2013年第7期(总第50期)

发布时间:2013-7-29

编者按: 本期《实物地质资料管理动态与研究》刊发的第一篇文章“数字实物地质资料馆建设浅析”,作者阐释了数字实物地质资料馆概念,论述了数字实物地质资料馆建设目标、建设原则、建设内容,提出了数据管理方法及数字实物地质资料馆建设的构想。刊发的第二篇文章 “2010年以来‘同一个地质’计划的最新进展”,作者介绍了“同一个地质”计划概况和2010年以来有关工作的最新进展,以及中国在该计划中的参与情况。另外刊发了几则简讯,报道了近期有关实物地质资料管理工作动态。

数字实物地质资料馆建设浅析

李英康 米胜信 姚聿涛

(国土资源实物地质资料中心)

实物地质资料是指在地质工作中形成的岩矿心、各类标本、光薄片、副样等。具有唯一性、基础性、分布范围广泛,基本覆盖我国的全部陆地,在国家经济建设的宏观决策、远景规划的制定中起着重要作用。随着国家对地质资料的重视和社会需求的扩大,正在改变传统的地质资料管理和服务模式。人们越来越希望通过网络获取相关实物地质资料数字化信息的需求不断增长,一站式服务理念和管理模式,改变了传统地质资料管理模式,实现了地质资料信息管理计算机化、数据库化、网络化,极大地提升了地质资料的利用效率,也提高了管理服务水平。

2002年以来,在国土资源部、中国地质调查局的支持下,国土资源实物地质资料中心陆续开展了一系列实物地质资料管理服务方面的工作,基本理清了实物地质资料管理工作流程,初步建立了实物地质资料管理制度体系。通过实物地质资料的收集、整理、入库、建档、数字化、服务等实践活动,探索了实物地质资料管理工作模式和方法。在10年的实体实物地质资料馆的建设中,积累、库藏钻孔岩心达到了20万米以上,岩石标本8000多块,光薄片约3万片,涵盖了科钻一井主孔岩心、危机矿山勘查项目重要岩心与标本、地质大调查资源评价等一批重要实物地质资料。通过《实物地质资料管理信息系统》、《实物地质资料信息服务集群化研究》和《实物地质资料集成与服务系统建设》项目的开展,初步完成了国家实物库的实物地质资料数据库、管理与服务系统的建设。建立了中国实物地质资料信息网,开发了全国地质资料汇交监管平台,开发了实物地质资料三维全景展示系统,实物地质资料空间查询模块、岩心图象柱状图显示模块,以及实物地质资料信息查询、浏览模块,提供了实物地质资料数字化成果网上服务。包括已经录入到实物地质资料数据库内的88个矿区的实物数据,227个钻孔的岩心10.9万米,455块标本、光片16片、薄片786片、副样81份;以及109个钻孔的岩心扫描图像,400块地质标本三维数字模型。总之,这些实物地质资料数字化资源和相关的服务模块,为整合建立数字实物地质资料馆奠定了基础。

一、数字实物地质资料馆概念

数字实物地质资料馆是建立在现代信息技术普遍应用的基础上,利用数字化手段,以实物地质资料信息资源为处理核心,对数字实物资料进行收集、管理,通过高速宽带信息网设施相连接和提供利用,实现共享的数字系统,它基于三大要素:数字化技术、数字化资源和数字化服务,创造一种虚拟环境,将馆藏资料、信息服务和人通过网络联系起来,构成在虚拟环境下向社会提供实物地质资料服务的一个有机整体。数字实物地质资料馆的显著特征是信息资源数字化、信息实体虚拟化、信息传递网络化、信息利用共享化、信息提供专业化。

数字实物地质资料馆的建设将应用数据库技术、多媒体技术、虚拟仿真技术、互联网技术等现代高科技展示技术,提升了近程、远程网络实物地质资料服务能力,有助于构建数据源创建、数据传播、数据利用、数据保存全过程的管理模型。

二、建设目标

以现代信息技术为支撑,以建立数字实物地质资料馆为目标,依托馆藏实物地质资料,集成馆藏实物地质资料服务资源信息,开发实物地质资料系列服务产品,为社会提供实物地质资料信息服务。

(1)资源生产:要按照相关的标准和技术要求,建立实物地质资料数字资源的加工体系。包括属性信息的提取、著录要求,不同图像的采集方法与要求(岩心图象扫描、岩石标本的三维激光扫描和照相、光薄片图像的镜下采集等)。

(2)资源建设:要通过制定统一规划和标准,建立具有实物地质资料特色的数字化资源数据库。包括实物地质资料属性信息数据库、地理信息空间数据库、实物图象管理数据库和元数据库。

(3)服务平台:要针对不同的用户需求,提供个性化、专业化、无障碍的应用服务。广泛应用虚拟化、WEB3D、WEBGIS、高速宽带、服务器集群和海量存储技术,建立向社会、地质资料管理部门提供服务的网络应用,形成实物地质资料数字化资源的管理与服务平台。并依托中国实物地质资料信息网,实现在互联网上快捷、方便访问的数字实物地质资料馆。

