青藏高原地质调查信息化建设现状与展望

刘 恒，韩 媛，靳文虎，王 伟，何旭博，张吉福，赵 威

（中国地质调查局西宁自然资源综合调查中心，西宁 810000）

青藏高原是全球十大生态脆弱区之一，对我国的生态安全和经济发展具有重要意义。其高海拔、高寒的特殊气候条件，给地质调查和资源勘查工作带来了巨大的挑战，也为地质信息化建设提供了广阔的发展空间和应用前景。因此，研究青藏高原地质调查信息化建设现状，探索解决面临的问题和未来的发展方向，对于推动青藏高原地区地质资源开发和环境保护具有重要的现实意义和科学价值。

1 国内外地质调查信息化的发展现状

地质调查信息化是运用信息技术对地质调查过程中的各个环节进行数字化、网络化、标准化的一种现代化技术手段。信息化建设可以提高地质调查的效率和质量，同时也能够方便地质数据的存储、管理、共享。随着信息技术的不断发展，地质调查信息化建设在国内外得到了广泛的应用和推广。

1.1 国外地质调查信息化的发展现状

发达国家的地质数据汇聚、管理、开发与利用都具有严格的技术标准，实现了地质资料标准化输出和一体化表达[1]。国外地质大数据发展紧密围绕经济社会发展需求，推进标准化进程，提供精准性定制化应用服务，提升地质信息产品的市场化与价值化[2]。以美国、加拿大、澳大利亚为例，分析总结国外地质调查信息化发展现状。

1.1.1 美国地质调查信息化发展现状

美国在矿产资源和环境等领域处于领先地位。通过Hadoop、Spark 大数据技术，建立全球互联科学研究基础设施，实现多源数据的快速集成和分析。在数据管理开放方面，创建地球观测数据体系，采取开源、数据共享等方式，支持公共数据平台的建立和开放。

1.1.2 加拿大地质调查信息化发展现状

加拿大地质调查工作主动服务于需求导向，积极运用地球科学知识和相关技术解决管理时间问题[3]。加拿大地质调查局与国内外专业机构开展合作对加拿大各地的地质数据进行集成、管理、分析，构建了一套矿产资源管理和环境保护数据体系。积极推进数据挖掘技术的研究和应用，帮助社会各部门快速获取、处理、分析数据，实现技术交流和成果共享。

1.1.3 澳大利亚地质调查信息化发展现状

澳大利亚在地质信息服务方面，尤其在地质信息化方面保持较高水准[4]，借助数字地球技术和元数据等技术手段，建立了一套矿产资源管理数据体系，在矿产资源勘探和管理方面取得了突出成绩。澳大利亚建立统一的政府数据元数据标准，发布多种数据开放格式和设置专门的开放政府数据元数据标准管理维护机构[5]，建立了一套成熟的元数据管理系统，对矿产资源信息数据进行归档管理，实现了对信息数据的全生命周期管理。

1.2 国内地质调查信息化的发展现状

1.2.1 国内地质调查信息化发展阶段

近年来，我国地质调查信息化建设得到了广泛的关注和推广。地质调查信息化的发展可以分为3 个阶段：第一阶段是信息化建设的起步阶段，主要以信息化基础设施建设为主，如计算机网络、服务器等。第二阶段是信息化应用阶段，主要是在基础设施的基础上推广应用地质调查信息化技术，包括地质调查管理系统、地质数据管理系统、地质图件管理系统等。第三阶段是信息化深度应用阶段，主要是在信息化应用的基础上进一步深化应用，包括地质调查信息化全过程管理、地质数据共享和开放等。目前，国内地质调查信息化建设已经进入到第三阶段。

1.2.2 国内地质调查信息化存在的问题

1）地质资料信息化的体系不够完善。现阶段，全国地质资源信息化工作的制度体系还没有健全，技术标准不能适应地质现代化发展的基本需要。主要表现在标准与实现信息共享方面的技术，标准与标准之间还缺乏有效的沟通与相互协调，将多个来源的数据进行综合管理和使用，也没有适应现阶段标准化的发展趋势[6]。

2）资源数据缺乏共享和标准化。地质数据分散在不同部门和机构之间，缺乏统一的数据标准和共享机制，导致地质资料的整合和共享变得困难，增加了数据获取的复杂性和成本。我国传统地质资料档案中有许多珍贵资源未能完全实现数字化管理，这部分传统资料查找麻烦，利用率低，甚至失去其价值[7]。相关工作人员应当开展系统层面与数据层面的有效整合[8]，来改变现状。

