楊星辰，吳珍漢，張素梅，高 曦，韓樂樂，丁偉翠，楊 艷，張 宇，葉夢(mèng)旎，楊亞琦

1.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)力學(xué)研究所，北京100081；2.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院，北京100037；3.河北地質(zhì)大學(xué)，石家莊050031；4.中國(guó)地質(zhì)圖書館，北京100083；5.中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院地質(zhì)研究所，北京100037；6.自然資源部新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081

隨著科技的不斷進(jìn)步，在物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等新技術(shù)的發(fā)展和推動(dòng)下，數(shù)據(jù)產(chǎn)生了爆發(fā)式積累，我們將這種海量的數(shù)據(jù)稱之為“大數(shù)據(jù)”，大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下的科學(xué)研究與知識(shí)發(fā)現(xiàn)正逐漸成為當(dāng)今科學(xué)領(lǐng)域的新態(tài)勢(shì)。大數(shù)據(jù)可以分為商業(yè)、網(wǎng)絡(luò)和科學(xué)研究三大領(lǐng)域（李學(xué)龍和龔海剛，2015）。地質(zhì)大數(shù)據(jù)是典型的科學(xué)大數(shù)據(jù)，具有空間、時(shí)間等多維屬性,一方面具有海量、多源、多時(shí)相、異構(gòu)、多尺度、非平穩(wěn)等大數(shù)據(jù)的一般性質(zhì),同時(shí)具有很強(qiáng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)和物理關(guān)聯(lián)，其應(yīng)用研究是國(guó)家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略的組成部分，它不僅對(duì)地學(xué)學(xué)科的發(fā)展可以起到重大的推動(dòng)作用,還在環(huán)境、資源、災(zāi)害等領(lǐng)域有重要作用和經(jīng)濟(jì)社會(huì)價(jià)值（陳建平等，2015；康莊和王永力，2017；郭華東，2018；孔昭煜等，2019）。隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的發(fā)展，地球科學(xué)向地球系統(tǒng)科學(xué)研究領(lǐng)域轉(zhuǎn)變正在悄然進(jìn)行，在這樣的背景下，國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUGS）推出中國(guó)科學(xué)家主導(dǎo)的深時(shí)地球（Deep-Time Digital Earth,DDE）國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃。該計(jì)劃旨在大數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)下重建深時(shí)的地球生命、物質(zhì)、地理和氣候的演化，進(jìn)而達(dá)到精確重建地球和生命演化歷史，識(shí)別全球礦產(chǎn)資源與能源的宏觀分布規(guī)律，使得人類能夠更好地認(rèn)識(shí)自己賴以生存的宜居環(huán)境，更有效地防止和控制可能會(huì)對(duì)人類造成傷害的各種突發(fā)災(zāi)害。

地質(zhì)圖是將沉積巖層、火成巖體、地質(zhì)構(gòu)造等的形成時(shí)代和相關(guān)等各種地質(zhì)體、地質(zhì)現(xiàn)象，用一定圖例表示在某種比例尺地形圖上的一種圖件，它凝聚了人們對(duì)地質(zhì)理論的研究成果和對(duì)地質(zhì)過(guò)程的理解,以及對(duì)礦產(chǎn)資源的賦存狀態(tài)、成礦規(guī)律、開發(fā)利用情況、水文和工程地質(zhì)條件、地質(zhì)災(zāi)害等等的認(rèn)識(shí)（王勇毅，2000）。隨著地質(zhì)理論的不斷發(fā)展和人們對(duì)地質(zhì)過(guò)程理解的不斷深入，地質(zhì)圖的更新需求也逐步增大，因此也推動(dòng)了地質(zhì)制圖相關(guān)理論技術(shù)不斷進(jìn)步。進(jìn)入20世紀(jì)末期，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展和地理信息系統(tǒng)（GIS）的全面推廣，使得計(jì)算機(jī)數(shù)字制圖技術(shù)迅速發(fā)展為一門實(shí)用的地質(zhì)制圖手段，國(guó)內(nèi)外多款優(yōu)秀的GIS軟件被廣泛應(yīng)用并建立了大量地質(zhì)圖相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)。隨著信息時(shí)代的到來(lái)，如何整合海量的地質(zhì)圖數(shù)據(jù)資源并且運(yùn)用人工智能等先進(jìn)的技術(shù)手段從已有的數(shù)據(jù)庫(kù)中挖掘信息和加以利用，是國(guó)內(nèi)外學(xué)者共同關(guān)心的話題。

本文將重點(diǎn)介紹國(guó)內(nèi)外已有的地質(zhì)圖相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)及運(yùn)行情況，回顧地質(zhì)制圖的發(fā)展歷史并介紹相關(guān)GIS軟件，同時(shí)，結(jié)合DDE的相關(guān)任務(wù)，探索和展望與地質(zhì)制圖相關(guān)的核心技術(shù)問題。

1 重要地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)及運(yùn)行服務(wù)

地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)狹義上是應(yīng)用地理信息系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，按不同比例尺和統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，將地質(zhì)圖及相關(guān)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)而形成的數(shù)據(jù)庫(kù)，而廣義上可以擴(kuò)大到以地質(zhì)圖為主導(dǎo)的整個(gè)地學(xué)領(lǐng)域的相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)是衡量一個(gè)國(guó)家或者區(qū)域地質(zhì)研究程度和水平的標(biāo)志，世界各國(guó)都特別重視。在工作組組織系統(tǒng)調(diào)研了國(guó)內(nèi)外地質(zhì)圖相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)及運(yùn)行情況后，選擇了幾個(gè)具有代表性的數(shù)據(jù)庫(kù)做重點(diǎn)介紹如下。

1.1 OneGology

OneGeology （http://www.onegeology.org/） 全球在線地質(zhì)共享數(shù)據(jù)庫(kù)，提供開放、豐富、動(dòng)態(tài)的在線地質(zhì)圖數(shù)據(jù)和目錄的訪問、查詢、注冊(cè)共享等功能，目的在于幫助更多人在網(wǎng)絡(luò)上取得全世界的動(dòng)態(tài)數(shù)字化地質(zhì)圖。OneGeology概念被正式提出是在2007年由全球地質(zhì)調(diào)查組織（GSO）在英國(guó)布萊頓發(fā)起的一項(xiàng)活動(dòng)計(jì)劃中（Jackson，2009）。來(lái)自全球43個(gè)國(guó)家的81位地質(zhì)學(xué)家聚集在一起討論“通過(guò)合作創(chuàng)建全球地質(zhì)圖數(shù)據(jù)集”，這一項(xiàng)計(jì)劃被稱為OneGeology。已超過(guò)100個(gè)國(guó)家參與OneGeology計(jì)劃，其中超過(guò)40多個(gè)使用Web地圖門戶、協(xié)議、注冊(cè)表和GIS服務(wù)技術(shù)來(lái)獲取和提供來(lái)自世界各地的數(shù)據(jù)（圖1）。作為全球地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)跑者，OneGeology具有如下特征：