三、建设原则

数字实物地质资料馆的建设,要以实物地质资料数字资源的集成为中心,以向用户提供方便、快捷的信息服务为目的。坚持“统一组织、统一标准、统一方法、统一平台”的原则,围绕数字资源的加工、数字资源的存储、数字资源的管理、数字资源的服务,开展数字实物地质资料馆的建设,并需要考虑下列问题。

(1)先进性与成熟性:采用的技术,应选择稳定可靠、安全简单、易于维护、主流成熟的软硬件平台,尽量保护现有的投资。系统采用b/s结构网络平台,采用java、jsp、Java Server Page等脚本和语言,混合编写PHP代码和HTML代码,将角本嵌入到 HTML 文件中,调用sql-server数据库中的数据,完成实物信息的浏览与查询。采用WEB-GIS(网络地理信息系统),建立实物地质资料的空间查询模块,在Internet上运行,实现空间数据的共享和互操作。采用网络虚拟现实web-3d技术建立实物地质资料数字展厅建模和数字实物图象展示模块。采用PhotoFamily 软件 ,制作标本、薄片的电子相册。

(2)标准化与开放性:采用的技术、方法要符合国家、行业相关技术标准、规范的规定。开发性的体系结构,应遵循信息描述、组织和资源互操作的国际标准或国家标准准,支持各种通用的元数据标准。

(3)实用性与可扩充性:建立的系统要具有实用性和可扩充性,应采用模块化设计,具有良好的可维护性和可扩充性,模块之间的关系明确。

(4)安全性与可靠性:需要具备完善的系统安全机制,保证数据资源本身的安全、数据传输的安全,整个网络系统的监控与防范安全,数据库系统与用户认证的安全等。整个系统要具有稳定性、可靠性。

(5)可维护性与可移植性:数据的更新、维护可进行配置,无须进行任何代码级的改变,就可实现。应具有可移植能力,能在不同的硬件、操作系统环境和网络平台下工作。

(6)友好性与方便性:用户界面应采用良好的图文化窗口,简洁、直观,操作性强。系统的个性化功能设计要方便用户使用。

四、建设内容

数字实物地质资料馆的建设内容包括:数字资源体系建设、软件体系建设、服务网络建设、硬件支撑体系建设和特色服务平台建设。

1 、数字资源体系建设

(1) 数字化的标准化

①元数据格式采用中国地质调查局2001年发布试用的《地质调查元数据内容与结构标准》。

②信息著录采用《实物地质资料文件级目录标准》。

③实物图象数字化采用《实物数字化技术指南》。

④数据库建库基于SQL-SERVER软件,按照《实物地质资料文件级目录标准》内的数据表、数据项建库。

(2)数据资源建设

实物地质资料的数据资源包括实物地质资料的属性信息、空间信息、图象信息的集成、建库。

①属性信息建库:包括库藏目录、项目、矿区、图幅、钻孔、岩心、实测剖面、标本、薄片、副样(化探)等。

②空间信息建库:包括项目、矿区、图幅、钻孔的位置信息(经纬度)。

③实物图像建库:包括岩心的平面扫描图像、标本的二、三维图像和光薄片的镜下照相图像。

④图像采集设备:地质钻孔岩心扫描系统,地质标本FARO Photon120 三维激光扫描仪,NiKon D700相机和光薄片显微镜照相设备与图像采集系统,显微照相设备有尼康、蔡司、莱卡、奥林巴斯、索尼等。

通过自建、共享等手段建立和完善数据实物地质资料馆的数据库,集成实物地质资料数据资源。并形成具有工业化特点的数字资源加工中心,收集、整理、加工有实用价值的数字资源。

2 、软件体系建设

软件体系建设需要购买、开发满足数字资源生产、加工、调度管理和数据保存的软件,以及满足不同人群使用习惯的对外服务、统一认证、智能检索、互动交流、业务咨询等各种服务与管理功能的服务软件体系。

(1)数字资源采集类软件,数据著录、图象扫描管理、照相与照片管理等。

(2)数字资源加工类软件,图象处理、三维建模,综合成图等。

(3)数字资源管理类软件,实物地质资料数据库管理系统等

(4)数字地质资料馆门户类软件,中国实物地质资料网、数字馆导航等。

(5)数字地质资料馆专业服务类软件,地质钻孔岩心柱状图显示模块、地质标本三维图象展示系统、标本与光薄片电子相册、数据检索、空间检索等。

(6)系统运维管理软件,网页制作、信息发布、日志管理、用户管理等。

(7)互联网安全管理软件,局域网管理、邮件管理、上网行为管理、防火墙、杀毒等软件。

(8)操作系统及数据库管理软件,Windows Server 和SQL-SERVER。

3 、服务网络建设

实物地质资料服务网络依托互联网建立服务平台,在较大流量、较高并发的情况下,通过建立一条带宽100M的与互联网连接专线,实现快捷的无阻连接访问服务。

4 、硬件支撑系统建设

硬件环境是支撑软件运行和数据资源服务的保障基础,所以需要足够大的数据存储空间,足够强的服务器处理能力,才能满足大的网络流量,大的数据存储量和大的访问并发数的需求。

