近期，中国地质科学院地质研究所尹继元研究员、中国科学院新疆分院肖文交院士、中国地质科学院地质研究所王涛研究员、黄河研究员和陈文研究员等通过对中亚造山带西准噶尔洋内弧古生代侵入岩开展详细的锆石U-Pb年龄和Hf-O同位素研究（图1），取得了新进展。

大陆地壳的形成与演化一直是地球科学研究领域的核心问题。大陆地壳的成熟过程，尤其是如何在洋内弧环境下从初始的玄武质成分转变为安山质和英安质成分，成为理解大陆地壳生长机制的关键科学问题。尽管洋内弧通常由玄武质成分构成，但大陆地壳整体成分更偏安山质或英安质，这种差异性突显了从洋内弧玄武质地壳向成熟长英质地壳转变的复杂性。由于洋内弧背景中各岩浆源区普遍具有亏损的放射性同位素特征，通过传统的同位素方法来识别循环地壳来源的花岗岩具有一定挑战性。因此，准确识别花岗岩的源区对于揭示洋内弧的岩浆成因与地壳分异过程具有重要科学意义。

针对以上关键科学问题，中国地质科学院地质研究所取得的主要进展如下：

图1. (a) 中亚造山带的简化构造分区；(b) 西准噶尔地区的地质图。

一是识别出西准噶尔洋内弧四期岩浆活动及其时空分布。这四期岩浆活动分别为早寒武世至早奥陶世（515-486 Ma）、晚奥陶世至中泥盆世（445-392 Ma）、早石炭世（343-310 Ma）以及晚石炭世至中二叠世（309-259 Ma），在时间与空间上表现出显著的差异性。早寒武世至早奥陶世侵入岩主要集中在西准噶尔南部的巴尔雷克和玛依勒地区；晚奥陶世至中泥盆世侵入岩主要分布在西准噶尔北部成吉思火山弧；早石炭世侵入岩主要分布在西准噶尔北部的萨乌尔火山弧；晚石炭-中二叠世侵入岩遍布整个西准噶尔地区，且不受构造边界的限制。所有岩浆岩均显示出较高的锆石Hf同位素值和全岩Nd同位素值，但锆石O同位素值则存在显著变化。根据锆石δ18O值，侵入岩可以分为两类：高δ18O（大于6.5‰）和地幔类似的δ18O值（约5.5‰）（图2）。

图2. 西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩锆石U-Pb年龄与Hf-O同位素数据相关图。

二是理清了西准噶尔古生代侵入岩δ18O特征及其时空差异。通过对西准噶尔古生代侵入岩进行锆石O同位素填图显示，高δ18O值的侵入岩主要分布在西准噶尔南部，而地幔类似δ18O值的侵入岩则主要分布于西准噶尔北部，表明它们源于不同的岩浆源区并经历了不同的形成过程（图3）。高δ18O的侵入岩形成过程涉及表壳岩与新生玄武质下地壳的参与，而地幔类似的δ18O值的侵入岩则记录了多样的岩浆源区和过程，如交代亏损地幔的部分熔融、亏损地幔与新生地壳的混合、新生洋内弧地壳或镁铁质下地壳的部分熔融等。

图3. (a) 锆石O同位素等值线图，显示西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩的锆石δ18O ​值的时空变化；

(b) Hf同位素等值线图，显示西准噶尔洋岛弧古生代侵入岩的TDM2 的时空变化。

三是查明了西准噶尔地区三次显著地壳生长事件。锆石Hf同位素与Hf模式年龄研究结果表明，西准噶尔地区在约656-684 Ma、524-536 Ma和441-471 Ma期间经历了三次显著的地壳生长事件（图3和4）。这些事件与亏损地幔周期性重熔有关，表明西准噶尔在早古生代经历了显著的地壳生长。尽管上述事件中形成的新生物质在地壳中存留长达260 Ma，并在此期间被反复熔融，但其仍保留了与地幔类似的初始氧同位素组成。

图4. 西准噶尔洋岛弧岩浆锆石年龄直方图，与锆石δ18O值 < 6.5%的Hf模式年龄分布对比。

四是揭示了西准噶尔地区岩浆活动峰期与地壳生长期不同步，提出了洋中脊俯冲作用是洋内弧地壳成分转变的重要机制。西准噶尔地区地壳生长主要发生在早古生代，而大面积的岩浆活动期主要发生在晚志留-早泥盆世和晚石炭-早二叠世，显示两者并不同步。这两期显著的岩浆活动可能记录了洋脊俯冲事件（图5）。在这些时期，高温伸展的背景促进了镁铁质下地壳、洋壳与表壳岩等广泛熔融，推动了从洋内弧地壳从玄武质向长英质大陆地壳成分的转变。

图5. 西准噶尔古生代多岛弧俯冲–增生系统的构造演化图。

本项研究通过对中亚造山带西准噶尔洋内弧古生代侵入岩系统的Hf-O同位素填图，识别出洋内弧背景下花岗岩质岩石的岩浆源区及其与年轻表壳岩的物质循环的关系，为重建洋内弧地壳从玄武质向长英质的成熟转变过程提供了新见解，也为探讨大陆地壳生长与演化提供了新视角。

该研究成果获得国家自然科学基金项目（41830216）、国家重点研发计划项目课题（2019YFA0708601）和国际地学计划IGCP664联合资助，近期发表在国际权威的地学期刊Earth- Science Reviews上。

2016年8月21-25日，第33届国际地理大会在北京顺利召开。会议闭幕后，由中国地质调查局岩溶地质研究所/联合国教科文组织国际岩溶研究中心与云南大学/云南科技厅岩溶国际联合研究中心，共同承担的岩溶专线考察路线迎来了来自美国、澳大利亚、波兰、俄罗斯、意大利、西班牙等6个国家的11名外籍学者。

8月26日上午，岩溶所所长/国际岩溶研究中心主任刘同良、国际岩溶研究中心常务副主任曹建华与考察的学者进行了会谈和研讨。刘同良所长介绍了岩溶所的发展历程、主要业务方向及在岩溶领域所取得的成果。通过观看毛村实验基地科学短片，外籍专家对中国西南地区的岩溶地质、地貌有了直观的了解，同时对岩溶碳循环的认识更加深入。曹建华研究员从背景意义、任务目标、路线方法及预期成果等几个方面对岩溶所正在提出的“全球岩溶动力系统的资源环境效应”国际大科学计划建议进行了介绍。

此外，专家团还在桂林考察了毛村野外试验基地，漓江流域喀斯特自然遗产地核心区。在昆明参观了石林博物馆，石林世界自然遗产地/世界地质公园，尚未开发的“野石林”，以及宜良县九乡风景区。

8月30日下午，为期5天的岩溶路线考察活动圆满结束，通过与各国学者间的交流，岩溶所/国际岩溶研究中心获得了各国学者对“大科学计划”的支持，收获了各国学者对于我国岩溶研究现状的建议，宣传了国际岩溶研究中心的平台作用，并就未来可能存在的合作进行了讨论。

地质文化村是由外在的地质文化体验与内在的宜居宜业共同构成的乡村发展模式，是地质遗迹调查工作成果转化应用形式的创新，是一种集地质遗迹资源、特色农业资源、文化资源、旅游资源于一体的新型乡村。2018年11月7至8日，“全国重要地质遗迹调查”项目组前往浙江省台州市横溪镇金村开展地质遗迹与保护科普示范项目指导工作。项目组会同浙江省自然资源厅、台州市国土局、仙居县国土局有关负责同志共同研讨了《地质文化村建设技术要求（初稿）》，并就金村地质文化村建设的现状和下一步发展方向等有关问题进行了座谈。 

