分类:全 站  |  新闻  |  通知公告  |  重大计划  |  工作动态  |  队伍建设  |  关于我们  |  互动  |  图 片  |  视 频 查询到6条相关结果,系统用时0.01秒。

查询时间:时间不限

  • 时间范围


查询范围:标题+正文

排序方式:按相关度排序

检索范围:

    7月,随租用的小船参加海南生态文明区海岸带地质调查工作。清晨,一大早起来,匆匆吃完早餐,前往码头登船。因为是禁渔期,码头停靠着密密麻麻的渔船,天气炙热来来往往的人并不多,见到的多是肤色黝黑的渔民,码头特有的鱼腥味不时冲入鼻腔。

    第一次出近海,感觉船不住地摇晃。船舱摆放着采样用的器材和采集的样品,甲板上则是钻探作业的工具,虽多而不杂乱。小船的条件较差,炒菜时风吹油烟满船舱,只好站在舱外躲避,一阵凉风拂面,顿时思绪轻扬,海水拥抱着岸边的红树林,温柔博大又充满力量。闭眼休息片刻,内心放空一般安静,仿佛这世界我一人独享。

    家乡在中原近海地区,临的是通往渤海的一条小海沟,黄黄的海水跟眼前的截然不同,这里的海水是广阔的泛着亮斑的蓝绿色,岸边大片大片的红树林是之前从未见过的绿景。一眼望去,葱郁低矮的红树“蹲”在水里,像一朵朵绿油油的云彩,扎实又可爱。红树发达的根系,露出地面密密麻麻的呼吸根,不禁让我感叹生命之伟。

    村民说这里的红树林是保护海岸的天然屏障,可抵御台风海啸对堤围的侵害。红树林里是一个生机蓬勃的生态环境,小至浮游生物,大至甲壳动物、鱼、蟹、鸟类等,都存在于这个红树林的生态系统中;红树林也是研究生态和观赏鸟类的最佳环境,是大自然赐与人类的一笔宝贵财富。由于海岸环境遭到破坏,红树林生存环境恶劣,生长状况每况愈下。身处其中,深刻感受到承担在自己身上的那份责任感和使命感。

    看着这片浩瀚的大海,还有采集的环境测试样品,不禁想到这些天非常热门的“垃圾分类”和“深海勇士号”深潜器发现的海底巨型垃圾场。塑料微粒被称为遍布海洋的“海洋PM2.5”,粒径细小,直径小于2mm,每年至少10亿个海洋生物因塑料制品失去生命。微塑料从近海到大洋,从表层到深海,甚至在人迹罕至的南北极均有发现。

    目前发表在《环境科学与技术》期刊上的一项最新研究发现,全球销售的食盐中,超过90%都被塑料污染,其中海盐中塑料含量最高;美国公益组织Orb Media联合美国明尼苏达大学公共健康学院进行的调查研究也发现,全球逾80%自来水检测出微塑料;维也纳大学的研究员指出,估计全球一半以上的人口体内都能找到塑料微粒。我们自认为安全的生活环境,实际上却和那些海洋生物一样岌岌可危。

    保护环境势在必行,作为一名海洋工作者,我会用数据揭示人类活动对海洋生态环境的影响,发现机理,及时止损;生活中更要约束自己,少用塑料制品,一点一滴,做自己力所能及的事。可能需要几代人的共同努力才能打赢这场垃圾战争,但我们责无旁贷,这不是拯救地球,这是一场人类的自救。

    出海感悟——海岸带环境地质工作者的责任

    野外地质工作的艰苦,怕是很多人都有所知晓。点多线长、高度流动、分散作业是野外地质工作的特点。地质工作者们常常要远离城镇,处在人烟稀少、交通和通信极其不便、地理和气象条件复杂的地区,工作和生活条件十分恶劣。

    我是2016初进入国家地质实验测试中心参加工作,至今已有3个年头,由于在南方页岩气二级项目中承担了较多野外采样工作,因此被任命为室里的安全员,在这3年的岁月中,先后在湖北、贵州、四川等地开展了野外工作,通过不断的学习、体会和总结,让我明白了安全员岗位的职责、使命,同时也获得了一些关于南方野外工作安全的一些心得体会,与大家分享。

    首先,出队准备工作要充分:1、多看地形图,多研究线路,对地形要有一定的了解;2、要准备好长衣长裤,鞋子要买一双耐操的,最好透气防水,南方雨水相对较多;3、手套要戴掌面厚胶的,防止带刺的树木;4、GPS和手机电池一定要保证电量;5、一定要准备好防蚊虫和蛇的药品;6、一定要两人以上同行,这是常识。