初步考虑采用100TB的NAS存储设备,集群20台服务器及相关设备。

5 、特色服务平台建设

特色服务平台建设主要是围绕实物地质资料的管理与服务,建设“中国实物地质资料信息网”,针对实物地质资料的特点,对内提供数据管理服务,对外向社会提供实物地质资料信息服务。

五、数据管理

实物地质资料的数字化、数据保存和传输将用到下列相关技术。

1 、数据建库

实物地质资料属性数据的存储,采用关系型数据库。依据《实物地质资料文件级目录标准》要求的内容建库。实物数字化按照《实物数字化技术指南》的要求,完成钻孔岩心的扫描,地质标本的三维激光扫描、照相,光薄片的显微镜下照相。地质空间数据的采集、投影等,按照地理信息系统建设的要求执行。

对属性、空间数据采用关系数据库管理,对非结构性数据(文本文件、图象等)采用文件管理,在关系数据库表中标明存储路径。

2 、数据压缩

数据压缩技术主要研究数据的表示、传输和转换方法,目的是减少数据所占据的存储空间和缩短数据传输时所需要的时间。

衡量数据压缩的三个主要指标,一是压缩前后所需的信息存储量之比要大;二是实现压缩的算法要简单,压缩、解压缩速度快,尽可能地做到实时压缩和解压缩;三是恢复效果要好,要尽可能地完全恢复原始数据。

数据压缩主要应用于两个方面。一是传输:通过压缩发送端的原始数据,并在接收端进行解压恢复,可以有效地减少传输时间和增加信道带宽。二是存储:在存储时压缩原始数据,在使用时进行解压,可大大提高存储介质的存储量。

数据压缩按照压缩的失真度分成两种类型,一种叫做无损压缩,另一种叫做有损压缩。

(1)无损压缩是指使用压缩后的数据进行重构(或者叫做还原,解压缩),重构后的数据与原来的数据完全相同;无损压缩用于要求重构的信号与原始信号完全一致的场合。一个很常见的例子是磁盘文件的压缩。根据目前的技术水平,无损压缩算法一般可以把普通文件的数据压缩到原来的1/2~1/4。一些常用的无损压缩算法有霍夫曼(Huffman)算法、算术算法、游程算法和LZW(Lenpel-Ziv & Welch)压缩算法。

(2)有损压缩是指使用压缩后的数据进行重构,重构后的数据与原来的数据有所不同,但不影响人对原始资料表达的信息造成误解。有损压缩适用于重构信号不一定非要和原始信号完全相同的场合。例如,图像和声音的压缩就可以采用有损压缩,因为其中包含的数据往往多于我们的视觉系统和听觉系统所能接收的信息,丢掉一些数据而不至于对声音或者图像所表达的意思产生误解,但可大大提高压缩比。

3 、数据加密

数据加密技术是指将一个信息或称明文,经过加密钥匙及加密函数转换,变成无意义的密文,而接收方则将此密文经过解密函数、解密钥匙还原成明文。加密技术广泛用于网络数据的安全。

数据加密技术要求只有在指定的用户或网络下,才能解除密码而获得原来的数据,这就需要给数据发送方和接受方以一些特殊的信息用于加解密,这就是所谓的密钥。其密钥的值是从大量的随机数中选取的。按加密算法分为专用密钥和公开密钥两种。

(1)专用密钥,又称为对称密钥或单密钥,加密和解密时使用同一个密钥,即同一个算法。如DES和MIT的Kerberos算法。

(2)公开密钥,又称非对称密钥,加密和解密时使用不同的密钥,即不同的算法,虽然两者之间存在一定的关系,但不可能轻易地从一个推导出另一个。有一把公用的加密密钥,有多把解密密钥,如RSA算法。  

4 、海量数据存储

存储技术经历单个磁盘、磁带、RAID到网络存储系统的发展历程。网络存储技术就是将网络技术和I/O技术集成起来,利用网络的寻址能力、即插即用的连接性、灵活性,存储的高性能和高效率,提供基于网络的数据存储和共享服务。在超大数据量的存储管理、扩展性方面具有明显的优势。典型的网络存储技术有网络附加存储NAS(Network Attached Storage)和存储区域网SAN(Storage Area Networks)两种。

(1)NAS技术是网络技术在存储领域的延伸和发展。它直接将存储设备挂在网上,有良好的共享性、开放性。缺点是与LAN共同用物理网络,易形成拥塞,而影响性能。特别在数据备份时,性能较低,影响在企业存储应用中的地位。

(2)SAN技术是以数据存储为中心,使用光纤通道连接高速网络存储的体系结构。即将数据存储作为网络上的一个区域独立出来。在高度的设备和数据共享基础上,减轻网络和服务器的负担。因光纤通道的存储网和LAN分开,使性能得到很大的提高,而且还提供了很高的可靠性和强大的连续业务处理能力。SAN存储设备之间通过专用通道进行通信,不占用服务器的资源。因此非常适合超大量数据的存储,成为网络存储的主流。