金村位于横溪南部六都坑溪沿线，北邻横岩南接新碧，整体呈带状分布，行政区域面积为1.5平方公里，共有71户235人。全村人多地少、山多田少，受距离和地势所限，青壮年劳动力基本外出打工，村内房屋破旧，“穷山恶水弱村”正是昔日金村的写照。但与“弱村”相对的却是金村所蕴含的丰富的旅游资源。这里自然环境优美，拥有典型的流纹岩火山地貌，岩嶂、一线天、象形石等景观相映成趣，两期火山活动重新塑造了金村的原始地貌，成就了这里丰富的地质遗迹资源；人文历史悠久，最早先民可追溯到明朝成化年间；天然矿泉水自山脚缓缓流出，四季不断；土壤清洁无污染，春采枇杷、夏摘杨梅、秋收柑橘、冬挖山笋，绿色农产品四季皆有；野生动植物丰富，铁皮石斛、石仙桃、娃娃鱼有迹可循。伴随着新农村建设与地质文化村建设，金村百姓期待着把家乡建设的漂漂亮亮，发展文化村旅游，走上致富路。

目前，金村地质文化村建设已初见成效，在村口设计的地学科普长廊与地质年代旅游步道已经建成，村民们还将原来破旧的特色古民居与现代建筑风格结合打造了游客接待中心，初步实现了地质文化与乡村文化融合、地球故事与村民故事融合、农业地质与农耕文化融合、环境地质与村民生活融合。在地质文化村建设过程中，村民全程参与全部建设、经营过程，达到了以丰富的地质遗迹为载体，以特色农产品、民风民俗为依托，通过地学科普、休闲度假、文化传承等形式吸引旅游消费，引导村民参与家乡建设与环境改善，发挥资源保护与利用的主观能动性，并从中受益，形成良性循环的目的。下一步，当地政府将大力加强对金村地质文化村的宣传，增加旅游知名度，提升当地村民收入。

通过此次调研，项目组将结合浙江省通源乡白雁坑地质文化村的建设经验，参考地质遗迹调查规范、美丽乡村建设指南和国家地质公园建设标准等相关技术规范和标准，进一步修改完善《地质文化村建设技术要求（初稿）》，为未来的地质文化村建设提供技术标准和参考依据。

金村村口标识

金村四绝

游客中心

金村旧貌

地学科普长廊

地质年代步道 

资源、环境与生态问题已成为事关人类发展前景的全球性问题。近几十年来，随着人口急剧增长与经济快速发展，世界工业化、城市化进程不断加快，人类活动已成为全球变化的重要驱动力。在经济全球化、区域一体化不断深化的推动下，各国经济发展对相互之间资源、环境与生态的影响不断加大，人类进入了生态全球化时代。面对前所未有的重大而紧迫的全球性环境问题，世界各国在持续努力探索解决之道。党的十八大从新的历史起点出发，做出“大力推进生态文明建设”的战略决策；习近平总书记从新时代基本方略的高度提出要树立“两个共同体”理念——“人类命运共同体”理念与“山水林田湖草生命共同体”理念，为推进全球经济社会发展指明了方向，地质调查工作迎来了新的转型发展。地质调查工作如何适应与服务全球与国内生态文明建设并推动全球与区域问题的解决，亟待深入思考。

11990～2015年不同国家矿产资源人均开采量与消费量变化

地球系统问题的全球性与区域性

20世纪50年代以来，人类活动对地球系统影响的程度和频度发生了急剧变化，人类施加于地球系统的各种压力进入“大加速”时期，地球从全新世跨入了新的地质年代——人类世。人类活动对地球系统的影响已经接近或超过自然因素引发的环境变化，并正在继续加剧，有可能产生不可逆转的后果。在第23届联合国气候大会上，来自世界各国的科学家发出警告：地球系统越来越抵近危险的“临界点”。

1. 全球自然资源开发从线性增长转变为指数增长，发展中国家增长尤为突出

过去的100多年，矿产、水、土地等自然资源开发经历了从线性增长到指数增长的转变。

（1）矿产资源：全球开采总量快速增长，发达国家主导矿产消费，发展中国家开采快速增加

1901年以来，全球矿产开采总量经历了缓慢增长、快速增长、稳定增长与急剧增长的变化。与1901年比较，2015年全球矿产开采总量增长了32.0倍，其中化石能源增长14.6倍，金属矿石增长41倍，非金属矿石增长49.3倍。根据开采量增长情况，矿产资源开发可划分为4个阶段：1945年以前，矿产开采量缓慢增长，年均增长0.59亿吨，人均开采量1.73吨；1946～1973年，矿产开采量快速增长，年均增长6.40亿吨，人均开采量增长到5.78吨，年均增长4.0%；1974～1997年，矿产开采增速减缓，年均增长6.15亿吨，人均开采量增至6.34吨，年均增长0.4%；1998～2015年，矿产开采量急剧增长，年均增长16.05亿吨，人均开采量增至9.01吨，年均增长2%。

近几十年来，全球矿产开采与消费格局发生了重大变化。从开采来看，20世纪90年代中期之前，OECD国家主导全球，开采量占全球的41.8%，之后开采量占全球比例不断降低，到2015年降至23.0%，并且自2007年开始由增长转变为下降趋势；金砖国家开采量快速增长，在1995年超过OECD，占全球比例由1995年的37.9%升至2015年的51.6%。从消费来看，直到2007年，OECD国家消费量呈不断增长趋势，1990～2007年平均占全球总量的52.1%，2007年之后消费量降中趋稳，近年来稳定在295.42亿吨左右，占全球比例降至2015年的36.4%；金砖国家消费量在2000年之后快速增长，年均增长6.3%，在2010年超过OECD国家，到2015年增至360.57亿吨，占全球总量的44.0%；其余国家矿产消费量保持稳定增长趋势，年均增长3.1%。

全球资源治理体系变革滞后于全球矿产开采消费格局的变化。1990～2015年，OECD国家人均矿产消费量大大高于其人均开采量，平均高出42.2%，且这一比例有增大的趋势。这表明，发达国家所开发的矿产根本满足不了其消费需求，通过进口越来越多的原矿石、矿产品与各种制成品来补充。金砖国家、其余国家人均开采量一直大于其消费量，说明发展中国家所开采的矿产在满足本国需求之外，有相当比例以原矿石、矿产品、各种制成品等形式出口。以金砖国家为例，2015年矿产开采量14.6吨/人，消费量11.7吨/人，在满足本国需求的同时，每人平均为其他国家贡献了2.9吨的矿产。目前的全球资源治理体系与发展中国家的贡献不相适应，亟需变革，以促进全球资源优化配置。

（2）水资源：开采总量保持增长态势下呈现出显著的区域分化

全球水资源开采在总量持续增长态势下呈现出显著的区域性差异。1901年～1950年，全球水资源开采量缓慢增长，由6713亿立方米增至12265亿立方米，年均增长1.3%；1951年～1980年，水资源开采量快速增长，年均增长3.2%；1981年以来，水资源开采量增速趋缓，年均增长0.8%。OECD国家水资源开采量在1980年由快速增长转变为稳定波动趋势，近年来稳定在9200亿立方米，占全球总量的23%。金砖国家水资源开采量自20世纪60年代以来保持快速增长的趋势，1960年～2000年年均增长2.4%以上，2000年以后增速有所减缓，到2015年增至17500亿立方米，占全球总量的43.7%。全球水资源开采量增长的主要原因是灌溉农业的快速发展与农业经济的持续增长。中国、印度等新兴经济体农业快速发展，加上持续的工业化和城市化，用水量有较大幅度的增长；欧盟、美国等发达经济体由于越来越多地进口工业制造产品与粮食，同时技术进步促使工业与城市用水下降，用水量自以前的增长转变为稳定或下降。

