韓 征 ，郭 萌 ，秦俊生 ，李 瀟 ，李 佳 ，劉 釗 ，李 敏

（北京市地勘局信息中心，北京 100195）

首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺建設(shè)思路

韓 征 ，郭 萌 ，秦俊生 ，李 瀟 ，李 佳 ，劉 釗 ，李 敏

（北京市地勘局信息中心，北京 100195）

為適應(yīng)大數(shù)據(jù)的新背景和首都未來發(fā)展形勢的新需求，同時避免“信息孤島”、“重復(fù)建設(shè)”等現(xiàn)象的發(fā)生。本次以首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警平臺為例，提出以多維地理信息系統(tǒng)、智慧地圖、互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)分析等信息化技術(shù)為基礎(chǔ)的平臺建設(shè)思路，闡述了平臺的總體架構(gòu)及云計算技術(shù)，多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)，大數(shù)據(jù)存儲處理技術(shù)等關(guān)鍵技術(shù)問題，同時對平臺將實現(xiàn)的功能應(yīng)用和服務(wù)對象進行了分析和說明。

地質(zhì)資源；地質(zhì)環(huán)境；大數(shù)據(jù)；物聯(lián)網(wǎng)；云計算

0 引言

目前，一場以大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)、智能控制，為核心的信息化浪潮深刻的改變著整個社會、經(jīng)濟的運行方式，顛覆了現(xiàn)有的信息化建構(gòu)模式，海量數(shù)據(jù)內(nèi)在價值的深入挖掘和分析利用，將成為未來信息化建設(shè)的主要方向和最終目標。而地勘行業(yè)的信息化成果與國家經(jīng)濟發(fā)展息息相關(guān)，在國家發(fā)展戰(zhàn)略中具有不可替代的基礎(chǔ)地位和支撐作用。因此，在信息化發(fā)展的新時期，地勘行業(yè)如何與時俱進的引入信息化的新觀念，并全方位的貫徹于城市地質(zhì)的調(diào)查研究中，便成為地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺建設(shè)的關(guān)鍵性問題。

北京市地勘局在過去的“十二五”規(guī)劃期間，初步研發(fā)了首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺（衛(wèi)萬順等，2016），完成了地下水環(huán)境、地面沉降、土壤地質(zhì)環(huán)境等監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)了地勘成果的分析利用，為未來八大監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的全面整合、集成奠定基礎(chǔ)。但受限于當時的軟硬件技術(shù)條件、平臺架構(gòu)模式以及系統(tǒng)開發(fā)方式，平臺缺乏架構(gòu)體系的總體設(shè)計，全局的整體效率并沒有隨著信息化投資的增加而同步提高，逐漸出現(xiàn)了一些亟待解決的問題。如現(xiàn)有的地質(zhì)勘查信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫處于條塊分割、孤島叢生、重復(fù)投資、低水平重復(fù)建設(shè)狀態(tài)，各專業(yè)領(lǐng)域監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)集成度不高，各類成果數(shù)據(jù)融合水平較低，綜合分析預(yù)警功能尚待開發(fā)。這與“十二五”規(guī)劃期間系統(tǒng)建設(shè)的普遍模式息息相關(guān)，一般的信息化建設(shè)都會經(jīng)歷從分散到集中、從構(gòu)建部門系統(tǒng)到全局整合系統(tǒng)的過程。這個過程造成的其中一個嚴重后果就是“信息孤島”（張瑛等，2007）。

為了滿足“十三五”期間城市地質(zhì)創(chuàng)新工作的需求，以及滿足與國土資源云、全國地質(zhì)環(huán)境信息平臺進行信息交換的需求，本次將運用大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)、多源異構(gòu)等新一代信息技術(shù)，參考國土資源環(huán)境承載力評價技術(shù)要求（國土資源部，2016），以首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警平臺為例，對平臺建設(shè)的總體思路以及云計算技術(shù)、大數(shù)據(jù)存儲處理技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成等關(guān)鍵技術(shù)進行討論，并對平臺將要實現(xiàn)的基礎(chǔ)研究類、展示服務(wù)類、決策支撐類、專業(yè)技術(shù)類四大類功能應(yīng)用及服務(wù)對象進行了說明，為將來建立“智慧型”地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警平臺提供建設(shè)思路。