基于存储路由器的SAN虚拟化,存储路由器是一种智能化设备,既具有路由器的功能,又针对I/O进行专门优化。它部署在存储路由器上,多个存储路由器保存着整个存储系统中的元数据多个副本,并通过一定的更新策略保持一致性。这种结构中,因存储路由器具有强大的协议功能,所以具有更多的优势。能充分利用存储资源,保护投资。能实现软硬件隔离,并辅有大量的自动化工具,提高了虚拟服务器的安全性,降低对技术人员的需求和成本。

六、数字馆 构建的初步设想

利用web-3D技术和虚拟建模方法,开发具有三维空间效果的数字实物地质资料馆,实现多用户的网络浏览与交互操作。向用户全面展示数字厅馆的全貌,充分体现地质文化内涵,与地质实物展示主题相结合的布局,达到宣传地学知识和研究成果,以及科普知识的目的。

 
   

(1)地质实物具有多种类型(岩心、标本、化石、薄片等),在设计时按照实物种类把展区分为4个区或分厅,用于展示不同的实物地质资料(图1)。

(2)数字实物地质资料馆的构建属于整箱的建模过程,由人工进行建模完成,建模软件主要有3DMAX、MAYA、Direct3D方法(图2、图3)。

 
   

(3)在每个展厅内设置实物标本的展柜、展台、道路,以及附加设施等进行整体规划,在关键位置设计与地质文化气息相关的装饰、指引牌和内容介绍(图4、图5)。

       
     
 
   

(4)构建用户为中心的第一人称摄像机,加入键盘控制模块,用键盘控制上下左右移动,鼠标控制摄像机视角旋转。实现场馆内的实时互动游览,行走、移动视角、点击查看等功能(图6)。

(5)建成后的数字实物地质资料馆,将向社会提供下列实物地质资料信息服务:地质钻孔岩心图象的展示与地质信息描述,地质标本图象的三维全景展示与地质信息描述,地质标本、古生物化石图象的展示与地质信息描述,岩石薄片、矿石光片图象的展示与地质信息的描述和地质工作基本信息的检索与查询。地质标本的三维展厅(图7、图8)。

 
   

总之,数字实物地质资料馆的主要特点是信息技术在网上展示不同实物地质资料的状态,并提供不同实物说明性的属性信息和可利用的信息,向社会提供公益性服务。主要包括:

(1)地质钻孔岩心图象的展示与地质信息描述;

(2)地质标本图象的三维全景展示与地质信息描述;

(3)地质标本、古生物化石图象的展示与地质信息描述;

(4)岩石薄片、矿石光片图象的展示与地质信息的描述;

(5)地质工作基本信息的检索与查询。

 

2010 年以来“同一个地质”计划的最新进展

许百泉

(.中国地质调查局发展研究中心,北京100037)

一、计划概况

随着计算机技术的发展,地质图件的服务正在从传统专有性图件和单一性地质图件服务向实用性和多学科系列图件服务转变。“同一个地质”(One Geology)计划[1]是适应此种趋势而实施的一项全球性地质资料信息服务计划。这一计划是地质调查界的一项国际性的创意活动,同时也是“国际行星地球年”(International Year of Planet Earth,IYPE)的一项旗舰项目,其目标是建立一个包含多个国际组织和国家的地质调查机构参与的全球数字地质图共享系统,并在网络上创建一个开放的动态世界地质地图数据库,为全球地质调查与研究机构和大众用户提供地质图信息服务。同时,该计划应用J2EE和WebGIS技术,以网络为平台提供各种比例尺的地质图;参与该项目的国家通过发布基于开放地理空间信息联盟(Open Geospatial Consortium,OGC)标准的网络服务,并将访问接口注册到同一个地质门户网站(http://portal.onegeology.org)实现地质图空间数据的共享。

之前已有文章[2-5]对“同一个地质”计划的发展历史、组织管理、技术标准,以及2010年之前所取得的一些进展进行了详细介绍,本文主要介绍该计划自2010年之后取得的进展。

二、参与范围不断扩大

2010年之前,参加“同一个地质”计划的国家已有103个,其中44个国家提供了服务数据[4]。此后“同一个地质”计划的参与范围进一步扩大,到目前为止已有117个国家加入该计划,其中60个国家提供了网络地图服务,还有26个国家进一步提供了网络要素服务。与2010年[4]相比,计划新增了114个地质图层(表1)。特别值得注意的是,在2012年8月澳大利亚布里斯班召开的第34届国际地质大会上,俄罗斯全俄地质研究所向“同一个地质”计划提供了独联体地区的基岩地质图,这是历史上第一幅完整的该地区数字地质图。

表1  2010年以来“同一个地质”计划新增的图层

区域

图层(包含WFS的图层已标出)

比例尺

服务提供者

数据所有者

非洲

非洲基岩年代图、断裂图(英语、法语)

