文｜劉恒 趙威 靳文虎 馬杰 胡元杰 韓媛 王偉

地質(zhì)調(diào)查是研究地球表層及其下部結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，以獲取地質(zhì)信息和資源儲量評估的重要手段。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和數(shù)字化時代的到來，科研機構(gòu)積累了大量的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)。目前，大數(shù)據(jù)已經(jīng)成為人類發(fā)展的重要經(jīng)濟資產(chǎn)，然而海量的數(shù)據(jù)仍對挖掘、分析和計算技術(shù)提出更高要求。人工智能技術(shù)作為大數(shù)據(jù)分析的重要方式之一，其深度學(xué)習(xí)、機器學(xué)習(xí)等技術(shù)均有效滿足了日益復(fù)雜的大數(shù)據(jù)分析。信息化建設(shè)和大數(shù)據(jù)中心的興起為地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的處理分析和應(yīng)用提供了新的機遇。大數(shù)據(jù)中心的高性能計算存儲和數(shù)據(jù)管理能力，成為地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理分析的理想平臺。而人工智能作為一種強大的技術(shù)手段，具備處理大規(guī)模數(shù)據(jù)和自動化分析的能力，為地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的應(yīng)用帶來了前所未有的機遇和挑戰(zhàn)。

一、地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)與大數(shù)據(jù)中心建設(shè)

（一）地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的特點與重要性

地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)包含地質(zhì)調(diào)查工作中產(chǎn)生的多來源、多模態(tài)地質(zhì)數(shù)據(jù)，以及公共服務(wù)與支撐管理產(chǎn)生的數(shù)據(jù)。除了大數(shù)據(jù)共有的特性外，還具有多源異構(gòu)性，高度時空相關(guān)性，大容量高相關(guān)、低價值密度性、復(fù)雜與模糊不確定性，多主體性。這些數(shù)據(jù)在資源勘探，環(huán)境保護，地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防等方面具有重要價值。通過對地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的分析和利用，實現(xiàn)資源開發(fā)和利用，提高環(huán)境監(jiān)測和保護的水平，預(yù)測和防范地質(zhì)災(zāi)害，推動地質(zhì)科學(xué)研究和決策支持的發(fā)展。

（二）大數(shù)據(jù)中心建設(shè)與信息化發(fā)展的背景

隨著科學(xué)技術(shù)和信息化的迅猛發(fā)展，各種數(shù)據(jù)的生成和積累呈現(xiàn)爆炸式增長，大數(shù)據(jù)時代，數(shù)據(jù)開發(fā)共享是大勢所趨。建設(shè)數(shù)據(jù)中心，為打破部門藩籬，消除信息孤島，提供了有力支持。在海量數(shù)據(jù)的背景下，傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理和分析方法已經(jīng)無法滿足大規(guī)模的數(shù)據(jù)的處理需求，借助高性能的計算和大規(guī)模的存儲技術(shù)手段來處理分析數(shù)據(jù)成為了未來發(fā)展的趨勢。

大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)與信息化發(fā)展相輔相成，大數(shù)據(jù)中心以其強大的計算、存儲和數(shù)據(jù)管理能力，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的集中管理、高效查詢和數(shù)據(jù)共享應(yīng)用，提高數(shù)據(jù)處理效率和準確性，成為地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理分析的理想平臺。而信息化技術(shù)的應(yīng)用使得地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)可以更加便捷地獲取、處理和分析。地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)的數(shù)字化和標準化使得數(shù)據(jù)的交換和共享更加便利，促進了地質(zhì)調(diào)查工作的協(xié)同和合作，推動了地質(zhì)行業(yè)的發(fā)展。

二、人工智能在地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理與分析中的影響

（一）地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理的挑戰(zhàn)

地質(zhì)信息化建設(shè)研究的核心問題是信息技術(shù)與地質(zhì)業(yè)務(wù)的融合問題。地質(zhì)調(diào)查中，數(shù)據(jù)由于來源不同，數(shù)據(jù)格式不同，其間的各種參數(shù)、空間坐標系和數(shù)據(jù)的構(gòu)造規(guī)則等存在很大差異。因此地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)具有多樣性和復(fù)雜性的特點，這些來源廣泛，質(zhì)量和格式各異的數(shù)據(jù)，通常以大規(guī)模的數(shù)據(jù)集形式存在。對于不同的數(shù)據(jù)源和測量方法，質(zhì)量和一致性也存在差異，加之來自不同的組織和部門，以及多數(shù)據(jù)模型，使得這些數(shù)據(jù)不能進行無縫交換和共享，選擇合適的算法工具，對數(shù)據(jù)進行標準化和整合，成為了現(xiàn)階段面對的主要挑戰(zhàn)。