地下水开采量快速增加，部分发展中国家含水层疏干问题严重。全球地下水开采量自20世纪60年代的3120亿立方米增至2010年的9820亿立方米，增长了3倍多。与水资源类似，地下水开采亦呈现出显著的区域差异。发达国家地下水开采在经历了一段时期的快速增长后已趋于稳定或缓慢下降。例如，美国地下水开采1950年～1980年保持了30年的增长，之后趋于稳定。发展中国家地下水开采自20世纪七八十年代以来处于快速增加的态势。例如，埃及1972年～2000年地下水开采量增长了6倍。地下水开采主要集中在亚洲国家，印度、中国、巴基斯坦、伊朗、孟加拉国等5个国家地下水开采量占全球总量的53.2%。地下水开采量的快速增加导致部分地区地下水位持续下降，引发了严重的生态环境问题，如泉水消失、湿地萎缩、地面沉降、海水入侵等。

（3）土地资源：城市与农业用地持续扩展，生态空间不断萎缩

1901年～2015年，全球土地利用变化的趋势是拓荒草原与森林来扩展农业用地，开发农业用地来扩展城市和基础设施建设用地，森林、草原、湿地等生态空间不断萎缩。农业用地面积扩展趋势趋于减缓。1901年～1955年，全球农业用地面积快速增长，年均增长0.88%，占全球土地面积的比例由20.6%增至33%；1955年～2015年，农业用地面积增速趋缓，年均增长0.23%，约占全球土地面积的38.0%。从区域上看，欧盟、东欧和北美的耕地面积有所下降，而南美、非洲和亚洲的耕地面积呈扩大态势。全球森林面积不断减少。1901年～1960年，森林面积平均以每年减少0.18%的速度逐年缩小，1960年以后森林面积缩小速度减缓，年均减少0.1%。

城市化以前所未有的速度在扩张。遥感图像分析表明，全球城市面积6587.6万公顷，占全球土地面积的0.51%。城市用地占土地面积比例最高的地区是西欧（2.11%），其次是东亚（0.97%）、北美（0.72%）、东南亚（0.63%）。据统计，1950年～2015年人口大于1000万的城市群数量由2个增加到29个，人口500万～1000万的城市群数量由5个增加到45个。联合国粮农组织（FAO）估计，目前城市面积以每年200万公顷的速度扩展，80%的土地来自于农业用地。虽然城市占用土地面积比例很小，但是由于城市集聚了全球一半以上的人口，城市发展对生态环境的影响是巨大而深远的。

2. 全球生态环境恶化趋势加剧，区域分化明显

在不断加快的世界工业化、城市化进程作用下，气候变暖、自然灾害、水土污染等日益成为影响全球发展的重大生态环境问题。

（1）二氧化碳等温室气体浓度不断攀升，全球气候变化加剧

根据观测数据，大气中二氧化碳等温室气体浓度上升呈加剧趋势。1901年～1960年，大气二氧化碳浓度由296ppm增至316ppm，年均增长0.11%；1960年之后，增长速度逐渐加快，1961年～1997年均增长0.36%，1997年～2015年均增长0.55%，2015年大气二氧化碳浓度增至399.57ppm。大气二氧化碳浓度升高的主要原因是化石燃料燃烧和水泥生产排放了大量的二氧化碳。2015年化石燃料燃烧与水泥生产排放了360.2亿吨二氧化碳，是1990年的1.6倍。

发展中国家开采了越来越多的化石能源，来满足发达国家的能源消费需求。在世界经济发展竞争加剧的背景下，很多发展中国家为了获得竞争优势，降低或放松了环境标准要求，推动高耗能、高污染、高碳产业发展；而发达国家对环境标准要求不断提高，以提高本国环境质量和生活舒适度。受此影响，高碳产业可能从环境标准高的发达国家向环境标准宽松的发展中国家转移，从而导致碳排放转移。全球碳计划（GCP）对1990年～2015年二氧化碳排放量估算表明：OECD国家因消费造成的碳排放大于其生产造成的碳排放，且差值越来越大；相反，金砖国家生产造成的碳排放大于其消费造成的碳排放，差值亦越来越大。这说明，发展中国家开发了本国越来越多的化石能源，加工、制造成各种产品出口到发达国家，承担了碳排放量上升与环境污染的代价。

（2）重大突发性地质灾害呈上升趋势，经济损失快速增加

全球重大地质灾害发生频次不断上升。联合国国际减灾战略机构EM-DAT灾害数据库收集了各国发生的重大自然灾害。入库灾害至少满足下列条件之一：造成10人以上死亡；100人以上受到灾害影响；政府宣布应对灾害紧急状态；政府在救灾过程中呼吁国际援助。1940年～2015年，全球发生重大崩塌、滑坡、泥石流地质灾害697次，造成6.5万人死亡，有记录的经济损失约89.4亿美元。上世纪40年代到80年代初重大地质灾害增长较慢，80年代以后发生频率快速增加，从80年代初的年均不足10次增加到近10年的年均18次。虽然发生频次增加，但是因灾死亡人数没有明显增长，单次地质灾害造成的死亡人数总体上是下降的，从1970年～1979年的136人/次下降到近5年的38人/次，说明各国地质灾害防治取得了一定成效。然而，地质灾害造成的经济损失自80年代以来快速增加，从70年代的平均每年0.14亿美元增加到近10年的平均每年1.76亿美元。

不同国家地质灾害发生与防治情况存在显著差异。美国1960年～2009年地质灾害共造成336人死亡，直接经济损失12.4亿美元（按1960年折算）。1970年以后，美国地质灾害造成的死亡人数保持在很低的水平，平均年死亡人数在4人以下；1985年以前直接经济损失呈快速增加趋势，之后直接经济损失则呈减少的趋势。墨西哥1997年以前地质灾害发生在低水平波动，平均每年发生10次左右，平均每年导致近14人死亡；1998年以来，地质灾害显著增加，平均每年发生的地质灾害增加至86次，平均每年导致50人以上死亡。尼泊尔1971年～1992年发生地质灾害频次保持稳定，多在19次上下波动；1993年以后发生频次明显增加并呈周期性波动，平均每年发生120次以上，在高发年可达380次以上。

（3）全球水土污染处于上升态势

已有数据研究表明，全球水土污染呈上升趋势，随着部分工业企业（特别是高污染企业）由发达国家向新兴市场国家转移，新兴市场国家水体和土壤面临着越来越大的污染压力。

地表水和地下水污染日趋严重。据联合国估计，全球每天大约有200万吨工农业和生活废弃物排入地表水体中，全球每年污水产生量高达1500立方千米。在发展中国家，80%的污水未经处理直接排放到河流、湖泊和海洋中。世界卫生组织统计显示，全球有8.84亿人缺乏安全饮用水，全球88%的腹泻与不安全饮用水、缺乏卫生条件有关，大部分分布在发展中国家。在快速城市化和农业种植区，地下水中的氮浓度不断上升，地下水质趋于恶化。在人类活动的作用下，孟加拉国、缅甸、阿富汗、柬埔寨、印度、中国等地区发生了地下水砷污染，影响了3500万～7500万人口的饮水安全。土壤污染问题在发达国家和发展中国家普遍存在。由于长达200年的工业化过程和现代工农业的发展，欧洲土壤污染严重。据欧盟调查，38个欧洲国家发现大约有250万个场地存在污染风险，其中有34.2万个已被确认为污染场地，需要进行修复。由于土壤污染的隐蔽性和复杂性，土壤污染问题在很多国家尚没有引起足够重视。

地球系统问题解决的理论框架 

不断加速的工业化、城市化与全球化耦合在一起对地球系统产生了前所未有的影响，促使人们必须从全球尺度去认识地球系统的变化机理；同时，不同区域或国家自然资源与生态环境变化出现了明显分化，与人类相互联系最为密切的近地表圈层资源、环境与生态问题呈现显著的区域性特征，促使人们必须从近地表圈层去认识地球系统的变化机理。在问题驱动下，随着全球观测、信息等技术进步，地球科学形成了一门新的分支——地球系统科学；在地球系统科学理论指导下，聚焦近地表圈层形成了一个新兴领域——地球关键带。