    其次,要充分了解环境,包括工作环境和人文环境。采样地点环境多样化,包括悬崖边、水库边、房屋边、矿区内等,根据工作环境做一些准备工作,如在悬崖边,可能需要备一根结实点的绳子;人文环境复杂,南方少数民族居多,各地风土人情、风俗习惯差异很大,因此应当提前了解一下,防止一些因风俗人情引起的不必要纠纷。

    最后,还需要注意的事项如下:1、租越野性能好和车况好的车,聘用技术熟练的当地司机,因为南方地区路况复杂,包括一些盘山路、泥泞路、水道、单行道,甚至是“没有路”等,因此需要“车况好“和“技术好”;2、雨后不要马上出队,特别是下大雨后,因为大雨将岩石和土壤泡的松软,易发生垮塌;3、要学会与各个行业的人打交道,包括司机、老板、保安、服务员、修车工人等,也就是说要善于沟通。

    总之,安全责任重于泰山,而这份责任需要我们融入日常平凡细微的工作中,需要我们大家共同的努力。安全责任让我们更加敬畏生命,热爱活着的每一天!

    南方野外工作安全心得体会“二三点”

    英国海滩实景玻璃门

    英国滑坡事故应急

    ●英国地质调查局未来10年科学计划提出了去碳化与资源管理、适应环境变化、多重灾害与风险等三大科技挑战。

    ●通过监测与预测、地质环境压力研究、资源环境恢复力研究和环境治理等工作,为人类社会基础设施和生物系统突发变化的脆弱性提供创新解决方案。

    ●开展多重灾害系统研究、灾害数据采集和可视化、灾害风险分析和风险的传播等工作,帮助提高自然灾害发生时的生存率和恢复力。

    ●继续开展海底观测站、火山观测站和地质灾害全球信息基础设施等其他研究基础设施的建设。

    2018年10月,英国地质调查局更新并细化了2014年发布的《通往地球之门——英国地质调查局未来10年科学计划》。多年来,英国地质调查局在应用地球科学领域,在感知、认识和预测地球活动方面,为全球提供先进的研究解决方案,并在过去4年里取得了如下进展:位于柴郡和格拉斯哥的英国地球能源观测站的两个试验台使用高性能传感器系统和数据智能,实现从3D地质图和模型产品向实时地球科学数据信息转变,同时还为发展中国家处于各种复杂环境中的社区提供科学的全球化支持。

    未来10年,英国地质调查局将迎接三大科技挑战:去碳化与资源管理,将为减排和能源生产、利用、分配的合理化,探讨地球科学解决方案;适应环境变化,将在自然环境和建成环境中,探寻可帮助我们适应环境变化的地球科学;多重灾害与风险,将调查地质灾害(干旱、洪水、山体滑坡、地震和火山爆发)如何影响人类的生命及财产安全,并提供能够确保恢复力和可持续性的解决方案。英国地质调查局预计未来10年将获得超过6亿英镑的资金用于开展各项研究活动,使最新科学战略能够提供专业、公正、创新的科学解决方案,在政府、公众、行业中发挥更重要的作用。

    1 去碳化与资源管理

    在英国及其他地方,实现电力生产、供热、交通运输和工业等领域去碳化是一项重大挑战,涉及关注地下和地球科学,如碳捕获、利用与封存,地下储能,地热能,低碳关键原材料和放射性废物处理。英国地质调查局将研究不同去碳化技术的可行性,同时对矿产与能源管理的需求进行审查。本项挑战确定了5个主题和17个子主题:

    地质处置——放射性废物。高强度放射性废物(高放废物)的长期安全管理对核工业发达国家来说是一项日益严峻的挑战,并且随着核能在未来能源结构中发挥重要作用以应对能源去碳化,这一挑战将持续存在。对高放废物进行长期管理最主要的方法是深部地质处置,英国地质调查局正与合作伙伴着手解决关键的科学问题,包括应力状态、埋存历史,以及断层和裂缝的产生和行为带来的影响。其中,选址问题和地质环境息息相关,需要确定和评估可能对储库体及其周围地质、地表环境的长期完整性带来影响的地球科学因素,对论证选址安全性至关重要;需要了解近场(地质特征、水文地质动态)和远场(板块构造、气候)过程,以综合理解地下演变过程,以便对高放射性废物的长期安全性进行科学合理的评估。