（1）數(shù)據(jù)來(lái)源于全球數(shù)據(jù)提供者

作為一個(gè)真正的分布式數(shù)據(jù)系統(tǒng)構(gòu)建的系統(tǒng)（St?pień et al.，2013），OneGeology的目標(biāo)不僅僅是一個(gè)開放的數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，還是支持全球地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)的提供者（韓坤英等，2011）。來(lái)自全球的地質(zhì)學(xué)者如希望共享地質(zhì)數(shù)據(jù)，可將地質(zhì)調(diào)查的相關(guān)紙質(zhì)地圖或矢量數(shù)字GIS數(shù)據(jù)，通過(guò)開放接口，將數(shù)據(jù)映射到GeoServer或MapServer，轉(zhuǎn)變成OneGeology可操作的格式，最終用戶通過(guò)OneGeology門戶網(wǎng)站就可以查看訪問到該數(shù)據(jù)，獲得數(shù)據(jù)信息（圖2）。

（2）支持多種比例尺地質(zhì)圖查詢和下載服務(wù)

OneGeology不僅提供數(shù)據(jù)還提供開放式地質(zhì)圖服務(wù)，同時(shí)支持視圖服務(wù)（Web Map Service，WMS） 及下載服務(wù)(Web Feature Service，WFS），訪問者可通過(guò)在線門戶查詢2D或者3D地圖，并可實(shí)現(xiàn)下載服務(wù)。OneGeology主體比例尺地質(zhì)圖為1∶100萬(wàn)，同時(shí)還提供包括1∶3.5萬(wàn)、1∶10萬(wàn)、1∶500萬(wàn)等不同比例尺的地質(zhì)圖。根據(jù)OneGeology門戶網(wǎng)站的統(tǒng)計(jì)信息，目前有超一千條地質(zhì)圖數(shù)據(jù)集信息。

圖2 OneGeology運(yùn)行模式Fig.2 The operating system of OneGeology

（3）支持GeoSciML作為地質(zhì)圖屬性的標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)家之間、甚至一個(gè)區(qū)域的地質(zhì)制圖方法和細(xì)節(jié)各不相同，因此數(shù)據(jù)提供者原始數(shù)據(jù)的格式可能多種多樣。為了進(jìn)行信息交換使得數(shù)據(jù)相互可操作訪問，就需要通過(guò)一個(gè)通用的概念數(shù)據(jù)模型，將現(xiàn)有數(shù)據(jù)中的數(shù)據(jù)映射到該模型中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)一致性。GeoSciML標(biāo)記語(yǔ)言便被應(yīng)用來(lái)解決這一問題（Laxton et al.，2010）。

圖1 OneGeology計(jì)劃參與國(guó)家（黑、灰）及提供在線地質(zhì)圖服務(wù)的國(guó)家（黑）（根據(jù)OneGeology,2019a及Jackson,2010修改）Fig.1 Countries participating in OneGeology(indicated by black and gray)and contributing geological maps(black)（Revised according to OneGeology,2019a and Jackson,2010）

GeoSciML不是一個(gè)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，而是定義了一種數(shù)據(jù)交換格式，具有表征地理特征的能力。GeoSciML標(biāo)記語(yǔ)言有12種不同屬性分類（OneGeology，2019b）：地質(zhì)特征（Geologic Feature）、地質(zhì)單元（Geologic Unit）、地球材料（Earth Material）、地質(zhì)構(gòu)造（Geologic Structure）、化石（Fossil）、地質(zhì)年代（Geologic Age）、鉆孔和觀察（Boreholes and Observations）、地質(zhì)關(guān)系（Geologic Relation）、圖像價(jià)值 （CGI Values）、詞匯 （Vocabulary）、元數(shù)據(jù)（Metadata）、采集（Collection）。用戶可根據(jù)數(shù)據(jù)內(nèi)容選擇GeoSciML模型的映射屬性。

1.2 OpenGeoscience

英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（British Geological Survey，BGS）成立于1835年，是世界上最古老的國(guó)家地質(zhì)調(diào)查機(jī)構(gòu)和英國(guó)首屈一指的地球科學(xué)信息與專業(yè)中心?；谄涑掷m(xù)的調(diào)查和研究計(jì)劃以及擁有的大量國(guó)家地質(zhì)數(shù)據(jù)，其創(chuàng)新的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)產(chǎn)品旨在幫助描述地表及地下的遍布整個(gè)英國(guó)數(shù)字產(chǎn)品，這些數(shù)據(jù)集結(jié)合其積累的地球科學(xué)知識(shí)，可為中央和地方政府、保險(xiǎn)和住房行業(yè)、工程和環(huán)保業(yè)務(wù)和英國(guó)公眾提供廣泛相關(guān)的地質(zhì)產(chǎn)品。2010年，英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局開放其地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)——OpenGeoscience這一龐大的數(shù)據(jù)集，刺激了公眾在線瀏覽和利用其地圖和免費(fèi)的數(shù)據(jù)（Howard et al.，2009）。

2009年，英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局與美國(guó)ESRI公司合作，采用ArcGIS技術(shù)推出一項(xiàng)新的免費(fèi)數(shù)據(jù)服務(wù)——開放式地學(xué)信息服務(wù)，即OpenGeoscience，該服務(wù)是世界上第一個(gè)基于整個(gè)國(guó)家地質(zhì)矢量數(shù)據(jù)提供網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)（Web Map Service，WMS），目標(biāo)是用戶通過(guò)WMS服務(wù)將自己的數(shù)據(jù)與BGS提供的地質(zhì)數(shù)據(jù)集融合在一起使用，當(dāng)即在全世界范圍內(nèi)產(chǎn)生了廣泛影響。OpenGeoscience服務(wù)模式分為基本要素和服務(wù)支撐要素兩部分（圖3），其中，基本要素包括服務(wù)提供者、對(duì)象、內(nèi)容和形式，支撐要素涵蓋服務(wù)和管理政策、標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)。