近年来，我国从生态文明建设实践出发，提出了“构建人类命运共同体”和“山水林田湖草生命共同体”的理念。“人类命运共同体”的内涵是从生态、经济、政治、合作等方面构建全球治理体系，推动形成新型国际关系和国际新秩序；在生态方面强调生态环境问题无边界，保护地球系统是全人类的共同责任。“山水林田湖草生命共同体”的内涵是按照生态系统的整体性、系统性及其内在规律，统筹考虑自然生态各要素、山上山下、地上地下、陆地海洋以及流域上下游，进行整体保护、系统修复和综合治理。由此，学术界与政界在应对人类面临的地球系统问题方面高度契合，共同构成了完整的理论框架。

1. 地球系统科学：服务构建人类命运共同体

地球系统科学把地球看成一个由相互作用的岩石圈、水圈、大气圈、生物圈等圈层构成的统一系统，重点研究各组成部分之间的相互作用，了解整个地球系统的过去、现今及未来的行为，为全球生态环境问题的解决提供理论基础与对策方案。上世纪80年代以来，地球系统科学以全球气候变化研究为重点，技术方法不断发展，研究内容不断丰富，研究体系日趋完善与成熟。

地球系统问题解决的理论框架

（1）以观测、机理、建模与解决方案为重点，地球系统科学研究取得重大进展

地球系统观测网不断扩展与升级，地球系统监测能力不断增强。美国NASA于1991年建立地球观测系统（EOS），利用卫星与其他手段对全球陆地表面、生物圈、地球空间、大气以及海洋进行长期观测；EOS之后，启动了地球系统任务（ESM），加深对气候系统与气候变化的认识；2017年，启动了下一代联合极轨卫星系统，用于天气预报和环境监测。美国地质调查局自1972年起陆续发射LandSat系列卫星，用于探测地球资源与环境，包括调查地下矿藏、海洋资源和地下水资源，监视农、林、畜牧业和水利资源利用，监测自然灾害和环境污染等。法国国家空间研究中心自1986年开始研发SPOT系列卫星，进行土地利用/覆盖变化、植被监测、自然灾害评估等。欧盟与欧洲航天局自2005年资助地球观测计划——全球环境与安全监测系统（GMES），由遥感卫星与陆地、海洋、大气等监测传感器组成，2013年更名为“哥白尼计划”，以扩大地球观测计划在公众中的影响力。

地球系统变化与过程机理研究不断深化，揭示了地球系统要素不同时空尺度下的变化规律与影响。地球系统变化包括大气过程、海洋过程、陆地过程、冰冻圈过程等，这些过程相互影响、相互作用。由于碳循环是地球系统物质和能量循环的核心，全球碳循环及其对全球变化的响应研究一直是被广泛关注的前沿问题。人们对岩石圈、陆地生态系统、海洋、大气以及人类社会等碳库的储量、在全球碳循环中的地位及其作用机制有了深入的认识。人们认识到土地利用、覆盖变化是造成全球变化的重要原因，很多学者对土地利用变化引起的区域气候、土壤、水文、地质等因子变化及其对生态系统影响进行了大量研究。针对全球变化的生态系统影响，学者从植物群落、植物生理生态、地下生态、水生态系统、生物入侵、生物多样性等方面开展了深入研究。

先后建立了多个地球系统模拟模型，地球系统变化预测能力大幅度提升。上世纪80年代以来，很多研究机构陆续开展了大气模式、海洋模式、陆面模式、海冰模式等地球系统模拟模型的研发和应用。2000年美国NASA提出构建地球系统建模框架ESMF，包括核心框架、天气及气候建模、数据同化应用等，为地球系统建模提供了一个标准的开放资源的软件平台。ESMF发展至今，已经拥有40多个模型，包含大气圈模型、大气动力学/物理学相关模型、海洋模型、陆地和陆表模型、水文学/分水岭模型等。欧洲提出了欧洲地球系统模拟网络（ENES）计划，包括地球系统模拟集成和气候资料存储与分发两个计划，目标是建立一个高效的欧洲地球系统模拟和气候预测系统进行集成模拟研究。日本在上世纪90年代启动了“地球模拟器”计划，于2002年研制成功，并在国际上率先开展了超高分辨率的全球气候系统模式的发展和模拟研究。中国科学院开发了地球系统模式CAS-ESM，集成了大气、陆面、陆冰、海洋、海冰等分量模式。

应对全球变化提出了系列减缓、适应方案，服务制定政策、编制规划和措施决策。基于地球系统观测、机理研究与模型模拟预测，开展全球变化的适应与可持续发展研究是地球系统科学研究的重点之一。2015年，《联合国气候变化框架公约》近200个缔约方在巴黎气候变化大会上达成《巴黎协定》，将所有国家都纳入了呵护地球生态确保人类发展的命运共同体当中，目标是把全球平均气温较工业化前水平升高控制在2℃之内，并为把升温控制在1.5℃之内努力。越来越多的研究强调通过人类自身行为的改变，主动适应地球系统变化；通过土地系统和景观的重新设计，协调生态系统服务和人类福祉之间的相互关系；通过社会-经济-环境可持续性的综合协同，降低地球系统变化的风险。

（2）促进自然科学与人文科学融合和推进更加平衡的多学科集成，成为地球系统科学发展的未来趋势

国际科学理事会（ICSU）于2010年提出了面向全球可持续发展地球系统科学面临的5大挑战：一是如何提高对未来环境条件及其影响预测的实用性；二是如何发展、增强和集成必要的观测系统用以管理全球和区域环境变化；三是如何预见、识别、避免与管理破坏性全球环境变化；四是采取什么样的制度、经济和行为变化以迈入全球可持续发展路径；五是如何在技术研发、政策制定与社会响应中鼓励创新来实现全球可持续性。

面临这些重大挑战，地球系统科学将会从自然科学主导的研究转变为有广泛的科学和人文领域参与的研究，从单学科主导的研究转为更加平衡的多学科集成研究。“未来地球计划”未来10年将集中在3个方面：动态行星地球——观测、解释、了解和预测地球、环境和社会系统趋势、驱动力和过程及其相互作用；全球发展——获得管理食物、水、能源、材料、生物多样性和其他生态系统功能和服务所需要的知识；可持续性转型——了解转型过程与选择，评估跨部门和跨尺度的全球环境治理与管理战略。

中国所提出的构建人类命运共同体理念，得到了国际社会的高度认可。这一理念被联合国纳入相关决议，与“未来地球计划”等一起共同引导与推进全球生态文明建设。

2. 地球关键带理论：服务构建山水林田湖草生命共同体

地球关键带是指异质的近地表环境，岩石、土壤、水、空气和生物在其中发生着复杂的相互作用，在调控着自然生境的同时，决定着维持经济社会发展所需的资源供应。地球关键带科学为近地表圈层地球系统研究提供了一个整体框架，在此框架内开展全面、系统、持续、深入的跨学科研究。可以说，地球关键带科学是地球系统科学在近地表圈层的具体实现，为地球系统科学提供区域理论基础并服务于区域与全球可持续发展。

（1）融合地质、水文、土壤、生态等学科，地球关键带科学快速发展

通过探索，地球关键带科学形成了一条整合研究的技术框架：循环上升的调查-监测-研究体系。通过调查、监测和研究的循环进行，不断深化对关键带及其过程时空变化规律的认识；在此基础上，通过对图件、数据和成果集成分析，针对管理者、科学家、社会公众等服务对象生产各种产品，将关键带研究成果最大程度地传递给社会。

调查是了解地球关键带组成与结构的基础，也是部署监测和开展建模的基础。2012年，美国地质调查局发布了其核心科学体系科学战略（2013～2023），明确将地球关键带作为其研究的核心靶区，提出针对关键带的结构和过程进行调查，建立关键带3D/4D地质框架模型。针对土壤侵蚀、盐渍化、有机质减少和滑坡等土壤环境问题，欧盟委员会发布了土壤保护主题战略，将传统的1～2m深的土壤层扩展到地表至基岩之间的未固结土层进行调查和研究。关键带调查的主要目标之一是回答“关键带如何形成与演化”这一基本科学问题。欧盟资助的欧洲流域土壤变化项目选择了代表土壤形成不同阶段的4个地区进行调查研究，分析确定关键带形成演化的影响因素和关键带生态服务的可持续性。