（二）人工智能技術(shù)在地質(zhì)數(shù)據(jù)處理中的優(yōu)勢

相比通用的數(shù)據(jù)查詢處理與優(yōu)化技術(shù)，人工智能賦能的查詢處理與優(yōu)化技術(shù)在執(zhí)行效率與性能方面具有明顯優(yōu)勢。人工智能系統(tǒng)通過對大數(shù)據(jù)中的海量樣本進行分析，可以代替部分人工進行運算決策。將來自不同數(shù)據(jù)源和格式的數(shù)據(jù)進行自動匹配和轉(zhuǎn)換，讓不同地質(zhì)數(shù)據(jù)集之間能夠無縫整合共享，提高數(shù)據(jù)的可訪問性和可利用性。可以自動識別和糾正數(shù)據(jù)中的錯誤和異常值，提高數(shù)據(jù)質(zhì)量和一致性，加快數(shù)據(jù)處理的速度和效率，通過機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，從海量的地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)中提取未被發(fā)現(xiàn)的關(guān)聯(lián)性和特征，預(yù)測地質(zhì)結(jié)構(gòu)、資源分布和地質(zhì)災(zāi)害潛在風(fēng)險，提供更準確的地質(zhì)模型和預(yù)測結(jié)果。還可將人工智能技術(shù)可以應(yīng)用于地質(zhì)調(diào)查中的圖像識別和遙感分析，實現(xiàn)地質(zhì)景觀、地貌特征和地物分類等自動化處理，提高數(shù)據(jù)處理的準確性和效率。

三、人工智能對大數(shù)據(jù)中心建設(shè)和信息化發(fā)展的影響

（一）提升數(shù)據(jù)處理和分析能力

人工智能技術(shù)能夠處理和分析大規(guī)模的數(shù)據(jù)，如果能夠充分利用人工智能技術(shù)對大數(shù)據(jù)進行分析和整理，就可以在很大程度上提高大數(shù)據(jù)庫的應(yīng)用效果。通過運用機器學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)算法，可以從龐大的數(shù)據(jù)集中發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)的趨勢和關(guān)聯(lián)性，提供有價值的洞察方向和決策支持。通過人工智能與大數(shù)據(jù)中心的結(jié)合，使得大數(shù)據(jù)中心學(xué)會思考，擁有思考能力，從而更好地理解和利用數(shù)據(jù)，從而加速業(yè)務(wù)創(chuàng)新和發(fā)展的步伐。

（二）數(shù)據(jù)中心的智能防護與安全

大數(shù)據(jù)中心作為存儲和處理大量敏感信息的重要基礎(chǔ)設(shè)施，面臨著人工智能時代日益增長的安全威脅和隱私保護挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)的安全防御手段已經(jīng)不適用于新時代的安全威脅。而人工智能可以時刻監(jiān)管計算機網(wǎng)絡(luò)安全，通過算法模型，人工智能能夠在計算機運作后臺自動識別存在安全隱患的信息資源，避免用戶信息泄露及財產(chǎn)損失，對大數(shù)據(jù)中心的網(wǎng)絡(luò)流量、日志數(shù)據(jù)和行為模式進行實時監(jiān)控分析，識別出異常行為和潛在的安全威脅，以自動化的方式，快速準確的發(fā)現(xiàn)安全事件，并及時采取相應(yīng)的防御和保護措施，這種智能安全防護系統(tǒng)能夠提高數(shù)據(jù)中心的安全性和隱私保護水平，降低安全風(fēng)險，從而有效應(yīng)對日益增長的網(wǎng)絡(luò)安全威脅。

（三）提升自動化運維和資源管理能力

數(shù)據(jù)中心中的設(shè)備和系統(tǒng)存在著潛在的故障風(fēng)險，如硬件故障、網(wǎng)絡(luò)問題等。當故障發(fā)生時，運用人工智能自動化對數(shù)據(jù)中心設(shè)備和系統(tǒng)進行故障的檢測、預(yù)測和修復(fù)，降低對業(yè)務(wù)的影響，提高了數(shù)據(jù)中心的可靠性和穩(wěn)定性。優(yōu)化資源分配和調(diào)度，對資源、存儲資源自動計算，能實現(xiàn)自動化的負載均衡。分析優(yōu)化數(shù)據(jù)中心的能源消耗，通過動態(tài)管理和智能調(diào)控，能實現(xiàn)能源的有效利用和節(jié)約，減少數(shù)據(jù)中心的能源成本。借助人工智能技術(shù)的運算能力來保障整個系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，能以此達到節(jié)約人力資源的目標，同時又保障了運算的效率、節(jié)約了計算的資源。因此，運用人工智能技術(shù)有助于節(jié)約運算成本、顯著提高運算效率，并且保障運算的質(zhì)量及運算結(jié)果的可靠性與精準性。