1 建設(shè)目標及總體思路

1.1 建設(shè)目標

首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺將建設(shè)成為地質(zhì)勘查管理與服務(wù)的“智慧型”大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，平臺借助于新時期大數(shù)據(jù)、云計算等新一代信息技術(shù)，按照國土資源環(huán)境承載力評價技術(shù)要求，在監(jiān)測首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力的基礎(chǔ)上，提供預(yù)警預(yù)報、決策支持、技術(shù)會商、應(yīng)急處置等服務(wù)，為北京市地勘局各類專業(yè)技術(shù)人員提供地質(zhì)數(shù)據(jù)綜合利用、地質(zhì)資料查詢檢索、三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)瀏覽展示服務(wù)，同時，作為北京市地勘局的對外展示窗口，向社會公眾展示各類地勘工作成果。平臺的建立，將全面提升監(jiān)測預(yù)警平臺空間感知信息的動態(tài)獲取能力、多源異構(gòu)數(shù)據(jù)的融合能力、地勘綜合預(yù)警預(yù)報模型的建設(shè)能力以及地質(zhì)信息資源的按需服務(wù)能力，促進海量地質(zhì)信息的深入融合和全面共享，逐步實現(xiàn)大數(shù)據(jù)時代的“智慧地質(zhì)”。

1.2 總體思路

首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺，包括空間信息感知層、政務(wù)云平臺基礎(chǔ)層、信息資源層、服務(wù)層、應(yīng)用層和用戶層，還包括智能運維、政策機制和云安全標準等方面的建設(shè)內(nèi)容。平臺將依托于市級政務(wù)云、政務(wù)外網(wǎng)、物聯(lián)專網(wǎng)進行建設(shè)，實現(xiàn)基于“大數(shù)據(jù)”的地勘全流程業(yè)務(wù)應(yīng)用（圖1）。

圖1 地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺架構(gòu)體系圖Fig.1 Overall architecture of capital geological resources environment bearing capacity monitoring and forecast platform

空間信息感知層將借助于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，通過規(guī)范監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)的三層體系結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)地下水環(huán)境、地面沉降、重大線性工程、重大構(gòu)筑物及地下空間、突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、隱伏構(gòu)造、土壤地質(zhì)環(huán)境、地熱及淺層地溫能等監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)空間信息、監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯聚（郭萌等，2015）。這些結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，將首先通過政務(wù)外網(wǎng)匯聚至資源層地質(zhì)要素數(shù)據(jù)庫中，然后統(tǒng)一分發(fā)至采用分布式架構(gòu)的基層單位監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)，最后通過全局統(tǒng)一的數(shù)據(jù)交換接口和交換庫上載至平臺的信息資源層，并按照數(shù)據(jù)類型分別存儲于關(guān)系型和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，由地質(zhì)信息資源管理系統(tǒng)統(tǒng)一進行資源管理。

云平臺基礎(chǔ)層將全面依托于市級政務(wù)云，該政務(wù)云可以向平臺提供IaaS級的云服務(wù)。平臺將根據(jù)信息資源的規(guī)模，按需租用政務(wù)云的計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源。架構(gòu)與政務(wù)云之上，平臺將實現(xiàn)信息安全三級等保標準，地勘局將負責虛擬層（不含）之上的安全運維工作，政務(wù)云服務(wù)商將統(tǒng)一提供虛擬層之下的運維，這將大大減輕了專業(yè)技術(shù)人員的工作量，使之可以將精力全部投入到業(yè)務(wù)應(yīng)用之中。云平臺基礎(chǔ)層可以實現(xiàn)信息資源的按需服務(wù)，實現(xiàn)快速彈性的資源供給量以及動態(tài)資源池的配給，可根據(jù)應(yīng)用程序的具體需求獲到服務(wù)器時間、網(wǎng)絡(luò)資源等計算資源，而這種按需供應(yīng)的能力恰好可以滿足部分監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)因季節(jié)變化而產(chǎn)生的差異性計算資源的變動需求。另外，由于政務(wù)云可以實現(xiàn)廣泛的網(wǎng)絡(luò)訪問，因此可以將野外調(diào)查、野外人工監(jiān)測數(shù)據(jù)通過互聯(lián)網(wǎng)直接匯聚至平臺資源層，這將大大提升野外的工作效率，創(chuàng)新智能化的野外工作手段。