    地质处置——碳捕获与封存。碳捕获与封存技术被广泛认为是英国实现去碳化目标的关键技术。主要挑战包括降低碳捕获与封存经济模型的不确定性,降低整个供应链的风险,以及调查公众对碳捕获与封存的态度。这项工作中最根本的是要选择和表征那些能够预计实现永久密闭的地质场所,英国地质调查局将继续领导二氧化碳储库的选址和表征方面的工作,以识别英国可供封存开发者使用的场址资源。预计二氧化碳封存的部署速度将在未来20年内迅速增加,同期,随着油气田停产,预计石油和天然气基础设施将可用于二氧化碳封存。在不久的将来,了解未来封存需求(时间、地点、数量)和基础设施再利用的机会,可能是重中之重。

    能量储存。包括储热、盐穴储能、地层储能、抽水储能。其中,在地层储能方面,将热量、气体或水注入多孔地层用于储热或储气,以减缓可再生能源生产的短暂波动带来的影响,并提高其供应的安全性。地质资源研究将与热量、水文地质、机械、化学和微生物研究同时进行,利用格拉斯哥和柴郡的英国地球能源观测站及其他地方的设施,评估一系列注入剂、压力、循环率的密闭性能、优化效果和发生泄漏的可能性。关于抽水储能,将开展适当的地质、岩土工程和地震学研究,以了解不同规模抽水储能的资源潜力。

    清洁能源—供热—制冷。包括浅层地热、深层地热、海上选址三大内容。其中,在浅层地热方面,英国在利用浅层地下能源方面具有相当大的潜力,如开采低位热能、制冷和跨季节蓄热、开发区域供热网络、减少国内天然气消耗、缓解燃料短缺等方面。英国地质调查局通过利用格拉斯哥的英国地球能源观测站和其他设施,将开展对地质和水文地质系统以及热能性质的研究,以准确描述相关资源,并验证系统的潜在性能以支撑管控。而在深层地热方面,英国也具有开发此类资源的潜力,英国地质调查局将通过资源调查以及对烃源岩的裂缝、地球化学、水文地质、热性能的详细理解,将对直接从岩浆中提取热量以提高转化为电能的效率进行研究,来降低该行业的风险。

    低碳世界的地球资源。一方面,英国地质调查着重研究烃类层系中的常规和非常规能源,将继续提供陆上和海上烃类层系的地质填图,并继续优化资源利用的热量、水文地质、机械、化学和微生物研究。同时,将继续开展降低未来勘探成本的大数据分析。如果政府允许开展此项活动,则柴郡的英国地球能源观测站还将进行一系列与页岩气水力压裂相关的实验和基线地下研究。另一方面,将研究低碳经济所需的关键金属,如一些金属原材料(钴、重稀土元素和铂族金属)等对低碳能源转型(电力和运输方面)发挥重要作用的主要金属的来源、迁移进行研究。同时,将利用现有的海洋钻探基础设施重点研究在岩浆热液矿床中的关键金属及其与全球构造的联系,进而实现对未来开发深海监测站点(“潜水艇”)的目标。此外,还将开展原材料库存及流动方面的课题研究,包括初级和二次资源的分布地点、产量与产地、精炼与消耗地点,以及初级(开采)资源与二次(可循环)资源如何交互,将继续全面监测全球矿产生产、贸易流量、矿产统计数据以及相关的分析和情景开发,包括循环经济、原材料供应安全和关键问题,除了国内,重点关注英国和欧洲。

    2 适应环境变化

    适应是对环境变化的响应,致力于降低人类社会基础设施和生物系统对突发变化的脆弱性。例如:即使温室气体排放量在相对较短的时间内稳定下来,全球变暖及其影响仍将持续很多年,必须加以适应。在发展中国家,适应气候变化尤其重要,因为它们可能首当其冲受到全球变暖的影响。在本项挑战中确定了四个主题和15个子主题,包括地质环境压力、表征资源恢复力、监测和预测、环境治理等方面:

    其中,在地质环境压力方面,英国地质调查局将启动一些研究,探究水、陆地和海洋资源以及相关生态系统之间的多种压力是如何通过地上、地下环境系统,从而交互和级联的。这将促使包括水文地质学、土壤科学和滑坡建模在内的传统科学领域结合到一起,也将促进应用新的地表和地下监测技术、传感器技术和建模方法,研究未来如何可持续地管理这些压力组合。同时,作为可持续发展的一部分,将开发一种全系统化的方法途径来利用和管理地下空间。通过与世界各地增长型城市(包括英国、印度、越南)开展合作,该方法将有助于释放城市地下空间的经济潜力并最大化地为城市地下空间提供服务,不仅关系风险管理,也关乎增长所需的资源。此外,海洋对英国至关重要,蓝色经济既为资源勘查、经济活动提供了新的机遇,也为环境可持续性与海洋生物资源研究提供了机遇。英国地质调查局将制定一项名为“潜水艇”的新提案,将应用先进的勘探和环境自主机器人技术,以提高英国在最大限度利用海底地质环境方面的能力。