英國(guó)國(guó)家地球科學(xué)數(shù)據(jù)中心（NationalGeoscience Data Centre，NGDC)，隸屬于英國(guó)地質(zhì)調(diào)查局，負(fù)責(zé)提供OpenGeoscience服務(wù)，全面的收集英國(guó)各區(qū)域的地下信息（包括學(xué)術(shù)用途或商業(yè)用途），管理了超過(guò)400個(gè)數(shù)據(jù)集，包括環(huán)境監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)、物理集合（巖芯，巖石，礦物和化石）、記錄和歸檔。OpenGeoscience為非商業(yè)的個(gè)人學(xué)習(xí)，研究和教育提供免費(fèi)訪問BGS數(shù)據(jù)集服務(wù)，包括地圖、照片、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)、研究報(bào)告、軟件、信息和知識(shí)交流等，旨在幫助人們更好地理解世界。

OpenGeoscience的瀏覽和使用方式主要有6種：包括圖件瀏覽器、數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)集、照片和掃描件查看、移動(dòng)服務(wù)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等，提供了開放的地質(zhì)資料服務(wù)，使這些數(shù)據(jù)可以與應(yīng)用GIS軟件、地圖瀏覽器，如谷歌地球等，進(jìn)行基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球物理和地球化學(xué)等方面的地質(zhì)資料信息數(shù)據(jù)融合。

1.3 NGMDB

圖3 英國(guó)地調(diào)局OpenGeoscience的架構(gòu)圖（郭艷軍，2014）Fig.3 Framework of OpenGeoscience service in British Geological Survey

為了便于社會(huì)各界檢索和獲取分別保存許多機(jī)構(gòu)的地質(zhì)圖件和相關(guān)信息，1992年生效的美國(guó)《國(guó)家地質(zhì)填圖法》要求美國(guó)地調(diào)所負(fù)責(zé)建立“國(guó)家地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)”（National Geologic Map Database Project,NGMDB）使之成為地質(zhì)圖和有關(guān)信息的國(guó)家檔案庫(kù)。NGMDB的概念設(shè)計(jì)于1995年推出，美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）從1997年起正式開展NGMDB工作，從2000年正式提供在線服務(wù)，目前仍在處于邊建設(shè)邊服務(wù)階段。

NGMDB是一個(gè)主要由美國(guó)地質(zhì)勘探局和美國(guó)國(guó)家地質(zhì)學(xué)家協(xié)會(huì)（AASG）參與的合作項(xiàng)目（AASG,2019）。其中一項(xiàng)任務(wù)即為用戶提供全美不同尺度的地質(zhì)圖檢索、查詢等服務(wù)（李效廣和盧方平，2008）；另一項(xiàng)重要任務(wù)是各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的制定，這是保證數(shù)據(jù)庫(kù)充分發(fā)揮其功能的必要條件，對(duì)數(shù)字式圖件的管理和服務(wù)來(lái)說(shuō)尤為重要。它將超越傳統(tǒng)的、高度集中配置的建庫(kù)模式，而且要建立一種由許多遠(yuǎn)程提供圖件數(shù)據(jù)的單位構(gòu)成的分布式計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，可通過(guò)一個(gè)WWW中心網(wǎng)站為用戶服務(wù)。該中心網(wǎng)站將包含：（1）各種全國(guó)性地球科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)；（2）描述全部現(xiàn)有的紙印刷和數(shù)字式地球科學(xué)圖件的一份元數(shù)據(jù)總目錄；（3）用于檢索元數(shù)據(jù)并用于接通遠(yuǎn)程網(wǎng)站的一種運(yùn)作機(jī)制，其中包含聯(lián)機(jī)圖件數(shù)據(jù)與定購(gòu)模擬式圖件產(chǎn)品有關(guān)的信息。

NGMDB有隸屬于USGS主域下的獨(dú)立域名，其網(wǎng)站網(wǎng)址為（https://ngmdb.usgs.gov/），其包括的主要版塊有：地質(zhì)科學(xué)圖件目錄（Geosciece Map Catalog)、地質(zhì)圖件影像庫(kù)（Geologic Map Image Library)，地質(zhì)名錄（Geologic Names)、正在制作中的地圖（New Mapping)、合作伙伴、地形圖、NGMDB工程以及有關(guān)的其他信息（Stamm，2008）。

根據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局的相關(guān)指導(dǎo)意見，USGS和AASG將NGMDB作為一個(gè)ESRI地理數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開發(fā)實(shí)現(xiàn)。NGMDB為多地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的開發(fā)提供了基本參考，目前已經(jīng)有一個(gè)支持GeoSciML web服務(wù)的簡(jiǎn)單版本在PostGIS中實(shí)現(xiàn)。接下來(lái)，實(shí)現(xiàn)國(guó)家地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)（NGMDB）在其他數(shù)據(jù)庫(kù)軟件中的集成是未來(lái)的發(fā)展方向（Soller et al.,2005）。

1.4 地質(zhì)云

“地質(zhì)云”由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局各直屬單位數(shù)據(jù)共享及服務(wù)系統(tǒng)集成，采用Hadoop、HDFS、HBase等研發(fā)（王永志等，2018）。2017年11月6日“地質(zhì)云1.0”正式上線服務(wù)，2018年10月18日，系統(tǒng)升級(jí)為“地質(zhì)云2.0”版本。本次調(diào)研對(duì)象為“地質(zhì)云2.0”。

“地質(zhì)云”分四層云架構(gòu)，集成了地質(zhì)調(diào)查、業(yè)務(wù)管理、數(shù)據(jù)共享及公開服務(wù)四個(gè)子系統(tǒng)，主要以面向地質(zhì)調(diào)查技術(shù)人員提供云環(huán)境下智能地質(zhì)調(diào)查工作平臺(tái)，向地質(zhì)調(diào)查管理人員，提供云環(huán)境下“一站式”綜合業(yè)務(wù)管理和大數(shù)據(jù)支持下輔助決策支持，向各類地質(zhì)調(diào)查專業(yè)人員提供基礎(chǔ)地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)、水工環(huán)地質(zhì)、海洋地質(zhì)等多類專業(yè)數(shù)據(jù)共享服務(wù)為特點(diǎn)（圖4）。其地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)核心數(shù)據(jù)來(lái)源于地質(zhì)資料館的館藏資料，涵蓋了地質(zhì)、礦產(chǎn)、地球物理、地球化學(xué)、遙感、地形、地貌、植被、建筑、水文、災(zāi)害等方面的地質(zhì)圖件及文檔、圖件、數(shù)據(jù)庫(kù)、圖片、表格、視頻、音頻等（陳建平等，2015）。

圖4 地質(zhì)云數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)Fig.4 Geo-cloud database subsystem