监测是了解地球关键带随时间变化的基础，为建模提供所需的输入数据和校正数据。美国国家科学基金会于2007年启动了关键带观测计划，先后建立了10个关键带观测站，以流域为单元，对关键带各种要素进行长期观测。德国亥姆霍兹联合会于2008年启动了陆地环境观测建设项目，先后建成了4个陆地环境观测站，为区域尺度气候变化研究提供地下水、包气带水、地表水、生物和大气的基础观测数据。法国则通过提升现有的“河流盆地网络”所属的观测站，建设关键带观测设施，以流域为单元对关键带要素进行观测。欧盟委员会于2009年启动了“欧洲流域土壤变化”项目，选择4个典型地点建立了地球关键带观测站，将土壤监测作为长期观测的重点。

建模对于深化对关键带形成、运行与演化的科学认识具有重要的作用，始终是关键带科学研究的重要领域之一。例如，美国关键带观测计划的重要目标之一是建立能够描述关键带生态过程、生物地球化学过程和水文过程的系统模型，定量预测气候变化、地质作用和人类活动下关键带结构和功能的响应。关键带过程模型大致可分为两类：一类是描述单个过程的数学模型，一类是描述多个过程叠加的耦合过程的数学模型。对于前者，目前已建立了较为成熟的模拟模型；而对于后者，是关键带建模的重点和难点，尽管近年来做了很多探索工作，耦合模型还远不成熟，仍在不断发展中。

（2）随着地球关键带科学的形成与发展，或将促使地球表层研究发生科学变革

地球关键带将与经济社会最密切的近地表环境作为独立的开放系统，为区域资源、环境和生态问题研究提供一个完整的系统框架。地球关键带科学研究尚处于探索阶段，近年的进展表明地球关键带科学有潜力促使地球表层研究发生科学变革，为经济社会面临的气候变化、生态系统管护、水资源安全、自然灾害防治等重大问题的解决展示了一种新的图景。未来地球关键带科学研究发展方向包括4个方面：开发一个统一的地球关键带演化理论框架；开发耦合的系统模型来探究地球关键带服务；开发一个集成的数据和测量框架并进行验证；建立多学科集成的地球关键带观测站。

从国内生态文明建设的实践中，我国提出了“山水林田湖草是一个生命共同体”的理念。在内涵上，地球关键带与山水林田湖草异曲同工，前者侧重理论，后者侧重实践，目标均是推进区域生态环境治理。地球关键带科学是山水林田湖草系统治理的理论基础，后者则是前者与实践相结合的应用体现。地球关键带科学与山水林田湖草生命共同体理念共同构成了区域生态环境治理的理论框架，共同推进区域可持续发展。

对地质调查工作的思考

地球系统问题得到了政府与学术界的高度关注。在社会治理层面，围绕人类社会持续发展需求形成了“两个共同体”理念——人类命运共同体与山水林田湖草生命共同体。在学术层面，随着全球观测、信息等技术的进步，以问题为导向，地球科学形成了新的分支——地球系统科学，聚焦近地表圈层衍生了“地球关键带”新领域。由此，政府与学界在应对地球系统问题方面高度契合，共同构成了完整的理论框架。地质调查工作应树立人类命运共同体与山水林田湖草生命共同体理念，以地球系统科学理论为指导，以地球关键带为重点，加强调查、监测与机理研究，加强综合评价，服务和支撑生态文明建设。

一是以地球关键带为重点加强综合调查评价。将地球关键带作为地质调查工作的重点靶区。按照统一的技术规范和标准，开展不同尺度的专业性基础性地质调查，充分反映地质框架的成土条件、成矿条件、水文条件等多种属性，建立地球表层三维地质框架模型。充分利用现代信息、网络、大数据等技术，加强区域问题综合评价，形成基础扎实、数据可靠、形式多样的综合评价产品，服务区域生态治理与自然资源综合管理。

二是以服务生态保护修复为目标加强生态地质调查。根据自然资源管理与生态保护修复需要，选择典型地区探索开展生态地质调查，形成生态地质调查技术规范。根据自然资源勘查开发的源头保护、利用节约与破坏修复全过程需要，推进不同尺度生态地质调查，提出生态保护修复地质解决方案。

三是以服务全球资源治理为重点加强全球问题合作研究。以“一带一路”倡议为抓手，加快推进矿产资源勘查开发国际合作，加强产能合作，促进全球资源优化配置。立足我国优势，在前沿与关键领域，策划实施地学大科学计划，以全球岩溶动力系统资源环境、地球化学调查、青藏高原特提斯演化与资源-环境效应等为重点，推进国际地学大计划合作。

四是以资源环境要素为重点加强地球系统探测与监测。采用卫星遥感、航空遥感等对地观测技术，定期采集全球与区域资源环境要素数据。协调、整合、新建观测站点，形成地球关键带综合监测网。开展区域自然资源数量、质量与生态综合监测，及时提出预警。围绕深部资源勘查开发与灾害防治需要，加强地壳深部探测。

五是以提升自然资源管理决策支撑能力为重点加强地质大数据建设。整合现有地质、资源、环境、生态等调查数据，构建地质大数据核心数据库体系。建立资源环境要素数据动态更新机制，实现地质大数据与自然资源管理需求在时空上的契合。与经济、管理、社会等相关基础数据无缝链接，为自然资源管理与资源环境治理提供全方位支撑。

地球关键带研究的调查-监测-研究循环体系框架

六是以过程机理研究为基础加强综合评价。基于三维地质框架模型，加强地球系统物理过程、化学过程、生物过程的机理研究，建立地球系统或地球关键带模拟模型。基于机理模型，考虑不同社会经济发展情景，对所面临的问题进行综合评价，有针对性地提出地质解决方案。

（作者单位：自然资源部中国地质调查局发展研究中心）

在数据驱动的背景下，我们已经进入了数字经济时代。据统计，2016年中国数字经济总量已占全国GDP总量的30.6%，数据之于本世纪就像石油之于20世纪，它是发展和改变的动力。如果将数据比作土壤，再加上标准管理、元数据管理、主数据管理等各种营养成分，可以培养滋润出丰富多彩的上层数据应用。地质大数据作为国家空间基础信息重要的部分，为满足不断扩展的应用需求，将数据资源管理模式提升为数据资产管理模式势在必行。

一、大数据与数据资产管理 

数据资产管理（DAM）是指规划、控制和提供数据及信息资产的一组业务职能，包括开发、执行和监督有关数据的计划、政策、方案、项目、流程、方法和程序，从而控制、保护、交付和提高数据资产的价值。数据资产管理是需要充分融合业务、技术和管理，确保数据资产的增值。

2013年，英国商务、创新和技能部发布《英国数据能力发展战略规划》，旨在使英国成为大数据分析的世界领跑者，并使公民和消费者、企业界和学术界、公共部门和私营部门均从中获益。该规划中数据能力主要包含三方面：人力资本、基础设施和数据资产。其中，数据资产主要体现在数据本身的丰富性、可用性和开放性等方面。同《美国大数据白皮书》一样，《英国数据能力发展战略规划》中也使用了data assets一词。

2014年，美国发布了《大数据：抓住机遇，保存价值》，即《美国大数据白皮书》。白皮书指出：“政府机构根据开放程度已将数据资产划分为三个种类：开放性、半开放性、非开放性，并且只能出版发行开放性密级的信息。”

美国联邦地理数据委员会（FGDC）地理空间数据生命周期管理架构

2015年7月，国务院出台了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，鼓励企业利用电子商务平台的大数据资源，提升企业精准营销能力，激发市场消费需求。9月，国务院发布的《促进大数据发展行动纲要》指出，在全球信息化快速发展的大背景下，大数据已成为国家重要的基础性战略资源，正引领新一轮科技创新。数据资源一词出现在纲要正文中。