    在表征资源恢复力方面,英国地质调查局将开展调查、数据收集、建模和解译,以评估变化和减缓不良情况。在整合所有海洋部门数据的基础上提供工具,为不同的应用型问题提供解决办法,为有效传播海洋空间数据提供协助,以支持海洋空间规划的制定并协助制定政策。同时,将在水质和水量、废物管理、交通和能源基础设施开发等方面对地下条件进行评估,从而为英国国内外铁路、公路、管道、隧道基础设施以及农村地区恢复力的发展提供支持。

    在监测和预测方面,英国地质调查局将开发综合环境监测和传感系统,这些系统经过优化,可以测量与环境变化相关压力的参数和性质,以及测量这些压力如何随着时间的推移影响不同的环境区划。开发的系统将能够容纳下不同类型的环境数据(物理、化学、生物、行为)并包含对这些数据各种形式的表征(定量、定性、可变频率、精度和准确性)。同时,开发必要的工具来表征环境特征,以及测量变化和对干预措施的响应。

    在环境治理方面,英国地质调查局将开发面向政策制定者和执行者的信息传播方法,为环境变化的减缓、适应、环境恢复力方面有效决策的制定提供支持。这是英国地质调查局科学研究的服务“前线”,涉及新的社会科学进展、新的伙伴关系,以及与公众、政府和机构的互动,为政策的制定和实施、经济的增长、民生福祉的增进提供支持。

    3 多重灾害与风险

    自然灾害(干旱、洪水、滑坡、地震和火山爆发)对经济增长、建成环境、生活和生计具有重大影响。世界范围内正在收集有关自然地质灾害的数据,并且在整合这些数据之后,可以进行更好地预测,而与社会科学家合作将使灾害信息转化为决策者和公众需要的风险信息。《英国地质调查局未来10年科学计划》在这方面确定4个挑战主题和10个子主题。

    在多重灾害系统方面,由于许多灾害过程,如地下水灾害、地磁感应电流或火山灰都集中在流体物理现象上,为此,英国地质调查局将推进英国和国际上对“单一”灾害过程(例如岩崩或地震)的监测、分析和特征描述方面的技术发展,同时对多重灾害表征和级联效应之间的交互作用进行多个科学家群体的整合研究,以更好地提供灾害现状报告或灾害预测,提供灾害或多重灾害的发生概率、分布和规模方面的定制信息。

    在风险分析方面,英国地质调查局启动研究灾害或多重灾害对暴露人群、社区及其资产的影响、脆弱性等,该分析用于研究在灾害事件中什么事物是可能损坏或丢失的,侧重研究处于风险中社区的社会属性和经济属性,以及他们的房屋或基础设施等实物资产。

    在风险的传播方面,英国地质调查局将启动研究,增进对处于风险中的社区或社会(或其代表)的了解,从而实现行动或行为模式的改变。这些研究的一个重点是与受灾害影响的社区合作,特别是开展国际合作。这项工作的开展可能需要物理和社会科学家越来越多地联手。

    在多重灾害数据科学研究方面,英国地质调查局将在灾害或多重灾害事件及其过程和影响的相关观测或监测数据采集和管理方面进行创新,将通过欧洲板块观测系统和极限地球项目数据管理平台进行商业安排。其中,可视化将包括在面临复杂的多重灾害的发展中国家应用智能手机和众包技术。英国地质调查局强调对基础设施研究的重要性,强调大型研究基础设施有助于提高调查、监测和实验的能力,吸引全球科学和专业人才,并有助于创新、实现商业化、扩大就业和促进经济增长。通过建设和使用基础设施,将形成对基础科学的支撑,进而推进国家公益科学与研究线路的整合。这也意味着制图和建模将从静态3D到动态4D实现跃迁式变化,并将越来越多地发布实时数据。而所有以上挑战,尤其是全球性灾害和风险,需要统计、预测和预报、人工智能和创新数据存储各方面的计算机科学专家,需要更加关注社会科学并与社会科学家进行更加深入地融合交流。对此,英国地质调查局将探索招聘社会科学家的方式,以及拓展合作伙伴关系和新模式,例如外包和全民共享。