1:1000

法国地质研究与矿产局

非洲地理信息系统网络

埃塞俄比亚地质图

1:200

非洲东部和南部矿产中心

埃塞俄比亚地调局

肯尼亚地质图

1:200

非洲东部和南部矿产中心

肯尼亚矿产地质部

坦桑尼亚基岩地质图

1:200

非洲东部和南部矿产中心

坦桑尼亚地调局

乌干达地质图

1:200

非洲东部和南部矿产中心

乌干达地质调查与矿产部

非洲南部主要构造要素图、基岩岩性地层图

1:250

南非地质科学委员会

莫桑比克基岩岩性地层图、线性地质要素图、线性与构造要素图

1:100

南非地质科学委员会

莫桑比克国家地质局

南非主要线性地质要素图、主要构造要素图

1:100

南非地质科学委员会

布基纳法索主要构造要素图、基岩岩性地层图

1:100

英国地调局

布基纳法索矿产地质局

南极

南维多利亚地断裂图、褶皱轴图、地质边界图、地质单元图、侵入岩脉图、线性构造图、地图数据源

1:25

新西兰地质与核科学研究所

亚洲

老挝基岩岩性图

1:100

芬兰地调局

老挝地质矿产部

东马来西亚合并基岩、地表地质与年代图,半岛马来西亚合并基岩、地表地质与年代图

1:100

日本地调局

马来西亚矿产与地球科学部

也门基岩图、断裂图、地表地质图

1:100

法国地质研究与矿产局

也门地质调查与矿产资源委员会

欧洲

独联体基岩地质图

1:100

俄罗斯全俄地质研究所

匈牙利地质单元图、地质构造图 (WFS)

1:100

匈牙利地质研究院

罗马尼亚基岩岩性地层图

1:100

罗马尼亚地质研究院

斯洛伐克地质边界与大地构造图、地质单元—年代图 (WFS) 、地质单元—岩性图 (WFS)

1:50

斯洛伐克国家地质研究院

芬兰基岩岩性图、基岩岩墙岩性图、地表岩性图 (WFS)

1:100

芬兰地调局

冰岛基岩年代图

1:50

冰岛自然历史研究院

英国基尔马诺克、拉夫堡地面沉降图、可溶性岩石图、山体滑坡图、膨胀收缩图、流沙图,英国浅表矿床图、物质坡移图、基岩图、线性要素图、人造土地图

1:5

英国地调局

波斯尼亚和黑塞哥维那地表地质单元图、地表地质构造图

1:100

斯洛文尼亚地调局

波斯尼亚和黑塞哥维那地调局

葡萄牙地质年代图 (WFS) 、地质构造图、岩性图

1:100

葡萄牙能源与地质国家实验室

塞尔维亚地表地质单元图

1:100

斯洛文尼亚地调局

塞尔维亚能源、发展与环境部

比利时地表地质构造图

1:100

比利时地调局

比利时地表地质单元图 (WFS)

1:25

比利时法兰德斯第三系岩性地层图

1:5

比利时法兰德斯地下数据库

比利时法兰德斯土地、土壤保护、地下与自然资源部

比利时法兰德斯第四系岩性地层图

1:20

卢森堡基岩年代地质图、地表年代地质图、地质构造图、基岩岩性地质图、地表岩性地质图

1:100

卢森堡地调局

拉丁美洲

多米尼加共和国构造图、地质单元图

1:25

西班牙地质矿产研究院

苏里南地表地质图

1:100

荷兰应用科学研究组织

北美

加拿大马尼托巴省基岩年代图、基岩地质图,威利斯顿盆地前寒武至第三纪各地质年代地质图

1:100

加拿大马尼托巴省地调局

加拿大马尼托巴省第四纪地质图、地表地质图、数字高程模型,红河谷地表地质图、数字高程模型

1:25

加拿大纽芬兰与拉布拉多省基岩地质图、接触关系 / 断裂图、地表地质图

1:100

加拿大纽芬兰与拉布拉多省地质调查局

加拿大安大略省含铁地层组图、主要构造断裂、辉绿岩脉图、前寒武基岩地质图

1:25

加拿大安大略省地质调查局

加拿大安大略省第四纪地质图

1:100

美国岩性地层图 (WFS) 、岩性图 (WFS) 、地质年代图 (WFS) 、断裂图、接触关系图

1:300

美国亚利桑那州地调局

美国地球科学信息网

美国肯塔基州地层分组图

1:50

美国肯塔基州地调局

美国肯塔基州地质接触关系图、地质断裂图、地层分组图

1:2.4

大洋洲

南澳大利亚地质单元—年代图、地质单元—岩性地层图、剪切带图、断裂图、地质单元接触关系图,澳大利亚北领地、西澳大利亚地质单元—年代图、地质单元—岩性地层图、断裂图、地质单元接触关系图,塔斯马尼亚地质单元多边形—岩性地层图 (WFS)