党的十九大报告提出要“推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合”，进一步突出了大数据作为国家基础性战略性资源的重要地位，掌握丰富的高价值数据资源日益成为抢占未来发展主动权的前提和保障。

数据资产管理是一种新型的数据管理理念，其改变了“数据只是企业经营活动的副产品”的旧有观念，将数据作为“一种同货币或黄金一样的新型经济资产类别”来进行管理。

数据资产管理的核心是数据资产化，即将数据作为与实物资产、知识资产、人才资产一样的能为企业不断创造价值的核心资产，构建完善、统一的管控架构对其进行 管理，更好的应对大数据发展对企业运营带来的挑战。

大数据背景下，数据资产管理呈现出五大新特征：数据对象转为多源数据，形成了“数据湖”的概念；数据处理的底层架构快速向分布式系统迁移；组织过程扩展为业务部门为主角，IT部门执行，并衍生出兼具业务与技术能力的首席数据官即CDO岗位；管理手段趋于自动化和智能化；数据使用群体扩大，不仅包括企业决策人员、运维用户、业务管理人员、数据分析人员等内部用户，还包括数据科学家、数据应用专业企业等外部用户。

国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验。在地学领域，美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016年）。

二、国内外数据资产管理与实践现状

国外的组织和机构在数据管理方面有着丰富的经验，形成了以国际数据管理协会（DAMA）、能力成熟度模型集成（CMMI）为首的几大流派；提出了数据资产管理的理论方法、技术思路以及相关软件系统，在金融、电信、商业领域较早开始数据资产管理的实践应用。在地学领域，美国2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016年），截至目前通过4年实施，取得了显著成效。

我国的金融和电信等行业，较早开展了信息化和大数据工作，积累了一定的数据管理、治理乃至资产运营的经验，对促进国内数据资产管理的发展有着重要意义。中国信息通信研究院2017年、2018年分别发布了《数据资产管理实践白皮书》1.0和2.0，为中国地质调查局开展地质大数据资产管理工作提供基础参考框架与思路。

截至目前，中国电信、中国移动、建设银行、中国电网企业、中石化等行业大型企业开展了不同程度的大数据资产管理实践，形成了数据资产目录，搭建能力平台，研发数据资产管理工具及系列产品体系。中国建设银行于2013年全面启动数据资产管理，将原有的120多个系统，以及九大业务领域1700多个标准中的14000多张数据表、20多万数据字段，对照模型进行了梳理和规范，建成数据资产的统一管理和权威发布平台，目前已形成了包含4000多个实体、2万个属性的数据体系，基本上覆盖了各种基准数据，在全行系统内建立了统一的数据管控流程，实现了数据单点采集、多方共享，明确了数据不同节点的责任方，用元数据贯穿整个数据周期进行管理，同时也加强了数据安全和隐私的管理等。

三、美国地理空间数据资产管理方案

1. 目标

2010年美国管理和预算办公室（OMB）发布了OMB通告A的A-16号文补充指南。A-16号文（地学信息与相关空间活动的协调）是联邦政府促进地理空间数据协调使用、共享、传播和国家空间数据基础设施（NSDI）建设的基本政策文件。A-16号文明确了美国联邦地理数据委员会（FGDC）在实施地学信息与相关空间活动协调的角色和责任，A-16号文补充指南首次提出联邦政府在国家空间数据基础设施战略计划（NSDI）框架下，为协调联邦地理空间数据资产和投资更有效地支持国家优先事务和政府任务，启动组合管理，纳入国家空间数据资产组合管理体系进行跟踪、维护、扩展和调整数据资产和资源，在国家层面，通过统一的政策与标准、组织体系、管理体和公众参与等措施，消除数据鸿沟。

为完成A-16号文规定的任务，FGDC于2014年发布了国家空间数据基础设施战略计划（2014-2016）。该战略计划以全美国家级地学数据共享的角度，提出了三大战略目标，具体分解为9项任务、29个项目活动。三大战略目标分别为提升国家地学数据共享服务能力、确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理、实现对全美地理空间信息界的领导。编制与实施国家地理空间数据资产管理计划任务，纳入确保联邦地理空间信息资源的责任明确和有效开发与管理的第二战略目标中，对地理空间投资的有效管理可以使得联邦机构及其合作伙伴控制成本、优化服务、减少重复投资、节省纳税人的钱，并推动联邦政府提高效率。OMB的A-16通告补充条款提出了对联邦地理空间投资和对国家地理空间数据资产（NGDA）管理实施组合管理的指导方针。组合管理方法将允许对数据专题和数据集的识别，满足政府和利益相关者的需求。FGDC也将提出政府开放数据政策的框架来将整个生命周期的信息作为资产来管理，以促进数据的互联互通与开放，保证系统和信息的安全。这一战略目标描述了联邦地理空间信息界将采取的用以落实组合管理的措施，以便更有效地规划地理空间数据收集工作，评估数据资产的状态，并尽量减少重复投资。推进国家地理空间数据资产NGDA的组合管理带来的好处如下：

——使得使用高级、可信和标准的国家地理空间数据集和服务更加方便，以及联邦行动和提供管理、访问地理空间资源更加透明；

——基础数据资产、高级的数据主题和数据集应该被列入NSDI组合管理；

——明确联邦在国家数据管理方面的角色和责任，包括数据与元数据的发布、研究OMB A-16通告补充条款中的组合管理、开放数据政策、地理空间平台、Data.gov和其他相关要求；

——落实和实施A-16通告中的组合实施计划，包括申报投资和确定投资要求；

——制定对A-16通告中数据主题和地理空间信息平台管理过程的监测和报告制度，包括对内容和技术标准的使用与扩散的推广和报告。

2. 联邦地理空间数据组合资产数据体系

FGDC提出了联邦地理空间组合资源（Federal Geospatial Portfolio）和联邦地理空间数据组合资产（Federal portfolio of geospatial assets）两个全新的概念。

联邦地理空间组合资源包括许多类别的多种资产，包括：非A-16号文规定的空间数据组合资产、基础设施、硬件、软件、人员、应用、服务和产品。联邦地理空间数据组合资产是登记在册的、可靠的、可访问的国家级数据集的体系。联邦地理空间数据组合资产包括不同层级的数据体系：

（1）国家地理空间数据资产组合（NGDA Portfolio）

国家地理空间数据资产组合是由多个国家级地理空间数据专题数据库（集）构成，每个专题数据库（集）由相关的国家地理空间数据集组成，能够入选国家级地理空间数据集多是数据量大且持续更新的国家级数据库。不是所有的数据集均可作为国家级地理空间数据资产进行管理，对于符合作为数据资产管理的数据集，须由国家级地学空间数据专题组提出建议，由FGDC协调小组同意并由FGDC指导委员会指定方可纳入。

（2）国家地理空间专题

一个NGDA专题（与“A-16主题”同义）是一个组织结构，在这个组织结构下多个相关的NGDA数据集在逻辑上作为一个单元进行分组和管理。国家地理空间数据专题确定的原则如下：

——原则1，专题是相关国家地理空间数据资产按应用专题的逻辑分组，用于满足普通公众的，容易被发现并且任何人都可以访问；

——原则2，专题的数据覆盖范围原则上需覆盖全国，数据的生产与管理能满足跨联邦机构或组织的应用需求；

——原则3，专题确立需有明确的立法授权、规定的法令或是核心空间参考数据集；

——原则4，专题的确立可促进多个相关数据集在联邦、州、市和地方政府、私营或非营利部门机构之间的凝聚力和协作开发、维护和深化；

——原则5，专题应侧重于选取对国家很重要的自然和人造数据资产数据集，例如境界线等。

（3）国家地理空间数据集

空间数据集将进行定期清点，如果符合要求则纳入并建议纳入国家地理空间数据资产组合管理（NGDA Portfolio）。NGDA专题领导和专题委员会负责空间数据集的清点。要获得FGDC指导委员会批准作为NGDA空间数据集，必须至少符合以下标准之一：