四、人工智能在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)與信息化發(fā)展中的挑戰(zhàn)與機遇

（一）人工智能算法模型的開發(fā)與優(yōu)化

在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)和信息化發(fā)展中，開發(fā)合適地質(zhì)信息化的人工智能算法并優(yōu)化是一個關(guān)鍵問題。通過深度學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)，賦能組織人工智能模型的訓(xùn)練能力，快速落地更加定制化的人工智能模型。結(jié)合地質(zhì)調(diào)查的特點和要求，從地質(zhì)專業(yè)知識、人工智能技術(shù)應(yīng)用和人工智能地質(zhì)應(yīng)用實踐三個方面探索應(yīng)用場景，研究適用于地質(zhì)領(lǐng)域的人工智能算法模型。

（二）人工智能的自主決策與自我優(yōu)化

“自主決策系統(tǒng)”可以看作是人工智能的一個核心部分，憑借“機器學(xué)習(xí)”算法，利用基于數(shù)據(jù)集構(gòu)建的預(yù)測模型實現(xiàn)自主決策系統(tǒng)在非人類的自動化過程做出決策。通過建立智能決策模型和自適應(yīng)控制系統(tǒng)，大數(shù)據(jù)中心可以根據(jù)實時數(shù)據(jù)和環(huán)境條件進行自主決策，根據(jù)負載情況和資源需求自動調(diào)整任務(wù)分配和資源分配，適應(yīng)不斷變化的需求和環(huán)境，實現(xiàn)更好的負載均衡和性能優(yōu)化，減少資源的浪費和能源的消耗，提高數(shù)據(jù)中心的節(jié)能性和可持續(xù)發(fā)展性，從而提供更加靈活和可靠的服務(wù)，以達到更好的性能和效果。

（三）人工智能與地質(zhì)專業(yè)知識的結(jié)合

地質(zhì)調(diào)查是一個復(fù)雜的領(lǐng)域，需要深入理解地質(zhì)科學(xué)和相關(guān)領(lǐng)域的知識，各方要廣泛交流，取長補短，通過各自專業(yè)領(lǐng)域深入合作，讓人工智能對現(xiàn)有信息進行數(shù)據(jù)分析和特征學(xué)習(xí)，提升其在地質(zhì)場景應(yīng)用中的效率，共同推進人工智能技術(shù)在地勘應(yīng)用領(lǐng)域的深度融合。人工智能算法只是工具，結(jié)合地質(zhì)調(diào)查的特點和要求，充分利用地質(zhì)專業(yè)知識指導(dǎo)算法的設(shè)計和應(yīng)用。培養(yǎng)具備跨學(xué)科背景的人才，既懂得人工智能技術(shù)，又了解地質(zhì)科學(xué)，具備良好的溝通和合作能力，打造人工智能背景下的地質(zhì)信息化專業(yè)知識框架將是一個重要的挑戰(zhàn)和機遇。

（四）數(shù)據(jù)隱私的考量

人工智能數(shù)據(jù)安全挑戰(zhàn)會隨著人工智能技術(shù)的發(fā)展突破、應(yīng)用行業(yè)的不斷深入擴大等因素加快演變。在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)和信息化發(fā)展中，數(shù)據(jù)隱私問題是需要認真考量和解決的重要方面。地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)可能涉及多種敏感信息。因此，需要建立嚴格的數(shù)據(jù)保護和隱私保密機制來確保數(shù)據(jù)的安全和合規(guī)性。

五、展望

未來，積極推動地質(zhì)調(diào)查領(lǐng)域與其他相關(guān)領(lǐng)域的合作，建立跨學(xué)科研究團隊，共同探索地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理的新技術(shù)，加速地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)和信息化發(fā)展中的應(yīng)用。加強人才培養(yǎng)與技術(shù)創(chuàng)新，以滿足地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)處理和信息化發(fā)展的需求，培養(yǎng)地質(zhì)系統(tǒng)中最懂信息技術(shù)、信息技術(shù)界最懂地質(zhì)工作的人員。鼓勵和支持科研機構(gòu)、高校和企業(yè)進行合作，從而推動技術(shù)創(chuàng)新，推動人工智能算法、模型等方面的研究應(yīng)用，為地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)和信息化發(fā)展中的應(yīng)用提供技術(shù)支持和創(chuàng)新能力。隨著技術(shù)的不斷進步和創(chuàng)新，人工智能對地質(zhì)調(diào)查數(shù)據(jù)在大數(shù)據(jù)中心建設(shè)與信息化發(fā)展中的發(fā)展將為各界人員提供更多的資源與便利，為地質(zhì)學(xué)科和社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展帶來新的動力與活力。