1:100

澳大利亚地球科学局

澳大利亚维多利亚州基岩年代图、基岩岩性图、基岩岩性地层图、构造要素—接触关系图、构造要素—剪切位移、结构图

1:100

澳大利亚维多利亚州初级工业部

欧亚大陆

欧亚大陆地质单元图、地质构造图、大地构造图

1: 1250

法国地质研究与矿产局

世界地质图委员会

世界

世界陆地、海洋地质单元图、大洋台地图、洋底活动图、构造图

1: 5000

法国地质研究与矿产局

世界地质图委员会

此外,目前已有15个国际组织参与了“同一个地质”计划,包括:国际行星地球年、联合国教科文组织、世界地质图委员会、国际地质科学联合会、全球制图国际指导委员会、国际地质勘探联盟、地理信息科学管理应用委员会(Commission for the Management and Application of Geoscience Information, CGI)、地学信息联盟(Geoscience Information Consortium, GIC)、国际地球观测组织(Group on Earth Observations, GEO)、国际岩石圈计划(International Lithosphere Program)欧洲地质板块观察系统(European Plate Observing System, EPOS)、欧洲地质调查局协会(EuroGeoSurveys)、东亚和东南亚地学信息协调委员会(Coordinating Committee for Geoscience Programmes in East and Southeast Asia, CCOP)、非洲地质学会(Geological Society of Africa, GSAf)、非洲地学信息(Geoscience Information in Africa, GIRAF)等。

三、技术指南发布

“同一个地质”计划技术工作小组为计划参与者提供了一系列技术指南(Cookbook),包含详细的工作流程,以帮助其利用现有的数据构建符合其技术标准的网络服务。目前计划提供了三种技术指南,第一种解释了如何不利用GML/GeoSciML建立符合“同一个地质”计划要求的WMS,第二种解释了如何将终端数据库映射到GeoSciML的WFS,第三种解释了如何利用开源软件构建WFS。这些技术指南都可以在计划官方网站方便地下载。

四、网络服务认证体系建立

为促进参与计划的各国地调组织提升服务水平,计划技术工作小组在该计划的指导小组和操作管理小组指导下,于2011年8月推出了网络服务认证体系(OneGeology Web Services Accreditation Scheme)。认证体系分为五星级,每个级别分别有各自的标准(表2)。已经提供地质图服务(WMS)给同一个地质计划的参与者默认获得一星级认证,获得更高的认证需要通过“同一个地质”计划网站进行申请。目前已有22个国家的地调组织申请了二星级以上的认证,其中奥地利、比利时、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、匈牙利、爱尔兰、意大利、卢森堡、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、英国、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典获得了四星级认证,罗马尼亚获得了三星级认证。

表2 “同一个地质”计划网络服务认证体系标准

星级

服务级别

具体标准

一星级

基本网络地图服务

(Basic Web Map Service)

有GetCapabilities和GetMap功能的WMS

二星级

中级网络地图服务

(Upgraded Web Map Service)

达到一星级标准

提供图例

提供最低限度的元数据

三星级

高级网络地图服务

(Enhanced Web Map Service)

达到二星级标准

支持GetFeatureInfo功能

支持WMS v1.3.0

提供的地质年代符合IUGS标准

GetCapabilities 回应遵循ISO19115

关于数据使用的明确说明,包括许可与收费规则

数据必须能够透明、简单、平等地获得

四星级

网络要素服务

(Web Feature Service)

达到三星级标准

提供符合OneGeology profile的元数据

最低支持WFS v1.1.0

以GeoSciML格式提供地图要素

五星级

高级网络要素服务

(Enhanced Web Feature Service)

达到四星级标准

以GeoSciML v3以上的格式提供地图要素,可以用CGI标准的词汇表对年代和岩性进行查询,符合Schematron批准的profiles

五、服务方式更加多样

1 、服务门户

“同一个地质”服务门户网站于2012年11月进行了最新的改版,门户网站初始在来自NASA遥感卫星的地理地图上显示来自世界地质图委员会的全球陆地的1:5000万地质图;当用户缩小到某个区域时,会自动选择与比例尺相应的该区域地质图进行显示。用户也可以手动选择一个或多个图层显示,不仅包括在同一个地质注册过的网络地图服务,还可以添加外部的其他符合规范的网络地图服务。用户可以对图像进行放大、缩小、平移、打印,给定位置移动到某一点,调整图层的叠放顺序、透明度,获取整个图层的信息,查看图例,获取图上某一点的具体信息,按元数据搜索图层等操作。门户网站目前提供英语、法语两种语言的服务。

2 、软件接口服务

“同一个地质”服务门户的网络地图和要素服务接口现在也可以通过其他软件(表3)加以使用。一般来说使用服务的过程是:从门户获得网络地图或要素服务的地址,作为图层添加到GIS应用中,然后利用这些应用的功能进行处理。门户还可以输出KML文件以供Google Earth等GIS应用使用。