信息資源層將依托于當前發(fā)展成熟的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，結(jié)合大數(shù)據(jù)分布式文件系統(tǒng)（HDFS、GFS等）和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Big Table、Hbase等），實現(xiàn)各類結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化的成果數(shù)據(jù)、監(jiān)測數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、物化探數(shù)據(jù)、調(diào)查數(shù)據(jù)、影像數(shù)據(jù)的高效存儲。在多源異構(gòu)數(shù)據(jù)處理方面，將根據(jù)數(shù)據(jù)類型，采用不同的ETL工具（Hadoop sqoop、傳統(tǒng)ETL工具）將分散的異構(gòu)數(shù)據(jù)源、各專業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)中的數(shù)據(jù)抽取到中間層后，進行清洗、轉(zhuǎn)換、集成，最后加載到對應(yīng)的數(shù)據(jù)倉庫或分布式文件系統(tǒng)中，為后期的聯(lián)機分析處理、數(shù)據(jù)挖掘提供決策依據(jù)；在大數(shù)據(jù)處理分析方面，采用并行處理技術(shù)和流處理技術(shù)，如采用Hadoop的MapReduce并行處理技術(shù)或Storm流處理技術(shù)等，實現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的高速處理和準確分析。

服務(wù)層將采用SOA的架構(gòu)思想進行建設(shè)，系統(tǒng)將地質(zhì)應(yīng)用開發(fā)服務(wù)（集成開發(fā)環(huán)境、業(yè)務(wù)模型工具等）、各類模型服務(wù)（預(yù)警模型、三維模型等）、地質(zhì)數(shù)據(jù)服務(wù)（數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)管理、Lucene搜索等）、地質(zhì)軟件服務(wù)（GIS軟件、OLAP、挖掘工具等）等相關(guān)功能都進行有效封裝，達到模塊內(nèi)強聚合，模塊間松耦的封裝程度，然后以網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的方式進行發(fā)布和應(yīng)用，使這些松散耦合的功能和服務(wù)可以方便的進行重組并提供其他系統(tǒng)調(diào)用，實現(xiàn)資源的共享和個性化的定制服務(wù)。因此對于其他委辦局和相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，可以通過服務(wù)層對地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警資源進行編輯和重組，以輔助實現(xiàn)各自信息系統(tǒng)的應(yīng)用功能，擴大地質(zhì)信息資源的共享范圍。

應(yīng)用層將實現(xiàn)決策支撐類、展示服務(wù)類、基礎(chǔ)研究類、專業(yè)技術(shù)類四大主題應(yīng)用，建成后將全面服務(wù)于市級領(lǐng)導(dǎo)的決策支撐、服務(wù)于社會公眾的科普教育和預(yù)警預(yù)報，服務(wù)于地勘局專業(yè)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)管理和基礎(chǔ)研究工作。

2 平臺建設(shè)的關(guān)鍵技術(shù)

地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺建設(shè)將運用海量數(shù)據(jù)存儲技術(shù)、云計算技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)、數(shù)據(jù)高速傳輸技術(shù)、多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫技術(shù)、并行計算模型技術(shù)、分布式文件存儲技術(shù)、智能數(shù)據(jù)分析技術(shù)、數(shù)據(jù)可視化技術(shù)（吳沖龍，2011）、數(shù)據(jù)ETL技術(shù)、多源地質(zhì)空間數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)（陳國旭等，2008）、三維數(shù)字地質(zhì)體的多樣化空間分析技術(shù)等多項關(guān)鍵技術(shù)，以下僅對比較重要的關(guān)鍵技術(shù)進行簡述。