    4 迎接地质调查科技挑战

    “第四次工业革命”的特点是技术融合,包括对机器人技术、人工智能、纳米技术、量子计算、生物技术、物联网、5G移动数据、3D打印和全自动驾驶汽车的融合。为此。英国地质调查局将创建一个新的综合信息“操作系统”,以持续地为全球地球科学的云平台提供信息,彻底改变数据的提供、预测和预报模式——并支持上述三大科技挑战和其他世界级的地球科学挑战。同时,利用新的操作系统和知识将这些数据集结合起来,提供从城市到大陆边缘各种比例尺的地质系统尖端信息。英国不同地区的经济驱动力正在迅速发展,英国地质调查局将开发各种途径为特定地区的需求提供最适合的定制信息,同时确保国家的地球科学框架得到加强。在国际上,将在英国海外发展援助计划的范围内与伙伴国家展开合作。具体来讲,英国地质调查局将开展包括数据科学和数据基础设施、建模、区域地质调查、新一代英国国家地质模型、地球科学和社会等方面的战略研究工作。

    其中,在数据科学和数据基础设施方面,通过新数据和采集技术,显著提高影像的拍摄和传输能力,以更好、更详细地表征环境和地质体,并提高时间分辨率。其中一些技术将是新颖的,需要新的遥测技术或转用其他领域及行业获取的技术,从更深的地下探测信息。

    在区域地质调查方面,将在英国和国际上启动地区层面的项目,将与各地区特有的一系列工业和可持续发展挑战相关联。比如:东北走廊项目,该项目将支持矿产、基础设施(公路和铁路)、建成环境、可能的氢经济、碳捕获与封存和页岩气工业网络。这些定制项目将与英国的区域产业战略、地方增强基金以及工业利益相关者的需求密切相关。类似的以工业为重点的项目将在英国和其他国际区域开展。这类区域工作将在英国的国家层面进行协调,以确保数据集之间的一致性,保证连贯性和在国家尺度上理解一致。

    在地质模型方面,将开发新一代英国国家地质模型,重点关注英国的浅层地下模型和基岩体元模型。这些模型将建立在现有数据的基础上,并结合正在进行项目的新数据,特别是聚焦区域的地质调查数据。例如:新的英国浅层地下模型旨在开发用于模拟浅层地下结构和性质的新方法。通过使用地貌形态测量和数据分析技术,将推动地球科学的发展,形成对当前浅层地下模型的支撑,以期为未来开发增强型模型,发布新产品。此外,一个结合浅层和深层、区域和国家的地质模型,将提供可供外部利益相关者用于改进决策的3D框架;而对地面和地下传感器网络的不断改进和开发部署,将能够使所提供的数据从3D走向4D。

    (作者单位:中国地质调查局发展研究中心)

     

    迎接科技挑战 叩响地球之门

    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。

    比较借鉴,烹好中式“数据大餐”

    考察组对冒沙现象取样

    太平镇砖混房屋倒塌严重

    考察组向村民了解地表破裂情况 本版图片由地科院雅安地震野外科学考察组提供

    双石镇在地震的破坏下已成废墟

        从雅安地震发生的那一刻起,各种媒体上有关地震成因的推测、分析、判断甚至争议就非常热烈。4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会,从地质学的角度也对雅安地震的发震机制进行了分析和研讨。希望,他们的思索能够为人们带来一些启示。

      1.地震2小时后,地质科学家到达震中,判断为逆冲断裂

      中国地质科学院的专家应该是最先进入震区的科学工作者。

      4月20日8时2分,四川省雅安市芦山县发生7.0级强震,得知讯息,正在四川工作的大陆构造与动力学国家重点实验室李海兵研究团队的4名成员:司家亮、云锟、张佳佳、王焕,立即从成都奔赴雅安芦山。仅仅两个小时后——10点钟,他们就从地震现场向位于北京的实验室发回了照片。

      照片可清晰地看到地震造成的破坏,乱石满地、房屋倒塌、道路损毁。当然,科学工作者的第一反应还是尽力搜集地震破裂造成的地表显示,寻找能够反映这次地震原因的蛛丝马迹。

      据前方调查的信息,此次地震的发震断裂为天全—大川逆冲断裂,为龙门山山前断裂——“安县/灌县断裂”的南段,位于宝兴和雅安之间。安县/灌县断裂的中段曾在汶川大地震时发生80公里的破裂。

      4月20日下午,李海兵研究员与司家亮等人在雅安地震重灾区芦山双石镇集结,组成科考队沿天全—大川逆冲断裂行进。据观察,地表未发现明显的破裂,但有大量地震喷沙和冒水现象。此时已经到了晚上,他们决定,第二日再奔赴宝兴,因为逆冲断裂上盘的破坏性可能更大,能够观测到的科学现象也会更多。但问题是,当时同为地震重灾区的宝兴堪称“孤岛”——由于地震造成的山体崩塌十分严重,大量巨石滚落导致交通中断,车辆无法通行。

      等待救援人员打通道路?