3）专业人才不足。地质资料信息化是一个非常庞大的系统工程，由于地质资料信息内容的数字化、电子档案信息的技术化、开发利用形式的多样化，需要大量的信息化人才，由于地质调查需要掌握多种学科的知识，技术要求相对较高，因此在引进信息化人才方面与其他部门相比处于劣势[9]。

4）市场需求缺失。国内地质调查信息化工作的市场需求相对较少。由于地质调查行业的特殊性，国内需要地质调查信息化服务的单位也较少，这样的环境限制了地质调查信息化的发展。地质调查信息化技术的研究和开发也需要大量的投入，这也使得一些企业望而却步。

2 青藏高原地质调查信息化的研究现状

青藏高原地质调查信息化建设从20 世纪80 年代开始，经历了多个阶段的发展。最初是采用常规的图形法和文献调查法，进行地质资料的收集和整理。20 世纪90 年代以来，我国开始大力推广地理信息系统技术，青藏高原地质调查信息化建设也进入了一个新的阶段。到了21 世纪初，随着各种先进信息技术的广泛应用，青藏高原地质调查信息化建设取得了长足进展，实现了从数据采集到管理再到共享的全过程信息化管理。

2.1 数据管理和共享平台建设

随着数字化的推进，青藏高原地质调查要素数据积累增加，数据管理成为地质调查的关键因素。“地质云”青藏高原地质专题平台正在进一步建设中，“地质云”平台的建设是一个长期、系统的工程，为数据使用者提供多元化的数据服务，建立全面、规范、可持续的数据标准，更好地实现数据共享效益。

2.2 地学信息系统的应用

青藏高原地学信息系统在信息科技、地学和地理信息系统等方面的发展较为成熟。在信息科技方面，通过对现有的信息技术及其资料的科学分析和整合，使信息数据成为必不可少的一种资源。在地学领域方面，青藏高原地学信息系统应用广泛，适用于青藏高原地学多学科、多领域的科学探索。在地理信息系统方面，借助青藏高原地学信息系统，提高卫星遥感和地理信息技术的应用与效果，推动青藏高原地学信息科技的不断发展。

2.3 无人机遥感技术的应用

目前，青藏高原无人机遥感技术在资源勘探和保护、生态环境监测、地质灾害监测和预防等方面得到了广泛的应用。无人机遥感技术对青藏高原地区的资源利用情况、生态环境状况、地质构造等情况进行精准的监测和研究，促进资源的保护和科学利用。

3 青藏高原地质调查信息化存在的问题

3.1 基础设施薄弱

由于青藏高原独特的地理特征，基础设施建设受到高海拔、低气温、缺氧等自然环境的影响，现有的信息化基础设施建设规模较小，技术水平较低，应用领域较窄，无法满足科学研究和生产实践的需要，而青藏高原地区数据种类繁多，现有的数据库建设十分薄弱，不能满足数据共享和交流方面的需求，缺乏成熟高效的大数据管理系统。

3.2 技术人才短缺

青藏高原地区的地理位置偏远，难以吸引优秀的地质人才参与到地质调查信息化的建设中来，同时对信息化建设资金投入不足，人才培养也相对落后，现有的人才队伍培训体系不足以支撑信息化发展的需求，从而影响了信息化建设的进展。

3.3 数据资源质量不高

青藏高原受其独特的地理位置和海拔的影响，生态系统类型丰富多样，是我国重要的矿产资源和水资源战略基地[10]，由于地质复杂性高，地形地貌险峻，气候条件恶劣，使得地质调查的难度增大，传统地质调查方法受到制约，因此一些数据在采集过程中存在不准确及还未有效采集的问题，甚至可能与行业标准存在差别。

3.4 地质勘察信息模型滞后

地质勘察信息模型在地质勘察工作中发挥了越来越重要的作用，加强地质勘察技术的研究，优化地质勘察信息模型，发挥地质勘察信息模型更大的功能优势，以便更好地为地质勘察工作服务[11]。而当前勘察模型存在着预测不精准、数据采集不完善等问题。

4 青藏高原地质调查信息化建设思路

青藏高原地质信息化建设是促进区域经济发展和保障国家安全的重要举措。落实中国地质调查局提出的“三位一体”总体布局，推进地质调查信息化建设。针对青藏高原地质调查的实际情况，提出以下建设思路。