表3 可以利用“同一个地质”服务的软件

软件名称

网址

软件性质

Gaia

http://www.thecarbonproject.com/gaia.php

开源软件

ESRI ArcGIS

http://www.esri.com/software/arcgis

专有软件

NASA World Wind

http://worldwindcentral.com/wiki/Main_Page

开源软件

Dapple

http://dapple.geosoft.com/

开源软件

Google Earth

http://www.google.com/earth/

免费软件

Quantum GIS

http://www.qgis.org/

开源软件

3 、其他服务

目前“同一个地质”计划网站还提供了一些其他服务(OneGeology eXtra),包括:①Culture: 文化艺术中的地质;②Geodiversity: 与联合国教科文组织合作,通过宣传地质公园、世界自然遗产向一般人宣传地质;③OneGeology Kids: 向少年儿童介绍地质知识,有英语、俄语、丹麦语、斯洛文尼亚语、土耳其语等五种语言;④Showcase: 其他国家、组织的地质应用的优秀范例。

同一个地质——欧洲 计划顺利完成

“同一个地质——欧洲”计划[6]是“同一个地质”的一个区域性的计划,给“同一个地质”计划补充了新动力,提供了重要支撑。2008年3月,20个欧洲地质调查局以及其他9个相关组织,为使欧洲现有的数字地质空间数据更容易查找、取得和使用,以“欧洲海洋观测和数据网络预研究”的名义向欧洲议会正式提出325万欧元的经费申请,计划用2年多的时间建设同一个地质—欧洲计划;欧洲议会批准260万欧元,时间2年[4]。2008年9月11-12日,该计划相关人员在罗马召开了项目启动会议和工作会议;计划被划分为十个工作包进行。该计划使用与“同一个地质”计划相似的技术架构与标准。2010年10月26日,欧洲计划的服务门户网站正式运行,这标志着同一个地质—欧洲计划已顺利完成。门户提供了来自20个国家的比例尺至少为1:100万的空间数据,除在“同一个地质”计划注册过的网络地图服务之外,还提供一些其他地质图;同一个地质—欧洲的门户网站也有比同一个地质门户网站更强大的元数据搜索功能,并提供更多种语言(达18种)的服务。同一个地质—欧洲计划成功实现了当初的目标,促进了欧洲在地球空间数据方面的交流合作,促进了国际标准的推广应用。虽然该计划项目已成功完成,但参与计划的所有地质调查局均同意继续提供数据,欧洲地质调查局协会也会继续维护服务门户网站。

七、中国在计划中的参与情况

中国地质调查局最初作为东亚和东南亚地学信息协调委员会(CCOP)加入了“同一个地质”计划。2008年8月28日,“同一个地质”计划负责人Ian Jackson访问中国地质调查局,就中国直接加入“同一个地质”计划等问题进行了协商。第33届国际地质大会上,中国以独立成员的身份加入了该计划,并就1:100万中国地质图数据服务、中国地质调查局在操作管理小组和技术小组中的地位作用、中国地质调查局承办“同一个地质”计划工作会议等问题与“同一个地质”计划负责人员达成了一致意见。2009年9月同一个地质技术小组负责人Tim Duffy和Jean-Jacques Serrano造访了地质研究所,并就相关技术细节问题进行了探讨和解决[5]。中国地质调查局设立了“1:100万地质图国际合作编图”项目,研究开发符合“同一个地质”计划要求的网络地图服务,该项目由中国地质科学院地质研究所承担,在全国1:100万地质图空间数据库的基础上,成功实现了网络地图服务,项目于2011年12月以优秀成绩通过成果验收[7]。但目前为止其研究成果尚未提供给同一个地质计划服务门户,因此中国尚未被包含在60个提供网络地图服务数据的国家之中。

八、小结

“同一个地质”计划是一个国际的地质图网络共享计划。该计划自2010年以来,取得了以下最新进展:

(1)参与范围不断扩大,到目前为止已有117个国家、15个国际组织加入该计划,其中60个国家提供了网络地图服务,还有26个国家进一步提供了网络要素服务。与2010年相比,计划新增了114个地质图层。

(2)发布了技术指南,以帮助计划参与者利用现有的数据构建符合计划技术标准的网络服务。

(3)建立网络服务认证体系,促进参与计划的各国地调组织提升服务水平。

(4)服务方式更加多样化,包括服务门户、通过其他GIS应用利用网络地图和要素服务以及其他服务。

(5)区域性计划“同一个地质——欧洲”顺利完成。

中国虽然在早期积极响应“同一个地质”计划,但目前为止其研究成果尚未提供给同一个地质计划服务门户,因此中国尚未被包含在60个提供网络地图服务数据的国家之中。

参考文献

[1] OneGeology计划网站[EB/OL]. [2013-5-15]. http://www.onegeology.org/.

[2] 刘凤山. 《同一个地质计划》的进展与对策[J]. 地质通报, 2008,27(3): 430-432.

[3] 刘凤山. 从第 33 届国际地质大会看《同一个地质计划》的现状及新进展[J]. 地质通报, 2008,27(12): 2138-2140.

[4] 刘凤山. 第33届国际地质大会以来《同一个地质计划》若干重要进展[J]. 地质通报, 2010,29(1): 157-164.