地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)主要由三部分組成：（1）地質(zhì)數(shù)據(jù)部分：包括7個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)子系統(tǒng)，即基礎(chǔ)地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)（其中包括1∶5萬(wàn)、1∶20萬(wàn)、1∶25萬(wàn)、1∶50萬(wàn)、1∶100萬(wàn)、1∶150萬(wàn)、1∶250萬(wàn)等共1702幅基礎(chǔ)地質(zhì)圖件）、礦產(chǎn)資源數(shù)據(jù)庫(kù)（10幅）、水工環(huán)數(shù)據(jù)庫(kù)（不同比例尺圖1067幅）、地質(zhì)科學(xué)數(shù)據(jù)庫(kù)（1∶50萬(wàn)、1∶100萬(wàn)、1∶20萬(wàn)、1∶400萬(wàn)等共146幅圖件）、鉆孔數(shù)據(jù)庫(kù)(鉆孔資料1000365個(gè))、遙感數(shù)據(jù)庫(kù)（包括原始影像、航空影像、參考影像、DEM數(shù)據(jù)、矢量成果等）、工作程度（包括全國(guó)1∶10～25萬(wàn)航放調(diào)查工作程度、全國(guó)1∶5萬(wàn)土地地球化學(xué)調(diào)查工作程度、全國(guó)1∶5萬(wàn)礦山遙感監(jiān)測(cè)調(diào)查工作程度等圖件），該部分是地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)的核心部分，它提供多種比例尺地質(zhì)圖的檢索、查詢、收藏、下載等服務(wù)；（2）地學(xué)產(chǎn)品部分：各地區(qū)電子版地質(zhì)圖件、地學(xué)科普、出版物等索引、瀏覽等；（3）館藏資料部分：包括實(shí)物資料和成果資料。它是描述全部現(xiàn)有的紙印刷和數(shù)字式地球科學(xué)圖件等的一份元數(shù)據(jù)總目錄，提供檢索元數(shù)據(jù)、服務(wù)地址、實(shí)物保存單位等有關(guān)信息，為用戶提供不同尺度的地質(zhì)圖檢索、查詢等服務(wù)。

自2018年10月18日，“地質(zhì)云2.0”宣布上線服務(wù)，云上數(shù)據(jù)資源和系統(tǒng)功能得到全面升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了云上160多個(gè)國(guó)家級(jí)核心地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)的共享，其中包括資源環(huán)境信息產(chǎn)品7287個(gè)；實(shí)現(xiàn)了全國(guó)地質(zhì)資料館的近14萬(wàn)檔、440余萬(wàn)件存量地質(zhì)資料在地質(zhì)云平臺(tái)上查詢、公開版地質(zhì)資料在線瀏覽、在線訂單服務(wù)；鉆孔數(shù)據(jù)累計(jì)提供了90萬(wàn)個(gè)（累計(jì)29萬(wàn)多米），新增3萬(wàn)多米鉆孔巖心圖像信息；海洋區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、海岸帶環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、海洋航空物探調(diào)查等成果圖件50幅；提供8.9億條各類圖書、期刊、報(bào)紙、論文、會(huì)議、專利等地學(xué)文獻(xiàn)的檢索服務(wù)。

“地質(zhì)云”特色服務(wù)及重要意義：（1）大數(shù)據(jù)時(shí)代下地質(zhì)云資料庫(kù)不斷更新，將原來(lái)紙質(zhì)版的地質(zhì)資料不斷進(jìn)行數(shù)字化，其數(shù)字化程度在不斷升高；大大減少了原始地質(zhì)資料的失散和破損幾率，為保存珍貴地質(zhì)資料提供了重要保證。（2）數(shù)字化圖具有放大、縮小、定位、測(cè)量長(zhǎng)度和面積、添加（刪除）標(biāo)簽、提取坐標(biāo)點(diǎn)等功能，能夠?yàn)榈刭|(zhì)工作人員調(diào)用圖件資料及野外勘查資料查詢等提供快捷服務(wù)。（3）新增的鉆孔影像資料、遙感資料、文獻(xiàn)資料檢索等功能，為追索資料來(lái)源和資料對(duì)比分析提供了更加有效的技術(shù)手段。（4）地質(zhì)云增加了手機(jī)APP功能，能夠更加便捷為野外地質(zhì)工作提供資料服務(wù)和業(yè)務(wù)指導(dǎo)。（5）地質(zhì)云有實(shí)力很強(qiáng)的技術(shù)力量進(jìn)行支撐，存儲(chǔ)資料會(huì)更加完善，服務(wù)質(zhì)量會(huì)持續(xù)提高，對(duì)我國(guó)地質(zhì)工作轉(zhuǎn)型升級(jí)正在發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。

以上國(guó)際主流地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)皆是基于先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)建設(shè)的，實(shí)現(xiàn)了多元異構(gòu)分布式數(shù)據(jù)庫(kù)集成，在業(yè)務(wù)層面初步實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)管理、信息查詢、數(shù)據(jù)共享以及數(shù)據(jù)分析等，是當(dāng)前地質(zhì)領(lǐng)域數(shù)據(jù)共享系統(tǒng)的典型代表。

2 地質(zhì)制圖發(fā)展現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)及信息化迅猛發(fā)展，地質(zhì)制圖這一傳統(tǒng)學(xué)科正在煥發(fā)新的活力，計(jì)算機(jī)地質(zhì)制圖及地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)在基礎(chǔ)地質(zhì)調(diào)查、資源能源勘查評(píng)價(jià)、重大工程選址、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害防治等諸多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。各類GIS軟件是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地質(zhì)制圖的重要工具，其在地學(xué)領(lǐng)域的深入應(yīng)用標(biāo)志著地質(zhì)制圖全面進(jìn)入了數(shù)字化階段。利用GIS軟件建立地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)，便于地質(zhì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、查詢、分析和更新，促進(jìn)了地質(zhì)圖件的社會(huì)共享，為實(shí)現(xiàn)DDE大體系、大數(shù)據(jù)、大平臺(tái)、大科學(xué)、大傳播五大核心科學(xué)目標(biāo)奠定了基礎(chǔ)。另外，以數(shù)字地質(zhì)制圖為核心技術(shù)應(yīng)用的數(shù)字地質(zhì)調(diào)查是世界各國(guó)普遍推廣的現(xiàn)代化地質(zhì)調(diào)查手段，數(shù)字地質(zhì)調(diào)查成果提供的海量數(shù)據(jù)庫(kù)是地球科學(xué)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)的重要組成部分，支撐了地學(xué)大數(shù)據(jù)及數(shù)字平臺(tái)的建設(shè)。