4.1 以地质数据体系建设为基石

青藏高原地区地质数据量大、类型多、分散不集中，建设一个完善的青藏高原地质数据体系是地质调查信息化建设的基础和关键。而建立数据体系的关键是建立集中、高效的数据中心，将青藏高原地区地质数据统一存储到数据中心中，建立完善的地质数据管理标准，确保数据的质量和可靠性，建立分层次、分区域的数据存储体系，以满足不同用户的需求，从而实现数据的规范化、集中化、共享化和开放化。

4.2 以科技创新为引领

依托科技创新，利用新技术、新方法对青藏高原地区进行地形地貌、岩浆岩石、构造和矿产资源等方面的调查与研究，提高地质调查的空间分辨率和覆盖范围；利用大数据、人工智能等高新技术，提高地质勘查的效率和准确性，对地质调查数据进行挖掘和分析，探寻地质信息的潜在价值，为地质勘探和资源开发提供科学支撑。

4.3 以地质信息服务为导向

以用户为中心，从用户需求出发，建立健全地质信息服务体系，提供多元化、个性化、定制化的地质信息产品服务，促进青藏高原的资源开发和环境保护。依托“地质云”平台，建立便捷的地质信息查询系统，为用户提供各类地质数据的查询和下载服务，实现信息的深度挖掘和价值发挥。

4.4 以信息安全为保障

随着信息化建设的推进，地质调查信息的规模和复杂度不断增加，数据泄露、网络攻击、系统瘫痪等信息安全风险不断增加，确保地质调查信息的安全可靠是信息化建设刻不容缓的重点工作。建立健全的信息安全管理体系，制定安全标准和规范，加强相关人员安全意识，建立应急预案和响应机制，及时处置各种信息安全事件和风险，保障信息安全。

5 展望

5.1 加强地质数据质量和管理能力建设

加强对地质数据质量的监管和管理，建立高效、科学、全面的地质数据管理机制。推进地质数据智能化管理和共享，推进地质数据的共享和开放，以网络为媒介，大力推进地质资料信息公开共享[12]，促进地质数据在科研、教育、产业等方面的广泛应用，提高地质数据的利用价值和社会效益。

5.2 加强地质数据安全保护

建立完善的地质数据安全管理体系，制定和实施地质数据安全管理政策和规范，明确数据的分类和分级保护要求，对存储地质数据的设备和设施进行物理安全保护，确保设备的安全性和防护能力，建立安全的网络架构，防止网络攻击和恶意软件对地质数据的侵害，定期对存储地质数据的设备进行安全漏洞扫描和漏洞修复，确保网络系统的安全性，对敏感和重要的地质数据进行加密处理，确保数据在传输存储中的安全。

5.3 推进地质云建设，实现地质数据的智能化管理和服务

“地质云”作为地质调查信息共享平台的一种形式，是青藏高原地质信息化建设的重要组成部分，通过地质云平台实现地质数据的智能化管理和服务，加强地质数据标准化和集成化，建立标准化的地质数据体系，提供统一的数据共享环境，促进地质数据的集中存储和整合，避免数据的分散和孤立，为青藏高原的地质研究和资源开发提供有力支持。开放数据接口和数据资源，鼓励第三方机构和企业开发地质数据相关的应用软件和服务，共同建立地质云平台。

5.4 加强地质信息化人才培养和队伍建设

建立产学研合作机制，通过青藏高原地区得天独厚的地质资源和环境条件，吸引国内外优秀的地质信息化企业和研究机构参与合作，提升地质信息化人才的综合素质和能力。关注人才的职业发展，提供有挑战性和发展空间的工作岗位，建立健全人才激励机制，提供有竞争力的薪酬和晋升通道，激发人才的工作热情和创新潜力。

5.5 推进人工智能技术在地质调查中的应用

人工智能是当前信息化建设的热点和前沿领域。人工智能技术可以实现地质数据的自动分析和处理，提高地质数据的准确性和可靠性。开展针对地质调查的人工智能算法研究，探索地质数据处理、分析的算法模型。利用人工智能的深度学习，实现对地质灾害的早期预警和预防，保障青藏高地区原地质调查的顺利进行和资源的合理开发利用，更好地推动地质调查信息化的建设。

6 结束语

在信息化技术的不断发展下，地质调查工作也将逐步向数字化、智能化的方向发展。青藏高原地区作为我国的重要区域，其地质信息化建设必将得到高度关注和重视。未来，需要在完善地质数据体系基础上，加强科技创新和信息服务，注重信息安全保障，推进地质云建设，提升地质数据智能化管理和服务水平。通过各方面的努力，相信青藏高原地质信息化建设必将取得长足的进展，为保障国家战略安全和促进地方经济社会发展作出更大的贡献。