2.1 云計算技術(shù)

云計算是隨著計算、存儲以及通信技術(shù)的快速發(fā)展而出現(xiàn)的一種嶄新的共享基礎(chǔ)資源的商業(yè)計算模型（崔勇等，2016）被譽為“革命性的計算模型”。由于云計算技術(shù)具備按需服務(wù)、廣泛網(wǎng)絡(luò)訪問、資源共享、快速彈性、可計量服務(wù)等基本特征，且可以提供軟件即服務(wù)（SaaS）、平臺即服務(wù)（PaaS）和基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)（IaaS）的服務(wù)模型（Vaquero，et al，2009），因此很適用于對計算資源彈性要求較高的監(jiān)測預(yù)警信息平臺。平臺內(nèi)建的突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害、重大線性工程等物聯(lián)網(wǎng)具有明顯的季節(jié)性特征，如突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，在非雨季野外傳感器的監(jiān)測頻率、傳輸頻率往往以天為單位，而入汛后為了有效的進行監(jiān)測和預(yù)警預(yù)報，野外數(shù)據(jù)的監(jiān)測頻率、傳輸頻率將大大增加，同時因預(yù)警預(yù)報模型數(shù)據(jù)處理而造成計算需求大大增加，這就需要監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)具有應(yīng)對數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲、分析對于計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡(luò)資源的彈性需求，而云計算技術(shù)便可滿足這類信息資源按需分配的需求。

2.2 大數(shù)據(jù)存儲處理技術(shù)

大數(shù)據(jù)（big data），指無法在一定時間范圍內(nèi)用常規(guī)軟件工具進行捕捉、管理和處理的數(shù)據(jù)集合，是需要新處理模式才能具有更強的決策力、洞察發(fā)現(xiàn)力和流程優(yōu)化能力來適應(yīng)海量、高增長率和多樣化的信息資產(chǎn)。針對地質(zhì)勘查業(yè)而言，地質(zhì)大數(shù)據(jù)是指通過物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、手持式一體機、電腦終端等各類傳感器、移動終端實現(xiàn)海量地質(zhì)空間信息的采集，以及融合不同時代、不同主題、不同業(yè)務(wù)領(lǐng)域、不同格式地勘成果數(shù)據(jù)，形成海量的異構(gòu)地質(zhì)空間感知數(shù)據(jù)和專業(yè)領(lǐng)域業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，通過云計算平臺實現(xiàn)基于大數(shù)據(jù)的分布式非關(guān)系型數(shù)據(jù)管理與處理、異構(gòu)地質(zhì)空間數(shù)據(jù)的融合，實現(xiàn)這些異構(gòu)地質(zhì)數(shù)據(jù)快速、高效的整合、集成、存儲和處理，以助于后期的數(shù)據(jù)挖掘和智能分析。因此，大數(shù)據(jù)時代的來臨，為地學領(lǐng)域提供了跨越式發(fā)展的重要機遇（滕艷等，2013）。

因此，對于信息平臺所涉及的地面沉降、地下水位、地下水環(huán)境、地下空間等各類監(jiān)測數(shù)據(jù)，以及地勘數(shù)字化成果數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)、物化探數(shù)據(jù)、檔案資料數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化、半結(jié)構(gòu)化、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，應(yīng)借助于傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫和非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，采用大數(shù)據(jù)混合存儲架構(gòu)，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)快速、高效的處理和分析，并借助于數(shù)據(jù)挖掘分析技術(shù)進行及時、準確的地質(zhì)災(zāi)害決策分析。