      心情急切的李海兵决定徒步赶去宝兴,尽管两地相距约40公里。

      21日早上8点,他们从芦山出发,经灵关,步行10多个小时赶到了宝兴县城。虽然此时已是晚上7点,但李海兵等人还是冒着余震穿行在宝兴县城查看灾情。大家的感觉是:尽管芦山至宝兴县城沿途的山体滑坡十分严重,但宝兴县城内建筑物破坏程度并不严重。

      就在同一天下午2点,中国地质科学院由副院长董树文带队的野外科学考察组也赶到了成都,随后,他们分为三个组分头工作。按计划,他们将对灾区的灾后重建选址进行相关地壳稳定性评估工作,同时对重要活动断裂进行考察,特别是将监控并高度关注新的地应力异常。

      22日上午,科考队与国土资源部在雅安市的前线指挥部会合,并研讨了下一步工作。中午12点,董树文带领的第一组继续从雅安经芦山前往双石镇。考察发现双石镇地表破裂现象不明显,但有比较集中的串珠状沙冒现象,与房屋的挤压破裂方向基本一致,方向大约北东40°;在双石镇中心人民医院后方桥头,房屋全部损毁,房基水平右行错动2~3厘米,未垮塌的房屋墙壁上均出现两组张性的X节理,钝角方向对着垂向;再往东南方向走,直到双河村林峡组,沿途一直有沙冒现象,且多为黑沙,初步判断为深部煤系地层所致。

      与此同时,由地质力学所张岳桥研究员带队的第二组从成都出发,经邛崃市、大川镇和太平镇一线到双石镇,沿途进行了震区地面破坏情况考察工作。初步结果表明:邛崃至大川间未发现地面有明显破坏,从大川附近开始出现建筑物破坏情况;大川至太平一线,沿途可见少量滑坡和崩塌,并有水泥路面破坏与变形现象,显示出较明显的近东西向挤压变形特点;在太平乡,建筑物破坏增多,常见无框架支撑的单层砖房倒塌现象,同时,土石路面出现裂缝和路基局部垮塌现象,并有平行北东向沟谷方向的小型张裂缝发育,但未见明显的同震地表破裂标志。从太平镇至双石镇,房屋破坏情况有进一步加重趋势,并在双石镇观察到水泥桥梁发生近东西向挤压变形破坏和地裂缝发育。

      由地质力学研究所副所长侯春堂带队的第三组则直接从雅安赶往芦山前线指挥部,参加了15时国土资源部抗震救灾远程会商视频会。

      晚上,地科院运送仪器的车队从北京赶到了灾区与调查组会合。

      2.从地质角度分析,雅安地震与汶川地震存在关联

      地科院身处北京的地质专家们,热切期盼着同事们从前方传来的一切信息。同时,他们也在紧张地研究着有关雅安地震的一系列科学问题。

      4月22日下午,中国地质科学院召开雅安地震院士专家研讨会。十余位与地壳稳定性研究相关的院士专家围坐在一起,高悬的大屏幕上显示的是一道从东北向西南斜劈在地壳上的巨大裂痕——这次地震、也是汶川地震的祸首——龙门山断裂带。

      龙门山断裂带位于青藏高原东缘,与四川盆地相交,长约500公里,宽达70公里,由3条大断裂构成,自西向东分别是龙门山后山断裂、龙门山主中央断裂、龙门山主边界断裂。这里也是地震多发区。

      在一幅《汶川地震及其余震分布图》上,密密麻麻的红点堆积在龙门山断裂带的北部和中部——汶川地震后不到一个月时间里,这里发生的余震次数就超过了万次。专家介绍说,5年前,由于汶川地震释放的能量巨大,龙门山断裂带北部中部近300公里的地方都发生了破裂,但是西南段的约100公里却没有破裂。

      这次破裂的恰好是当年比较稳定的地段。专家们根据现有资料初步判断,雅安地震与汶川地震的发生机理很相近,但汶川地震西南段以逆冲为主、东北端为右旋走滑断裂,雅安地震则为逆冲断裂。由于震级的差异,汶川地震的持续时间约90秒,雅安地震的持续时间约27秒,当然,两者的地表显示也差异较大。

      国家地震局拥有我国地震研究的主要科技力量,院士专家们对他们的观点十分重视。恰好当天上午,地科院的多位专家参加了国家地震局组织的一次紧急会商会,并带回了一些地震专家对雅安地震的解读。

