè)務網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)。帶寬：10-30MB。節(jié)點體系：主中心（1個）、災備中心（2個：同城+異地）、區(qū)域與專業(yè)中心（6+23）。8.1基礎設施技術體系（IAAS）8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.2平臺層技術體系

PaaS8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云資源池資源池8.3數(shù)據(jù)資源池DaaS-分布式數(shù)據(jù)中心技術體系collection區(qū)域節(jié)點+專業(yè)節(jié)點主節(jié)點數(shù)據(jù)集成transferGeologyproductsandservice8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.3.1國家地質數(shù)據(jù)庫體系地質調查最基本最基礎的數(shù)據(jù)資源，業(yè)務網(wǎng)。數(shù)據(jù)庫：10大類160多個。區(qū)域地質圖空間數(shù)據(jù)庫、物探數(shù)據(jù)庫、化探數(shù)據(jù)庫等。自然資源多門類數(shù)據(jù)庫。存量數(shù)據(jù)庫：1000多個圖層，1225個服務，2PB。“誰建設、誰維護、誰管理、誰服務”的原則，專業(yè)化服務。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.3.2地質信息產(chǎn)品體系地質信息服務產(chǎn)品：8大類，新增7000多個。還實現(xiàn)14萬檔地質資料、海量圖書文獻、地學科普等各類產(chǎn)品在線瀏覽或下載。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.1應用系統(tǒng)體系-數(shù)據(jù)共享管理系統(tǒng)地質調查業(yè)務網(wǎng)基本的數(shù)據(jù)資源地調局系統(tǒng)分級共享：數(shù)據(jù)分為三級：一級涉密數(shù)據(jù)、二級敏感數(shù)據(jù)（單位控制、地調局控制）、三級數(shù)據(jù)分節(jié)點控制。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.2應用系統(tǒng)體系-地質調查數(shù)據(jù)匯聚系統(tǒng)按地質工作手段采集、管理、匯聚數(shù)據(jù)8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.3應用系統(tǒng)體系-國家地質信息服務系統(tǒng)(地質“淘寶網(wǎng)”）

8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.4應用系統(tǒng)體系-地質調查業(yè)務管理系統(tǒng)8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云生產(chǎn)指揮大屏LargeScreenofManagementSystem,CGS8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.5應用系統(tǒng)體系-智能地質調查系統(tǒng)8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云智能地質調查2018年13個項目示范取得重要進展8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.6應用系統(tǒng)體某省市地質信息系統(tǒng)為更好服務國家新型城鎮(zhèn)化戰(zhàn)略，地質云以“透明雄安”為標準某省市本底數(shù)據(jù)、技術標準、軟件工具等方面，云端集成提供330余個地級某省市，包括京津冀、長三角等國某省市群的綜合信息服務某省市的規(guī)劃、建設、運行和管理提供信息化云端解決方案。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.4.7應用系統(tǒng)體系—數(shù)據(jù)與儀器共享服務8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.5桌面云系統(tǒng)（小軟件歸集）8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云互聯(lián)網(wǎng)用戶統(tǒng)一認證、分部授權業(yè)務網(wǎng)用戶統(tǒng)一用戶、統(tǒng)一認證、分部授權單點登錄（SSO）地質云互聯(lián)網(wǎng)用戶地質云業(yè)務網(wǎng)用戶=地調局用戶+擴展用戶應用系統(tǒng)1應用系統(tǒng)2應用系統(tǒng)3應用系統(tǒng)4應用系統(tǒng)N8.6用戶管理系統(tǒng)8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.7地質云門戶界面系統(tǒng)8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.8安全技術體系“地質云”安全技術體系物理安全網(wǎng)絡安全系統(tǒng)安全應用安全數(shù)據(jù)安全“地質云”安全管理體系安全組織架構運行組織機構運維相關辦法及措施分系統(tǒng)達到三級等級保護通過ISO27001認證8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8.9運維技術體系安全運維功能安全運維監(jiān)控安全運維告警安全運維事件響應安全運維審核評估運維安全規(guī)范機房設施運維安全規(guī)范地質云硬件基礎設施運維安全規(guī)范網(wǎng)絡運維安全規(guī)范運維組織機構分布式組織機構+人員保證運維經(jīng)費（建設經(jīng)費的20-30%）8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云地質云運行監(jiān)控8.10地質云運行保障體系建設：制度、標準體系和安全體系管理制度體系數(shù)據(jù)共享與服務辦法、業(yè)務系統(tǒng)運行管理辦法、用戶認證管理、產(chǎn)品研制管理辦法等技術標準體系數(shù)據(jù)共享技術要求、產(chǎn)品服務接入技術要求、數(shù)據(jù)匯聚技術要求等。安全體系框架等級保護，包括技術的和管理方面的措施。8地質礦產(chǎn)信息化建設大集成-地質云8地質礦