2.1 地質(zhì)編圖與地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

由于地質(zhì)圖件在社會(huì)發(fā)展中承擔(dān)基礎(chǔ)保障作用，世界各國(guó)都十分重視基礎(chǔ)地質(zhì)編圖、制圖工作。世界各國(guó)地質(zhì)制圖工作差別較大，20世紀(jì)70～80年代美國(guó)、加拿大、澳大利亞已開展1∶100萬(wàn)地質(zhì)圖件的編制工作，出版了部分1∶100萬(wàn)地質(zhì)圖；90年代以來(lái)，美國(guó)、加拿大、法國(guó)、意大利、英國(guó)、愛爾蘭、格陵蘭、印度、巴西、日本等，歐美多數(shù)國(guó)家都編制了1∶100萬(wàn)等小比例尺地質(zhì)圖、構(gòu)造圖以及礦產(chǎn)圖（姜作勤，1994；李廷棟，2007,2013；王忠蕾等,2012；BGS,2019；GSI,2019）。1992年，美國(guó)實(shí)行國(guó)家地質(zhì)填圖法案，啟動(dòng)“國(guó)家地質(zhì)填圖計(jì)劃”，生產(chǎn)了系列數(shù)字地質(zhì)圖（姜作勤等,2007；USGS,2019）；1999年，俄羅斯開展了第三輪1∶100萬(wàn)國(guó)家地質(zhì)圖系列編制與更新工作，制訂了新的俄羅斯聯(lián)邦1∶100萬(wàn)國(guó)家地質(zhì)圖系列編制和出版規(guī)范（李廷棟，2007；王忠蕾等，2012）；2000年開始，印度編制了1∶200萬(wàn)地質(zhì)圖和礦產(chǎn)圖，1:500萬(wàn)地質(zhì)圖及部分區(qū)域地質(zhì)圖件（李廷棟，2013；李廷棟等，2014）；2001年，澳大利亞首先提并啟動(dòng)實(shí)施出了“透明地球”倡議，該倡議旨在提供給社會(huì)不同比例尺的動(dòng)態(tài)的、可以交互操作的覆蓋世界范圍的三維數(shù)字地質(zhì)圖（Carr et al.,1999；劉樹臣，2003；呂鵬等，2013；吳沖龍和劉剛，2015）；2007年，英國(guó)發(fā)起One Geology倡議，獲得國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUGS）、聯(lián)合國(guó)教科文組織（UNESCO）支持，目前有118個(gè)國(guó)家參與，致力于組織開展全球1∶100萬(wàn)地質(zhì)制圖工作（OneGeology,2019a）；2010年，澳大利亞在綜合研究近年1∶25萬(wàn)、1∶100萬(wàn)地質(zhì)調(diào)查和物探資料的基礎(chǔ)上，編制了包括地質(zhì)圖、磁力圖、重力異常圖在內(nèi)的1∶1500萬(wàn)系列地質(zhì)圖，2012年基于1:25萬(wàn)地質(zhì)圖完成了1∶100萬(wàn)地質(zhì)圖（李廷棟，2013；Australia Government,2019）。

中國(guó)自20世紀(jì)中期以來(lái)組織編制了系列基礎(chǔ)性地質(zhì)圖件，這些圖件大部分以紙質(zhì)版或者掃描版的形式保存于全國(guó)各大圖書館、地質(zhì)資料館及圖書資料室。自20世紀(jì)90年代開始，隨著空間信息技術(shù)進(jìn)步和GIS廣泛應(yīng)用，中國(guó)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)快速發(fā)展，先后建立全國(guó)1∶400萬(wàn)矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、1∶100萬(wàn)矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、1∶25萬(wàn)矢量地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)、1∶5萬(wàn)柵格及矢量地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。國(guó)家測(cè)繪局在“十一五”期間建立了基于數(shù)據(jù)庫(kù)驅(qū)動(dòng)的制圖流程和體系，實(shí)現(xiàn)了GIS數(shù)據(jù)與制圖數(shù)據(jù)的統(tǒng)一建庫(kù)、一體化管理、同步更新，并建立動(dòng)態(tài)更新技術(shù)體系和常態(tài)更新機(jī)制，目前正在開展國(guó)家1∶1萬(wàn)基礎(chǔ)地形圖數(shù)據(jù)庫(kù)更新工作（陳軍等，2010；王東華等，2013；王東華和劉建軍，2015）。自20世紀(jì)90年代中后期開始，中國(guó)地質(zhì)行業(yè)逐步形成不同比例尺的地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)，1996～1999年間利用GIS技術(shù)編制了中華人民共和國(guó) 1∶50萬(wàn)數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)（張慶合等，2002），2002年完成全國(guó)1∶250萬(wàn)數(shù)字地質(zhì)圖編制和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)（葉天竺等，2017），2007年完成全國(guó)1∶100萬(wàn)地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)（韓坤英等，2007；龐健峰等，2017）。野外區(qū)域地質(zhì)調(diào)查數(shù)字填圖技術(shù)的應(yīng)用加速了1∶5萬(wàn)、1∶25萬(wàn)地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)，1∶5萬(wàn)、1∶20萬(wàn)、1∶25萬(wàn)數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，使得地質(zhì)圖數(shù)據(jù)有了豐富的屬性信息（李超嶺等，2002；李豐丹等，2015）；2013年完成了全國(guó)1∶25萬(wàn)實(shí)際材料圖和建造構(gòu)造圖編制和數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，2015年完成六大區(qū)1∶150萬(wàn)地質(zhì)圖編制并建立和完善相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)（王楊剛，2016）。

國(guó)內(nèi)已經(jīng)建成的地質(zhì)礦產(chǎn)類數(shù)據(jù)庫(kù)主要基于國(guó)產(chǎn)MapGIS，我國(guó)地礦行業(yè)信息化建設(shè)多為Map-GIS67產(chǎn)品格式，如1∶500萬(wàn)、1∶250萬(wàn)、1:100萬(wàn)、1∶50萬(wàn)、1∶25 萬(wàn)、1∶20 萬(wàn)、1∶5 萬(wàn)等數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)以及1∶600萬(wàn)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)。新完成的全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)專項(xiàng)采用MapGIS作為支撐軟件平臺(tái)。部分地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)基于ArcGIS軟件平臺(tái)建設(shè)，并開發(fā)了相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)，如任紀(jì)舜院士主持編制的國(guó)際亞洲1∶500萬(wàn)地質(zhì)圖和數(shù)據(jù)庫(kù)基于ArcGIS平臺(tái)完成（Ren et al.,2013;王軍等，2017）。