      中国科学院院士、中国著名地球物理学家陈运泰认为,从震源位置、机制和震级大小看,雅安芦山地震是汶川地震强余震,是汶川地震破裂向西南方向的发展。而且,他5年前曾在一份政府内参中特别提到汶川西南100公里左右的宝兴一带可能发生七级左右强余震。

      雅安地震发生后,陈运泰院士研究团队根据现有数据资料对这次地震的破裂过程做了动力学模拟,推测的结论是:雅安地震破裂沿走向30公里,沿断裂层面40公里,最大错距离为1.6米,由于地震能量靠近地表基本消耗完毕,因而地表不会产生明显的同震破裂。

      这样的推测与地科院地质科学家在现场的观测情况基本一致,不过专家们也提出,由于地震现场科考的许多信息还没有充分采集和传递,判断模型与实际情况的吻合程度还需要更多的时间以便获得较多的详细的一手资料。

      现在地震科学界对于雅安地震是否为汶川余震的争议比较突出。对于陈运泰院士的观点,也有一些人持反对意见。理由主要为:两次地震之间的时间间隔较长,且这次地震与汶川地震的余震区有一定距离,两地之间有个中间段是没有地震的。

      据地震专家的判断,在这两次发震断裂的中间存在着一个地震障碍体。

      地科院的院士专家对此也进行了讨论。有专家提出,汶川大地震的方向是从汶川向东北方向展开,主要沿龙门山断裂带中央断裂的中—北段以及前山断裂的中段展布,而芦山地震则位于龙门山断裂带南端,在靠东侧的另一条断裂带上,是不是可以考虑雅安地震是龙门山断裂带上一次新的主震。

      院士专家们认为,是否为余震可能需要进一步的研究,但有一点是肯定的,两次地震在地质上具有明显的相关性,受力条件、孕育过程非常相似。他们还特别提出,研究地震的一大关键是对地震构造背景的准确认知,应该把活断层特别是发震的是哪条断裂搞清楚,要把地块是如何运动的搞清楚,最好建立地质模型。

      3.地应力监测数据,能够在一定程度上反映地震孕育发展

      说起地震研究,许多人都会想起一个名词——地应力。

      地质力学认为,地壳内的应力活动是使地壳克服阻力、不断运动发展的原因;地壳各处发生的一切形变,如褶皱、断裂等都是地应力作用的结果。

      我们从过往专家对龙门山断裂带地震多发的解释中很容易就能找到地应力的“影子”:青藏高原以每年10~15毫米的速度向东流动,在龙门山一带受到坚硬的四川地块的阻挡,积聚了大量的构造应力,形成了断层。该断层在不断受到青藏高原挤压的情况下,成为逆冲运动的多发区,因而易于发生地震。

      地应力监测首次与地震联系起来应该是在2001年。2001年11月14日昆仑山发生8.1级地震,当时正在昆仑山活动断裂带中段西大滩附近进行两个测点地应力监测的中国地质科学院地质力学研究所廖椿庭研究员,获得了一组珍贵的震前震后地应力数据。数据显示,昆仑山大地震前后断裂附近地应力大小和方向均发生较大变化,震前地应力高度集中,而震后地应力大小降低约2/3。

      从此,地应力监测走上了地震监测和研究的舞台。

      现在,人们普遍认为:地震的过程也是地应力释放的过程。正是根据这样的思路,许多人认为汶川特大地震应该已经把龙门山断裂带积蓄的能量释放得差不多了,并推测汶川地震后四川百年内都不会再有强震。

      其实这样的推测与地质工作者的地应力监测结果恰恰相反。

      据参会的廖椿庭介绍,他曾在几年前进行一个名为“龙门山地质构造断裂带及其与汶川蕴震动力条件分析”的课题时,选择了三个点作为地应力测量点:一个在鲜水河断裂与龙门山断裂交界处的康定,一个在发震的映秀,还有一个就在宝兴县城。然而,测出的结果让廖椿庭都大感意外——原本估计最不稳定的康定测点,地应力值最低,而应该“平稳”的宝兴测点,最大水平主应力值却最高。当时,廖椿庭研究团队曾在科研报告中对这一现象进行了描述,并建议继续关注。随后,地质力学所在雅安宝兴建立了长期地应力实时监测台站。

      那么,我们在雅安的地应力监测台站是否记录下了雅安芦山地震的信息?