2.3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術(shù)的重要組成部分，也是“信息化”時代的重要發(fā)展階段。物聯(lián)網(wǎng)的體系架構(gòu)普遍具有三個層次，分別為“神經(jīng)末梢”的感知端傳感器、“神經(jīng)中樞”的融合化網(wǎng)絡(luò)通信基礎(chǔ)設(shè)施和前端的應(yīng)用服務(wù)支撐體系。其中感知端傳感器主要是通過各類傳感器、RFID、GPS、手持式一體機等技術(shù)設(shè)備實現(xiàn)實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的自動采集和智能識別；融合化的網(wǎng)絡(luò)通信層是通過各類有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)監(jiān)測數(shù)據(jù)的快速、安全的傳輸和處理，它既可以自下而上的傳遞感知信息，又可以自上而下的傳輸控制指令；應(yīng)用服務(wù)支撐體系主要負責對物聯(lián)網(wǎng)采集到的數(shù)據(jù)進行集成、存儲和智能分析，進而實現(xiàn)更高層次的智能化應(yīng)用。

因此，在地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)過程中，應(yīng)根據(jù)物聯(lián)網(wǎng)的三層體系架構(gòu)，對包括地面沉降、地下水環(huán)境、突發(fā)地災(zāi)、重大線性工程、地下空間、隱伏構(gòu)造、地熱淺層地溫能和土壤地質(zhì)環(huán)境的監(jiān)測預(yù)警物聯(lián)網(wǎng)進行統(tǒng)一設(shè)計，實現(xiàn)感知端傳感器的標準化接口，建立基于GPRS、CDMA、政務(wù)外網(wǎng)、市級物聯(lián)專網(wǎng)、北斗衛(wèi)星的有線、無線通訊網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各類監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時、安全傳輸，并在應(yīng)用服務(wù)端實現(xiàn)基于“大數(shù)據(jù)”的信息處理和應(yīng)用，以助于各類監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)實現(xiàn)從“人工分析”到“智能分析”的躍遷，實現(xiàn)對地質(zhì)資源環(huán)境承載力的全面監(jiān)控和預(yù)警。

2.4 多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)

平臺未來將通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)接入地下水環(huán)境、地面沉降等監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，所涉及的傳感器包括雨量計、泥位計、水位計、地聲儀、攝像頭、微震儀等數(shù)十種，具有復(fù)雜多變的數(shù)據(jù)類型。同時，為了進行綜合分析和預(yù)警預(yù)報，平臺還將接入以非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主的歷史資料數(shù)據(jù)、GIS圖件、物化探數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)、數(shù)字化成果、模型數(shù)據(jù)，因此如何將這些多源異構(gòu)的地質(zhì)數(shù)據(jù)進行集成和融合，便是平臺應(yīng)首先解決的一項關(guān)鍵技術(shù)。

本次計劃將采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的方式，解決多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成的問題。對于部分監(jiān)測數(shù)據(jù)、成果數(shù)據(jù)、GIS數(shù)據(jù)、鉆孔數(shù)據(jù)等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，可以直接或通過空間數(shù)據(jù)引擎（ArcSDE等）置入關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Oracle等）中，這將充分利用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)集中控制、數(shù)據(jù)獨立性高、共享能力強、數(shù)據(jù)冗余少、易于關(guān)聯(lián)分析等優(yōu)勢。同時，對于流數(shù)據(jù)、文檔數(shù)據(jù)、數(shù)字化成果數(shù)據(jù)等非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，需要數(shù)據(jù)庫具備高并發(fā)讀寫能力、能夠容納海量數(shù)據(jù)的高效存儲和訪問、能夠具有高可擴展性和高可用性，因此需要采用分布式文件系統(tǒng)（HDFS、GFS等），搭配非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫（Big Table、Hbase等），建立復(fù)雜地質(zhì)勘查非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)存儲模型，采用并行編程模式（MapReduce、Spark等）對非結(jié)構(gòu)化的海量地質(zhì)數(shù)據(jù)進行搜索、挖掘、分析和機器智能學習，采用Hive數(shù)據(jù)倉庫工具進行非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，同時ArcGIS已具有通過Hive進行大數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)訪問、分析的能力，可實現(xiàn)對海量影像數(shù)據(jù)存儲和分析。另外，可以使用Handoop sqoop工具實現(xiàn)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫與非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)交互，以及使用Lucene技術(shù)實現(xiàn)地質(zhì)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)和搜索結(jié)構(gòu)的聚類集成（李超嶺等，2015）