2.2 常用GIS軟件

目前，國(guó)際上通用的地質(zhì)制圖軟件有ArcGIS、MapInfo、GeoMedia以及GRASS等產(chǎn)品。從本次調(diào)研中獲得的數(shù)據(jù)來(lái)看，國(guó)外地質(zhì)圖件采用ArcGIS編制的較多，歐美的一些科研單位常采用GRASS制圖。在國(guó)內(nèi)，已經(jīng)建成的地質(zhì)礦產(chǎn)類數(shù)據(jù)庫(kù)主要基于國(guó)產(chǎn)GIS軟件MapGIS，同時(shí)也有一些項(xiàng)目基于ArcGIS軟件平臺(tái)建設(shè)，并開發(fā)了相應(yīng)的空間數(shù)據(jù)庫(kù)及管理系統(tǒng)。接下來(lái)對(duì)國(guó)內(nèi)外最常用的兩種地質(zhì)制圖軟件ArcGIS和MapGIS作簡(jiǎn)要介紹。

2.2.1 ArcGIS

ArcGIS是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所（全稱Environment System Research Institute，簡(jiǎn)稱ESRI）產(chǎn)品。ESRI是全球最大的商業(yè)化GIS軟件提供商，為歐美澳等國(guó)政府和商業(yè)公司提供專業(yè)技術(shù)支持，在地理信息行業(yè)發(fā)揮著領(lǐng)頭作用。ArcGIS作為一種地理信息系統(tǒng)平臺(tái)，具有可伸縮性，而且其中涵蓋的相關(guān)信息較為全面，在這個(gè)系統(tǒng)平臺(tái)中有一個(gè)重要功能，即制圖表達(dá)（representation）。在地質(zhì)制圖的過(guò)程中，ArcGIS平臺(tái)可以用來(lái)分析和處理海量的數(shù)據(jù)信息，有助于充分改善地質(zhì)制圖中的各項(xiàng)問題，簡(jiǎn)化生產(chǎn)過(guò)程中的工作量，并且實(shí)現(xiàn)對(duì)于空間數(shù)據(jù)的高效處理（曾秀芬，2019）。

通過(guò)深化GIS軟件對(duì)地質(zhì)制圖應(yīng)用積極支持，ESRI公司先后推出的ArcGIS 9、ArcGIS 10等版本，在制圖的人性化、細(xì)致化、批量化、自動(dòng)化方面逐步進(jìn)行了相應(yīng)的豐富和完善。隨著云技術(shù)的出現(xiàn)與應(yīng)用，ESRI推出了在線編圖系統(tǒng)Arc-GIS Online以及功能強(qiáng)大的單桌面GIS應(yīng)用程序ArcGIS Pro。ArcGIS Pro在技術(shù)上領(lǐng)先于歐美市場(chǎng)上的其他產(chǎn)品，支持2D和3D模式下的數(shù)據(jù)可視化、高級(jí)分析和權(quán)威數(shù)據(jù)維護(hù)（圖5）。同時(shí)，ArcGIS Pro與ArcGIS平臺(tái)緊密結(jié)合，支持通過(guò)Web GIS在ArcGIS Online和ArcGIS Enterprise中共享數(shù)據(jù)。

2.2.2 MapGIS

MapGIS是中國(guó)具有完全自主知識(shí)版權(quán)的地理信息系統(tǒng)，由中地?cái)?shù)碼公司提供，采用面向服務(wù)的設(shè)計(jì)思想，實(shí)現(xiàn)了面向空間實(shí)體及其關(guān)系的數(shù)據(jù)組織，具備海量空間數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于管理能力以及高效的空間索引，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)著名的GIS平臺(tái)，在地質(zhì)制圖和建立地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)中應(yīng)用廣泛（韓坤英，2005；丁偉翠，2012），中國(guó)地礦系統(tǒng)的主要地質(zhì)圖件都由MapGIS平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，如1∶500萬(wàn)、1∶250萬(wàn)、1∶100萬(wàn)、1∶50萬(wàn)、1∶25萬(wàn)、1∶20萬(wàn)、1∶5萬(wàn)數(shù)字地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)，1∶600萬(wàn)水文地質(zhì)數(shù)據(jù)以及全國(guó)礦產(chǎn)資源潛力評(píng)價(jià)專項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)等。

歷經(jīng)了二十多年發(fā)展，中地?cái)?shù)碼公司先后發(fā)布了MapGIS67、MapGISK9、MapGIS10等優(yōu)秀產(chǎn)品，其自主核心技術(shù)已躋身國(guó)際一流行列，是國(guó)際GIS技術(shù)創(chuàng)新領(lǐng)跑者。近年來(lái)，中地?cái)?shù)碼公司著力開發(fā)了全空間智能GIS平臺(tái)MapGIS10.3，該平臺(tái)融合了大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、人工智能等先進(jìn)技術(shù)，將全空間的理念、大數(shù)據(jù)的洞察、人工智能的感知通過(guò)GIS的語(yǔ)言，形象化為能易于理解的可視化方式，實(shí)現(xiàn)了超大規(guī)模地理數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、管理、高效集成和分析挖掘，在地理空間信息領(lǐng)域?yàn)楦餍袠I(yè)及其應(yīng)用提供更強(qiáng)的技術(shù)支撐（圖6）。

2.3 數(shù)字地質(zhì)調(diào)查

區(qū)域地質(zhì)調(diào)查是一項(xiàng)基礎(chǔ)性、公益性、綜合性的地質(zhì)調(diào)查研究工作，涉及的信息種類多,內(nèi)容廣泛復(fù)雜、信息量大。開展數(shù)字地質(zhì)調(diào)查技術(shù)研究，以實(shí)現(xiàn)地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)獲取全過(guò)程的信息化，是提高區(qū)域地質(zhì)調(diào)查工作質(zhì)量和效率，實(shí)現(xiàn)區(qū)地質(zhì)調(diào)查工作現(xiàn)代化所必須采取的步驟和措施，也是世界先進(jìn)國(guó)家地質(zhì)調(diào)查工作的普遍趨勢(shì)（李超嶺等，2002）。早在20世紀(jì)80年代，美國(guó)、加拿大、澳大利亞等國(guó)家就開始逐步將數(shù)字技術(shù)應(yīng)用到地質(zhì)調(diào)查的各個(gè)階段，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，取得了一系列成果（于慶文等，2003）。中國(guó)地質(zhì)調(diào)查數(shù)字化起步較晚，但擁有扎實(shí)的數(shù)字地質(zhì)調(diào)查基本理論和數(shù)字地質(zhì)調(diào)查過(guò)程的PRB數(shù)字填圖技術(shù)核心元素，短短十多年就建成并全面推廣了一套優(yōu)秀的數(shù)字填圖系統(tǒng)——DGSS（李超嶺等，2002；李超嶺，2011；李豐丹等，2015；楊星辰等，2017）。