[5] 逯永光, 丁孝忠, 李廷栋, 等. “OneGeology计划”及其在中国研究新进展[J]. 中国地质, 2011,38(3): 799-808.

[6] 同一个地质——欧洲计划网站[EB/OL]. [2013-5-15].http://onegeology-europe.brgm.fr/.

[7] “1:100万地质图国际合作编图”项目以优秀成绩通过成果验收[EB/OL]. [2013-5-15]. http://igeo.cags.ac.cn/000033/2012/2012010700001356/2012010700001356.htm.


简讯1

黑龙江岔路口钼多金属矿实物地质资料收入国家实物地质资料馆

 

在黑龙江省有色金属地质勘查706队和大兴安岭金欣矿业有限公司的大力支持下,国家实物库于2013年6月底完成了大兴安岭松岭地区岔路口钼多金属矿勘探项目的岩心采集入库工作,共收藏ZKHD901孔1230.34米,ZKHD1301孔1520.95米和ZKHD1706孔1148.51米3个钻孔的岩心及其相关地质资料。

黑龙江岔路口矿床是近年来在大兴安岭地区北部找到的一处特大型斑岩钼多金属矿床,其储量达到世界级多金属矿床规模。从大地构造上看,该区位于兴蒙造山带的东段,德尔布干构造—岩浆带的东北段,属于华北板块,是蒙古块体与西伯利亚板块碰撞对接后伸展构造环境中岩浆活动的产物。钼多金属矿化大部分在侏罗系火山-沉积岩中,呈细脉状、细脉浸染状产出,并与晚侏罗世石英斑岩、花岗斑岩和隐爆角砾岩具有密切的时空分布关系。该矿区资源潜力对大兴安岭经济社会发展具有极为重要的战略意义,其实物地质资料是对国家实物地质资料馆收集东北地区钼矿重要的补充。

(国土资源实物地质资料中心 崔立伟 供稿)

简讯2

福建古田西朝钼矿岩心收入国家实物地质资料库馆

 

2012年5月,国家实物地质资料库接收了福建省古田西朝钼矿岩心(钻孔ZK3404、钻孔ZK3907和钻孔ZK3908共计:1542.51m)及相关文本资料。

古田西朝钼矿区大地构造属武夷山构造带,位于政和-大埔断裂带以东, 闽东中生代火山断坳带的次一级寿宁-南靖梅林火山喷发带北段古田喷发区。构造断裂发育,自晚侏罗世起火山呈中心式及裂隙喷发强烈, 岩浆侵入频繁, 构成了钼矿的成矿有利环境。矿床属斑岩类型。

古田西朝钼矿是近年来福建省内发现的规模较大、品位较富的钼矿床,矿区资源潜力巨大,对在此区域发现同类型矿床具有生产指导意义,同时也是对国家实物地质资料库收集东南地区钼矿重要的补充。

(国土资源实物地质资料中心 崔立伟 供稿)

简讯3

集思广益 助力全国实物地质资料筛选分级管理

实物地质资料筛选技术研讨会 在京召开

 

2013年6月14日,在北京西郊宾馆召开了“实物地质资料筛选技术研讨会”。中心邀请了中国地质大学(北京)地学院的赵国春、许虹、苏尚国、王建平、申俊峰等专家教授出席研讨会。中心副主任李寅、科技处副处长张晨光出席研讨会,项目负责人陈新宇主持会议。

研讨会上,领导和专家在听取了“实物地质资料筛选及保管技术方法研究”项目组负责人陈新宇对项目进展及阶段成果汇报之后,李寅副主任代表中心对各位专家出席研讨会表示感谢,并在国家实物地质资料馆的历史沿革、基本情况、职能和部门设置、馆藏规模和体系、科研项目开展情况、取得成果等方面作了简要介绍。李主任表示,中国地质大学(北京)地学院的专家们,基础理论扎实,项目实践经验丰富,希望能通过本次研讨会,创新思维,开拓思路,为项目下一步工作奠定扎实的基础。

各位专家就目前固体矿产勘查实物资料筛选存在的问题和难点进行了热烈的研讨,特别是在针对实物地质资料筛选因素、筛选原则等方面进行深入的探讨,并对项目下一步工作提出了很多可行性的建议,这些建议对解决项目当前遇到的困难和问题提供了新的思路,对更好完成项目工作任务有着重要指导作用。

李寅副主任在最后总结时表示,本次研讨会各位专家提出的思路和方法对项目具体实施有很大的启发作用,项目组成员收获很大。通过本次研讨会,为我们双方今后的交流合作奠定基础。欢迎各位专家教授到实物中心参观指导。

据悉,中心“实物地质资料筛选及保管技术方法研究”项目相关技术研讨会本年度已召开四次,分别邀请了国土资源部、部高咨中心、中国地质调查局、发展研究中心、中国地质大学(北京)等上级部门和高校的领导和专家对项目工作思路和技术方法进行研讨,为项目顺利实施和取得预期成果奠定坚实的基础。
                                                                                       

 

(国土资源实物地质资料中心 刘向东  陈阳 供稿)

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