——数据集被多个机构或与州、市和地方政府等机构合作伙伴使用；

——应用于实现OMB所规定的总统优先事项；

——需要满足多个联邦机构的共享目标；

——法定授权明确要求；

为了确保NGDA数据集的质量和能被机构组织广泛应用的可用性，数据一定是：

——可发现，已发布和可获取；

——可靠性，由公认的国家管理机构维护；

——一致性，统一的代码、标准和相关定义，确保其完整性（包括符合适用的FGDC标准）；

——现势性和适用性，定期维护并满足当前需求；

——资源化，作为企业资产。

3. 联邦地理空间数据组合资产管理方案

NGDA管理计划支持建立A-16 NGDA组合资源管理流程（MP）的两个主要阶段——

（1）准备管理和报告框架

建立数据资产管理委员会、专题领导协调组、数据集管理团队；明确数据组合资产管理的目标任务，优选核心国家级地理空间数据集目录清单并在GeoPlatform共享平台发布元数据；建立在线的工作协调平台、数据集成熟度评估模板、年度专题报告模板、数据服务应用投资报告模板、组合资产管理报告模板等及相关软件工具；建立对地理空间投资定义与预算报告的代码。预计全面实施A-16 NGDA数据资产组合管理流程可能需要3到5个预算周期。

（2）执行数据资产组合管理

共分为评估、规划、报告和预算设置4个阶段实施：

评估包括对国家地理空间数据集的成熟度评估和国家地理空间专题的成熟度评估；

规划阶段包括创建国家地理空间战略专题规划、执行和维护数据集管理方、专题委员会等多方协调机制、管理与维护GeoPlatform共享平台中专题内容等；

报告阶段，分阶段分别提交国家地理空间数据集、主题和组合资产的年度进展与评估报告；

预算设置阶段，建立地理空间数据资产组合管理的预算安排流程。

（3）按NGDA数据集生命周期成熟度评估

FGDC制定了5个成熟度指标评估地理空间数据生命周期中的7个阶段。

根据用户需求将数据的生命周期划分为定义、清理与评估、获取、访问、维护、使用与评估、归档7个阶段。

每个阶段使用6个等级来评价，分别是：

0级：没有任何措施

数据集未开发或不能满足主要用户的项目或业务需求。没有考虑次要用户、其他的或合作伙伴（利益相关者）的应用需求。数据集目前不是权威数据，或者是权威数据集的一部分。没有采用数据生命周期管理的任何一个阶段进行管理。

1级：计划或建设初期

数据集在初始计划中且可部分满足主要用户的项目或业务需求。初步采用数据生命周期对数据进行管理。准备考虑次要用户、其他的或合作伙伴（利益相关者）的应用需求。数据集的开发建设还处于初期阶段。采用生命周期部分或有限阶段进行管理。

2级：过渡或转型阶段

数据集满足主要用户的业务需求，并可被次要用户适度使用。至少采用3个阶段的数据生命周期管理。可获得阶段性的资金、合作伙伴以及数据获取等相关的支持。采用生命周期有限的阶段进行管理实践。

3级：管理或可预测的阶段

数据集满足主要用户的大量业务需求，并被次要用户广泛使用。至少采用4个阶段的数据生命周期管理。采用恰当且一致性的数据生命周期进行管理实践。数据集在生命周期的不同阶段与业务需求变化紧密结合，整体成熟度随之变化。

4级：成熟或一致性阶段

数据集满足主要用户和大多数次要用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。对未来的数据应用需求有着明确的规划和实施方案。数据集在生命周期所有阶段进行循环的支撑和审查。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。

5级：优化或公认阶段

数据集几乎满足所有用户的所有业务需求。该数据集是主要用户和次要用户的权威数据资源。数据集完全按照生命周期全过程进行管理。主要用户和次要用户对数据资料未来的应用需求有着明确的规划和实施方案。

地质大数据资产管理实施策略

考虑到不断变化的业务需求，数据集生命周期成熟度评估是反复进行的过程，定期重新评估可反应出数据集成熟度的变化趋势。成熟度水平不会固定在一个等级水平，而是一个持续的变化过程，同时也表征了NGDA数据集如何满足不断变化的业务需求。

从2015年底完成的177个数据集的初始成熟度评估结果来看，大多数NGDAs已经取得了很高的成熟度，并且满足了为数据集建设时设定的业务需求。此外，大部分NGDA数据集正在积极更新和维护，并且正在进行定期补充、审核和更新。

数据集的成熟度评估提供了从数据生产到即时在线服务全流程数据内容的透明度和健康状况，并且通过评估可以明确需要生产哪些新的数据或者对哪些现有数据进行维护更新，从而进行有效的投资。

（4）目前的阶段性成果

截至目前，FGDC完成联邦地理空间数据组合资产管理计划（2014-2016）的任务，共确定了17个专题类别和176个NGDA数据集构成了国家地理空间数据资产组合（2017年度有1个被删除）；FGDC NGDA数据集网页提供完整列表（www.

fgdc.gov /ngda-reports/NGDA_Datasets.html），这些数据也共享在了GeoPlatform上。

2017年成立了一个跨机构团队，重新对2015年177个纳入NGDAs数据集成熟度评估结果进行分析。在GeoPlatform.gov共享平台上，提供了NGDA400余个正在进行数据集成熟度评估可视化展示列表与相关统计结果。无论是数据管理方、数据审核方还是用户，可以及时的掌握国家级地理空间数据集的相关进展。

四、地质大数据资产管理方案建议

1. 需求与目的

通过多年的数字化及数据库建设，自然资源部中国地质调查局积累了海量的多门类地学数据，包括水、土地、矿产、能源、森林、湿地、草地、海洋等资源，以及环境与基础地质等十余类专题数据库（数据集）。2017～2018年实施的地质云建设工程，将全局29个直属单位的200余个地质数据库（数据集）在地质云进行互联互通与共享服务。2016～2018年十大工程300多个项目又积累了海量的调查数据，数据涉及的专业多、类型复杂，除了支持地质调查业务流程运转之外，越来越多地应用于提升管理决策效率、实现价值挖掘和科研技术创新。如果不能构建形成核心数据库体系，对核心地质数据库进行有效梳理及精细化管理，建立动态更新及实时共享机制，其价值就得不到很好体现，严重影响数据价值发挥和高效服务。

大数据综合应用对数据管理和应用提出了更高要求：

一是需要创建地质大数据核心数据库体系。明确国家级地质大数据核心数据库的内容、更新维护责任、周期、技术流程，建立更新维护机制，保障数据更新维护工作的持续性、有效性、完整性和权威性。

二是需要创建统一的数据按生命周期进行管理的标准。数据采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档统一标准，将有效避免数据混乱冲突、一数多源、多样多类等问题。统一标准是解决数据的关联能力，保障信息交互、数据流通、系统访问功能顺畅的必要前提。

三是明确数据更新周期。明确不同级别数据库中数据的采集、传输、存储、应用、共享、维护更新与归档等全生命周期及流程。

四是建立统筹数据管理。建立分布式数据中心数据管理协调机制和统一的数据管理渠道，将分散在不同单位、不同业务部门的数据需求、数据质量、数据应用等问题的统筹管理和解决，支撑数据服务对科研与管理动态需求的即时响应。

五是建立规范的数据治理流程和数据质量监控与评估措施，解决数据质量参差不齐、数据冗余、数据缺值、数据冲突等数据质量问题。

六是建立有效的数据安全管理机制，对内部数据、敏感信息、隐私信息、保密信息的访问建立有效控制，使其脱敏脱密合规。

七是建立数据价值或成熟度评估体系。评估数据生产、传输、管理维护、更新等投入的成本，与数据应用产生的社会效益与经济效益，及时剔除冗余数据，支撑相关数据库建设、管理与应用系统研发以及共享应用的相关投资决策。