數(shù)字填圖系統(tǒng)由中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局發(fā)展研究中心研發(fā)，以MapGIS作為空間數(shù)據(jù)理的支撐平臺(tái)（后期軟件更新到DGSS2014版本后不再需要MapGIS做為中間件），采用Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)文件管理系統(tǒng)。系統(tǒng)從地質(zhì)調(diào)查源頭出發(fā)，以野外地質(zhì)數(shù)據(jù)獲取過(guò)程的數(shù)字化為核心，研究數(shù)字地質(zhì)調(diào)查的理論與技術(shù)方法，通過(guò)對(duì)語(yǔ)義粒度、描述粒度、空間粒度和存儲(chǔ)粒度的分割及其相關(guān)關(guān)系的研究，提出了描述適合各種比例尺的地質(zhì)填圖過(guò)程的數(shù)字填圖技術(shù)、方法和物理建模的基本模式?；跇?gòu)件、中間件、數(shù)據(jù)建模與數(shù)據(jù)庫(kù)、工作流等綜合技術(shù)，開發(fā)了集GNSS、GIS、RS技術(shù)為一體的數(shù)字地質(zhì)調(diào)查系統(tǒng)，建立了數(shù)字地質(zhì)調(diào)查數(shù)字化流程（李超嶺，2011；李豐丹等，2015）。數(shù)字填圖系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用提高了地質(zhì)調(diào)查的研究程度和精度，推動(dòng)了我國(guó)地質(zhì)調(diào)查信息化進(jìn)程，同時(shí)為DDE計(jì)劃的順利實(shí)施積累了豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，打下了扎實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

圖5 ArgGIS Pro在2D（左）和3D（右）模式下的顯示效果圖Fig.5 ArgGIS Pro display in 2D(left)and 3D(right)modes

圖6 MapGIS10.3產(chǎn)品體系Fig.6 Products of MapGIS10.3

3 發(fā)展趨勢(shì)展望

構(gòu)建地球科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)是深時(shí)數(shù)字地球（DDE）五大核心使命之一，現(xiàn)有地質(zhì)圖及數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)良好刻畫了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)平臺(tái)的雛形。未來(lái)將在DDE“整合地球演化數(shù)據(jù)、共享全球地學(xué)知識(shí)”引領(lǐng)和推動(dòng)下，創(chuàng)新計(jì)算機(jī)智能地質(zhì)制圖及網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)核心技術(shù)，更好支撐服務(wù)地球系統(tǒng)科學(xué)發(fā)展，滿足大數(shù)據(jù)時(shí)代經(jīng)濟(jì)社會(huì)對(duì)地質(zhì)圖信息資料服務(wù)的需求。

3.1 深化國(guó)際合作編圖

國(guó)際合作地質(zhì)編圖是世界地質(zhì)圖委員會(huì)（CGMW）長(zhǎng)期堅(jiān)持的職責(zé)使命，雙邊合作和多邊合作編圖也提供了不同類別的區(qū)域地質(zhì)圖系。CGMW組織來(lái)自不同國(guó)家的地質(zhì)學(xué)家合作編制并出版了很多全球性和洲際性地質(zhì)構(gòu)造圖，如1∶5000萬(wàn)世界地質(zhì)圖、世界地震構(gòu)造圖、世界地下水資源圖，1∶2500萬(wàn)世界地質(zhì)圖與世界地震構(gòu)造圖，1∶2000萬(wàn)印度洋地質(zhì)構(gòu)造圖、大西洋地質(zhì)構(gòu)造圖與環(huán)特提斯古地理圖，1∶1000萬(wàn)南極大地構(gòu)造圖、北極大地構(gòu)造圖、非洲地質(zhì)圖，1∶500萬(wàn)國(guó)際亞洲地質(zhì)圖、南美洲地質(zhì)圖、非洲金屬成礦圖，1∶300萬(wàn)南中國(guó)海構(gòu)造圖及不同比例尺地球物理系列圖件；近年來(lái)CGMW正在組織編制1∶500萬(wàn)國(guó)際亞洲構(gòu)造圖、中東地質(zhì)圖、東太平洋構(gòu)造圖、北極構(gòu)造圖，1∶1000萬(wàn)岡瓦納地質(zhì)圖及1∶250萬(wàn)國(guó)際歐洲第四紀(jì)地質(zhì)圖等地質(zhì)構(gòu)造圖。中、俄、哈、蒙、韓五國(guó)合作編圖研究，完成1∶250萬(wàn)北—中—東亞及鄰區(qū)地質(zhì)圖、區(qū)域構(gòu)造圖、能源分布圖、成礦規(guī)律圖等系列圖件，在國(guó)際地學(xué)界產(chǎn)生了重要的學(xué)術(shù)影響。OngGeology是UNESCO、CGMW、IUGS、GEO、ILP、CCOP等11個(gè)國(guó)際組織及一百多個(gè)國(guó)家參與的國(guó)際地學(xué)合作計(jì)劃，建立了1∶100萬(wàn)為主要比例尺的世界地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)及網(wǎng)絡(luò)共享平臺(tái)。今后國(guó)際合作編圖將進(jìn)一步深化，世界地質(zhì)圖委員會(huì)（CGMW）、OngGeology將繼續(xù)發(fā)揮重要作用；DDE作為后起之秀，未來(lái)將引領(lǐng)數(shù)字地質(zhì)制圖及網(wǎng)絡(luò)共享國(guó)際合作與技術(shù)發(fā)展。