3 平臺的實現(xiàn)功能

首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺的服務(wù)對象，分別為地勘局基層單位、政府機關(guān)、委辦局和社會公眾、專業(yè)技術(shù)人員。根據(jù)服務(wù)對象的不同，分別實現(xiàn)專業(yè)技術(shù)類應(yīng)用、決策支撐類應(yīng)用、展示服務(wù)類應(yīng)用和基礎(chǔ)研究類應(yīng)用（圖2）。

3.1 專業(yè)技術(shù)類應(yīng)用

平臺根據(jù)業(yè)務(wù)需求，分別實現(xiàn)地下水環(huán)境、地熱及淺層地溫能、地面沉降、土壤地質(zhì)環(huán)境、隱伏構(gòu)造、地下空間地質(zhì)安全和重大線性工程監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)。每個監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)均對應(yīng)一項地勘核心業(yè)務(wù)，系統(tǒng)將包括物聯(lián)網(wǎng)管理、數(shù)據(jù)處理、成果數(shù)據(jù)管理、專業(yè)分析和預(yù)警預(yù)報功能，以實現(xiàn)相應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)信息的管理、數(shù)據(jù)質(zhì)量管理以及與平臺數(shù)據(jù)中心的對接。

圖2 平臺功能結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Function structural design of information p latform

3.2 決策支撐類應(yīng)用

地質(zhì)資源環(huán)境承載力綜合預(yù)警分析系統(tǒng)。系統(tǒng)通過建立地下水環(huán)境、突發(fā)地災(zāi)等專業(yè)領(lǐng)域的預(yù)警模型、預(yù)報模型，實現(xiàn)單監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)的預(yù)警預(yù)報；通過建立基于數(shù)理統(tǒng)計、聚類分析、空間關(guān)聯(lián)分析、分形理論的綜合預(yù)警、預(yù)報模型，生成綜合預(yù)警產(chǎn)品，并通過共享發(fā)布系統(tǒng)對外進行發(fā)布。同時，系統(tǒng)將依托于監(jiān)測預(yù)警中心數(shù)據(jù)庫、成果數(shù)據(jù)庫、資料數(shù)據(jù)庫、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、模型數(shù)據(jù)庫等，實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫中的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)、地勘成果數(shù)據(jù)、地質(zhì)資料、地勘基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進行再加工；同時依托于空間分析模型、統(tǒng)計分析模型、空間關(guān)聯(lián)模型等專業(yè)領(lǐng)域數(shù)據(jù)處理方法，對各類數(shù)據(jù)進行綜合分析處理。

地質(zhì)資源環(huán)境應(yīng)急服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)將實現(xiàn)應(yīng)急指揮管理機構(gòu)查詢、應(yīng)急指揮體系查詢、應(yīng)急預(yù)案管理、應(yīng)急值班信息管理、險情信息管理、應(yīng)急避險信息管理、應(yīng)急信息發(fā)布管理以及應(yīng)急視頻會商等的功能，可為地勘領(lǐng)域應(yīng)急工作提供全流程的管理服務(wù)。

地質(zhì)勘查決策支持系統(tǒng)。系統(tǒng)通過建立各類、不同級別的決策支持模型，實現(xiàn)對區(qū)域各類地質(zhì)勘查、監(jiān)測、資料信息的邏輯推演和綜合分析，從而對市級領(lǐng)導(dǎo)、地勘局領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)專家、專業(yè)技術(shù)人員，進行分級的決策支撐。

3.3 展示服務(wù)類應(yīng)用

地質(zhì)資源環(huán)境承載力公共服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)可將經(jīng)過脫密處理的各類監(jiān)測數(shù)據(jù)、地勘成果、預(yù)報信息、預(yù)警信息按級別向公眾進行開放，同時允許社會公眾按照需求定制相應(yīng)的地勘服務(wù)。