2.地质大数据资产管理的定位与内容

（1）定位与实施策略

数据资产管理在大数据技术体系中，位于应用和底层平台中间。数据资产管理包括两个重要方面，一是数据资产管理的核心业务职能，二是确保这些业务职能落地实施的保障措施，包括组织架构、制度体系。数据资产管理在大数据应用体系中，处于承上启下的重要地位。对上支持以价值挖掘为导向的数据应用开发，对下依托大数据平台实现数据全生命周期的管理。

实施地质大数据资产管理，主要包括4个阶段：一是建立地质大数据资产管理的框架。二是开展数据审计，对数据资产进行识别和分级，形成地质大数据资产目录，并对现有的数据管理与共享应用现状进行评估，形成改进报告与投资建议；三是数据资产管理方案的实施，梳理优选形成国家级地质大数据核心数据资产目录，通过标准管理、元数据管理、数据质量管理等措施对数据进行治理，提升数据综合管理的整理能力。四是数据资产运营。数据资产管理是这四个阶段不断优化的循环过程。

（2）建立地质大数据资产管理的框架

开展数据资产管理的顶层框架设计，明确数据资产管理的总体目标、业务框架、数据标准和数据视图、数据清洗管理规范、绩效评价体系、整体推进规划以及相关的组织、人才保障机制等。

（3）数据审计

梳理不同单位创建和现在拥有的数据，建立数据资产目录；

梳理目前数据存储、分享、管理和共享应用的方式和途径；

评估当前数据管理政策以及数据生产、数据管理、共享应用中存在的不足，发现错误的数据使用、数据丢失情况和不可恢复的数据；

定性/定量明确主要用户及其他用户对数据的需求，包括数据过去对用户需求满意程度的分析；

提出改进数据管理、共享应用的方法和维护管理的预算投资。

（4）数据资产管理实施

参考国内外相关数据资产管理的相关成果，提出地质大数据资产管理实施主要包含7项管理内容和2个保障措施。7项管理内容指的是国家级地质大数据核心数据库体系、数据标准管理（数据模型管理）、元数据管理、数据质量管理、数据安全管理、数据治理与数据价值评估；2个保障措施包括组织架构和制度体系。

——国家级地质大数据核心数据库体系

在全局地质大数据资产目录的基础上，建立地质大数据库的评价指标和标准，按重要程度、价值高低进行分级处理，优选形成国家级地质大数据核心数据库体系，并将国家级核心数据库纳入数据资产进行管理。

国家级核心数据库是地质调查、国土空间规划、地质环境评价、矿产能源资源保障等领域需求的基础数据，能够被重复、共享应用于广泛的科研工作、跨越各个单位与部门，并能够在各个系统之间共享、高价值的基础数据，覆盖范围广、数据信息全面、数据质量高、是专题领域的权威数据等特点。为满足多级用户变化的需求，国家级核心数据库需要持续稳定地更新，用以支撑相关的科学研究与政府决策。

——数据标准管理

梳理并管理现有不同专题数据的建库标准（技术要求），包括数据的定义、数据模型、数据格式、比例尺、参考及引用的标准及公共代码等。基于数据模型与当前的系统应用模型，建立全局地质数据通用的数据模型库，将数据的生产与应用模型纳入到统一的语义框架下，即明确数据的首要的创建点，且单点创建多方共享，就是避免原来同一个数据多方采集，多头管理等导致的不一致的问题；同时也保证现有与未来应用系统模型的一致性与可维护性。

通过数据模型管理可以清楚地表达不同单位、不同专题各种应用之间的数据相关性，使不同部门的业务人员、应用开发人员和系统管理人员获得关于地质大数据核心数据的统一完整视图。

——元数据管理

元数据是描述数据的数据。元数据按用途不同分为核心数据库元数据、业务元数据。

核心数据库元数据：描述核心数据库采集、空间参考、格式、内容、管理与维护责任单位信息等，也包括数据生产、数据转换的描述与质量信息等内容。

业务元数据：描述数据不同应用系统中业务领域相关概念、关系和规则的数据；包括业务术语、信息分类、指标、统计口径等。

元数据管理的主要内容包括：建立地质大数据资产管理维护元数据标准；建设元数据管理工具；创建、采集、整合元数据；管理元数据存储库；分发和使用元数据。

——数据质量管理

数据质量管理是指运用相关技术来衡量、提高和确保数据质量的规划、实施与控制等一系列活动。内容主要包括：开发和提升数据质量意识；建立数据质量监控方案及技术要求；清洗和纠正数据质量缺陷；设计并研发数据质量管理工具；监控数据质量管理操作程序和绩效；确定与评估数据质量水平等。

——数据安全管理

数据安全管理是指对数据设定安全等级，保证其被适当地使用。通过数据安全管理，规划、开发和执行安全政策与措施，提供适当的身份以确认、授权、访问与审计等功能。数据安全管理主要内容包括：明确数据安全需求及监管要求；对涉密及业务敏感数据分级分类，定义数据安全强度，划分信息等级；定义数据安全策略；定义数据安全标准，定义数据安全控制及措施；管理数据访问视图与权限；监控用户身份认证和访问行为；部署数据安全防控系统或工具；审计数据安全等。

——数据治理

根据上述5个步骤提出的要求与规则，对现有的国家级地质大数据核心数据库进行清理与整合，建立地质大数据资源池，实现各个关联系统与数据资源池的数据同步，使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的核心专业数据，降低成本和复杂度，从而支撑跨部门、跨系统数据融合应用。

——数据价值评估

数据价值管理是对数据内在价值的度量，可以从数据成本和数据应用价值两方面来开展。数据成本一般包括采集获取和存储的费用（人工费用、IT设备等直接费用和间接费用等）和运维费用（业务操作费、技术操作费等）。数据应用价值主要考虑数据资产的分类、使用频次、使用对象、使用效果和共享流通等因素。根据不同单位不同数据库的集成度水平与应用场景，计算或估算数据在不同应用场景下的收益及单位数据资产的总体价值。

（5）保障措施

数据资产管理是体系化非常强的工作，需要充分考虑企业内部IT系统、数据资源以及业务应用的开展现状，同时也要考虑围绕业务开展所设立的人员和组织机构的情况，在此基础上设计一套有针对性的数据资产管理组织架构、管理流程、管理机制和考核评估办法，通过管理的手段明确“责权利”以保障数据资产管理工作有序开展。保障措施包括组织架构和制度体系。

典型的组织架构主要由数据资产管理委员会、数据资产管理中心和各业务部门构成，还需要明确组织架构中不同角色相应的职责，让工作职责融入到日常的数据资产管理和使用工作中。

为保障活动实施和组织架构正常运转，需要建立一套覆盖数据引入、使用、开放等整个生产运营过程的数据管理规范，从制度上保障数据资产管理工作有据、可行、可控。

五、结论与建议

地质大数据资产是利用数据助力自然资源部中国地质调查局为国家生态文明建设服务的有效利器。地质大数据资产管理的水平某种程度上决定着自然资源的开发利用保护、资产估价和空间规划的发展进程与水平。因此，建议以目前中国地质调查局正在开展的地质云建设为契机，提高数据资产的意识，开展数据资产管理的顶层框架设计，尽快编制并实施地质大数据的资产管理方案，构建国家级地质大数据核心数据库体系，建立全局地质数据通用的数据模型库，创建统一的数据按生命周期进行管理的标准，对现有的国家级地质大数据核心数据库进行治理，建立统一数据模型的地质大数据资源池，使得不同部门可以跨系统地使用来自权威数据源的一致、高质量的地质大数据核心专业数据，从而支撑跨专业、跨部门、跨系统数据分析挖掘与融合应用，才能更好地为资源管理与环境评价提供坚实的数据支撑和服务。