3.2 地質(zhì)圖計(jì)算機(jī)識(shí)別和矢量化信息拾取

大數(shù)據(jù)時(shí)代利用計(jì)算機(jī)快速識(shí)圖、拾取重要地質(zhì)資料并更新地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)現(xiàn)代地球科學(xué)發(fā)展及地質(zhì)資料轉(zhuǎn)化應(yīng)用具有重要意義。面對(duì)大量涌現(xiàn)復(fù)雜多樣的地質(zhì)圖及相關(guān)資料，需要解決機(jī)器識(shí)圖、圖形矢量化、關(guān)鍵信息自動(dòng)拾取并更新地質(zhì)資料等難題；亟待構(gòu)建卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，研發(fā)相應(yīng)算法流程，模擬人腦建立多層非線性影射關(guān)系，形成逐步增強(qiáng)的非線性學(xué)習(xí)能力，結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計(jì)算及信息技術(shù)，發(fā)展地質(zhì)圖計(jì)算機(jī)識(shí)別與機(jī)器識(shí)圖、柵格圖形矢量化與關(guān)鍵地質(zhì)信息拾取、重要地質(zhì)資料挖掘與地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)更新等技術(shù)。創(chuàng)新地質(zhì)圖機(jī)器學(xué)習(xí)、計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別、圖形矢量化及信息拾取等關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)重要地質(zhì)信息自動(dòng)存儲(chǔ)入庫(kù)、實(shí)時(shí)更新地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)等功能。地質(zhì)圖計(jì)算機(jī)識(shí)別和矢量化信息拾取還將在地質(zhì)公園導(dǎo)游服務(wù)、地學(xué)特色小鎮(zhèn)建設(shè)、地質(zhì)科學(xué)知識(shí)普及、旅游地學(xué)發(fā)展等方面，發(fā)揮重要的技術(shù)支撐作用。

3.3 全球數(shù)字地質(zhì)圖元數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)及標(biāo)準(zhǔn)化

元數(shù)據(jù)是描述其它數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，數(shù)字地質(zhì)圖元數(shù)據(jù)是描述地質(zhì)圖空間數(shù)據(jù)的內(nèi)容、質(zhì)量、存取條件、使用情況等基本信息的集合，開發(fā)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)通用的元數(shù)據(jù)庫(kù)有利于全球地質(zhì)工作者合理、正確、準(zhǔn)確地使用數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)，是在全球數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)前需要先行構(gòu)建的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)庫(kù)。在元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)中，如何制定形式簡(jiǎn)單、內(nèi)容涵蓋廣泛、詳盡實(shí)用的元數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，設(shè)計(jì)開發(fā)適合地質(zhì)圖元數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)操作工具，參考國(guó)內(nèi)外元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，形成標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、結(jié)構(gòu)清晰、內(nèi)容完整的數(shù)字地質(zhì)圖元數(shù)據(jù)庫(kù)，是建設(shè)全球數(shù)字地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)的重要基礎(chǔ)。

3.4 數(shù)字地質(zhì)圖智能融合與網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)

將人工智能融入計(jì)算機(jī)專家系統(tǒng)，運(yùn)用專家經(jīng)驗(yàn)，訓(xùn)練計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)編圖流程、編圖規(guī)則、編圖過(guò)程，將專家經(jīng)驗(yàn)和編圖規(guī)則變成算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字地質(zhì)圖智能化拼接及融合。對(duì)不同類別地質(zhì)圖進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，形成標(biāo)準(zhǔn)化地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)，建立由不同比例尺（1∶5萬(wàn)、1∶10萬(wàn)、1∶25萬(wàn)、1∶50萬(wàn)、1∶100萬(wàn)、1∶250萬(wàn)、1∶500萬(wàn)、1∶1000萬(wàn)、1∶2500萬(wàn)、1∶5000萬(wàn)）地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)組成、功能強(qiáng)大、國(guó)際權(quán)威的地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，包括Global、Continental、National、Regional地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)用國(guó)際通用的編碼標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)具備無(wú)極縮放查詢、任意比例尺輸出等功能Intelligence Geological Map(IGM)。應(yīng)用分布式數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)和云計(jì)算等技術(shù)，精確匹配、快速調(diào)用、自動(dòng)生成符合用戶要求的地質(zhì)圖，實(shí)現(xiàn)全球范圍任意比例尺地質(zhì)圖資料共享服務(wù)。

3.5 三維地質(zhì)制圖及工程應(yīng)用

綜合地質(zhì)、鉆探、物探、遙感等各類資料，創(chuàng)新三維地質(zhì)建模、三維地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)、三維地質(zhì)圖輸出等技術(shù)，結(jié)合人工智能和GIS應(yīng)用，發(fā)展計(jì)算機(jī)三維地質(zhì)制圖技術(shù)，更好支撐服務(wù)特殊地下空間利用如二氧化碳地質(zhì)儲(chǔ)存、危險(xiǎn)性廢物地質(zhì)處置、能源戰(zhàn)略儲(chǔ)存及重大工程建設(shè)。將平面地質(zhì)圖與三維地形地貌結(jié)合，優(yōu)化軟件及算法，實(shí)現(xiàn)大比例尺地質(zhì)圖三維顯示，形成2.5維數(shù)值地質(zhì)圖；應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）及相關(guān)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)地質(zhì)圖多元信息三維可視化，服務(wù)國(guó)土空間規(guī)劃、生態(tài)環(huán)境保護(hù)、地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)防治及礦山公園設(shè)計(jì)、綠色礦山建設(shè)。

4 結(jié)論

通過(guò)調(diào)研發(fā)現(xiàn)目前已經(jīng)存在OneGeology、OpenGeoscience、NGMDB、地質(zhì)云等多個(gè)優(yōu)秀的地質(zhì)圖相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)。其中，像OneGeology這樣的地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)具有服務(wù)內(nèi)容多樣、共享便捷、技術(shù)領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，在世界范圍內(nèi)具有廣泛影響。相比之下，中國(guó)地質(zhì)資料信息服務(wù)的集群化產(chǎn)業(yè)化還處于起步階段，需要?jiǎng)?chuàng)建新型的服務(wù)模式，以滿足不斷豐富地質(zhì)資料信息服務(wù)由傳統(tǒng)的服務(wù)模式向知識(shí)型服務(wù)模式的轉(zhuǎn)變。

地質(zhì)制圖的過(guò)程貫穿于整個(gè)地質(zhì)圖數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)的生命周期，在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下，地質(zhì)制圖的發(fā)展面臨著新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)?？偟膩?lái)說(shuō)，地質(zhì)制圖的發(fā)展需要從兩個(gè)方面努力：一方面，不忘初心、牢記使命，緊緊圍繞DDE核心目標(biāo)，通過(guò)對(duì)深時(shí)地球大數(shù)據(jù)的挖掘，建設(shè)開放、共享、統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺(tái)；另一方面，開拓思路、創(chuàng)新發(fā)展，結(jié)合國(guó)內(nèi)外研究前沿和進(jìn)展，聚焦地質(zhì)圖計(jì)算機(jī)識(shí)別和矢量化信息拾取、數(shù)字地質(zhì)圖智能融合與網(wǎng)絡(luò)共享服務(wù)、三維地質(zhì)制圖與地下空間利用規(guī)劃等關(guān)鍵技術(shù)問題，爭(zhēng)取早日取得突破。