共享交換及信息發(fā)布系統(tǒng)。系統(tǒng)的主要功能，是實現(xiàn)平臺數(shù)據(jù)與北京市市級公共基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫、共享交換數(shù)據(jù)庫、主題數(shù)據(jù)庫、共享交換平臺、國土資源部、中國地調(diào)局進行數(shù)據(jù)交換。同時，系統(tǒng)可以對預(yù)警信息、預(yù)報信息、應(yīng)急信息、地勘成果等，向社會公眾進行及時、準確的發(fā)布。

3.4 基礎(chǔ)研究類應(yīng)用

地勘資料檢索服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)在非關(guān)系型數(shù)字化成果庫的基礎(chǔ)上，聯(lián)合監(jiān)測預(yù)警中心數(shù)據(jù)庫，實現(xiàn)地質(zhì)資料、監(jiān)測數(shù)據(jù)的多種檢索方式，包括關(guān)鍵字檢索、目錄檢索、區(qū)域檢索及相關(guān)統(tǒng)計功能。

地勘資源服務(wù)系統(tǒng)。系統(tǒng)可以在監(jiān)測預(yù)警中心數(shù)據(jù)庫、資料數(shù)據(jù)庫、成果數(shù)據(jù)庫的基礎(chǔ)上，向各類技術(shù)專家和專業(yè)技術(shù)人員提供自定義方法編輯功能，使得各類專業(yè)技術(shù)人員可以按照自定義的分析模型、三維模型、預(yù)報模型、預(yù)警模型對地勘數(shù)據(jù)進行處理，并生成自定義的分析產(chǎn)品，實現(xiàn)SaaS層面的軟件即服務(wù)。

地質(zhì)三維綜合展示分析系統(tǒng)。系統(tǒng)基于地勘局現(xiàn)有的多個三維地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，實現(xiàn)地上地下一體化空間分析、屬性分析、統(tǒng)計查詢、瀏覽展示等功能，支持鉆孔的自動提取和任意剖面的切割分析，實現(xiàn)地上地下一體化全方位的三維建模。

4 結(jié)論

本文系統(tǒng)性的介紹了首都地質(zhì)資源環(huán)境承載能力監(jiān)測預(yù)警信息平臺的建設(shè)思路和技術(shù)標準，由于新一代的信息技術(shù)在地勘領(lǐng)域的應(yīng)用正處于初級階段，各方面的理論研究和技術(shù)標準也正在逐步完善，依舊存在許多關(guān)鍵技術(shù)問題尚未得到有效解決。因此，未來應(yīng)加大地質(zhì)大數(shù)據(jù)技術(shù)體系的理論研究力度，實現(xiàn)多源異構(gòu)空間數(shù)據(jù)集成技術(shù)的突破，力爭在小范圍實現(xiàn)示范應(yīng)用，為將來建設(shè)各類監(jiān)測預(yù)警信息系統(tǒng)奠定基礎(chǔ)。

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The General Establishing Idea of Information Platform on Capital Geological Resource Environment Carrying Capacity M onitoring and Forecast

HAN Zheng ,GUO Meng ,QIN Junsheng ,LI Xiao ,LI Jia ,LIU Zhao ,LI M in

(Information Centre of Beijing Geology Prospecting & Developing Bureau, Beijing 100195)

W ith the new environments of big data and the new requirements of capital future development, geological information platform was established by advancing technologies which also can avoid some terrible situations such as information isolated island and repeated construction. To Take "Information Platform on Capital Geological Resource Environment Carrying Capacity Monitoring and Forecast " (Information Platform, for short) as an example, this paper introduced some new thinkings about how to establish a geological information platform based on advanced information technologies of multi-dimensional information system, smarter map and internet big data analysis. Key technologies of platform establishment w ill be explained including overall architecture, cloud computing technology, integrated technology of multi-source heterogeneous spatial data, big data processing and storage technology; meanwhile the platform function and applicable targets w ill be discussed and explained.

Geological resources; Geological environment; Big data; IOT; Cloud computing

A

1007-1903（2017）02-0001-06

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.02.001

韓征（1983- ），男，碩士，工程師，主要從事地質(zhì)信息化工作及研究