      据专家介绍,雅安地震发震前不久监测曲线显示出跳跃,这引起了监测人员的注意,随即他们进行了跟踪分析,遗憾的是,由于缺乏确切的实例参考,综合分析尚未完成就发生了雅安地震。地震导致断电,数据也一度中断。但震后搜集的数据显示,发震时有两个方向的地应力值大幅增加。

      院士专家们研究了来自宝兴等处的地应力应变监测台站的实时监测数据,认为地应力测量数据在一定程度上反映出地震的发生和发展,这一点非常重要,但现在的问题是:一是,许多重要的数据还没能上升为科学的认识和规律,还需要加强资料分析和综合研究;二是,当前已有的各个台站的监测资料还比较分散,数据的共享和集成还很薄弱;三是,由于地应力监测工作与其他地震监测手段还没能密切结合,发挥的作用还十分有限。

      4.数值精确预报地震需要多部门多学科的通力合作

      地震预报是地震研究一个重要内容,更是一个人类期待解决的目标。

      就在雅安地震的前几日,深部探测技术与实验研究专项“岩石圈三维结构与动力学数值模拟”项目负责人、中科院院士石耀霖在深部专项成果交流会上,谈到了地震预报的问题。当时他说,地震预报也应该像气象预报那样,从基于前兆的经验预报逐渐转变为基于物理机制的数值预报,而其中的关键物理量就是——应力。

      地震发生后不久,他又很快发表了自己对雅安芦山地震的一些认识。

      他谈到,汶川地震强烈,断裂带长达近300公里,几乎整个龙门山断裂带都发生了破裂,但是西南段却有约100公里没有破裂。于是很多人都提出疑问:这一段落会破裂吗?破裂规模会有多大?什么时候破裂?

      他引用了地质力学研究所秦向辉等人的观测结果:“对比分析2003、2008和2010年在宝兴、康定地区4个钻孔的水压致裂应力测量资料,初步揭示汶川地震后断裂西南段现今地应力环境与地震危险性。研究结果表明:龙门山断裂西南段,尤其是康定地区,地震后仍然积累有较高的地应力,震后应力调整以积累为主;龙门山断裂西南端的最大水平主应力已经达到断层活动应力临界下限值,断裂活动进入临界状态,未来具有发生逆断层活动的可能性;结合地应力测量结果、地震地质等资料认为,龙门山断裂西南端具有潜在大震危险性,值得重点关注和研究。”

      显然,地应力监测显示,西南端一段没有地震破裂,但这一段落也是主应力积累率最高的部位之一。而且,汶川地震的发生,使从映秀西南到雅安这一段的龙门山断层发生类似机制的逆掩断层的地震危险增加。

      然而问题是,对于地震什么时候会发生,现有资料还难以回答,因为只有少量不深的钻孔应力测量资料,我们在数值预报探讨中还无法在雅安芦山地震前作出确切的预报。至少我们应该能回答另外两个问题:该段落现今地应力的绝对值究竟是多少?是否已经临近了岩石的强度?

      石耀霖院士说,雅安接近7级地震的发生,对于我们来说,不是什么意外的事情。但是,在没有地壳深部(10-20公里)基于观测应力(包含孔隙流体压力)的实测资料、断层强度的资料的情况下,我们仍然没有充分的定量的力学根据判断地震发生的时间——几年?几十年?几百年?就这两天见到的余震目录资料,目前的雅安芦山地震似乎还没有释放出这100公里断裂带内积蓄的能量,但是下一次接近7级地震发生在何时,尚缺乏资料作出估计。

      最后他谈到,作为数值地震预报的探讨,目前还不在于我们是否做了预报,更重要的是预报的根据。其中,地应力绝对值的测量和相对变化的可靠测量,具有非常重要的意义。

      这是一位地球物理学家对地应力的认识。参加本次雅安地震院士专家研讨会的三位院士同样对地应力研究颇为推崇,他们认为:地质学家在地震观测和预报方面具有自身的特点,特别是采用地应力测量的手段对地质体进行监测,但地应力只是地震研究中诸多方法中的一项,加强是一方面,但更重要的还是要与其他手段相结合,这需要我们的科学界打破部门界线、学科界线,通力合作。

      面对地震后令人心痛的雅安,面对电视中无数双饱含痛楚和期待的眼睛,我们衷心地希望,有一天人类能攻克地震预报的难关,让人们远离地震的魔影。 

     

     

    用科学解剖地震 用合作赢得希望
      2015年1月4日,由于北查尔斯王子山地区的天气仍不理想,所以通过与科考站协商,我们提前完成了戴维斯站以东大约320 千米的布朗山(Mt.Brown)地区的地质考察。考察队利用澳大利亚现代化的南极考察航空运输网络和天气预报系统,通过有效的组织和部署,在极其有限的时间内完成了该项考察任务。
    布朗山地区地质考察是本次南极考察的一项重要任务。已有研究表明,在西福尔丘陵附近存在四个早期演化历史不同的地质体,包括晚太古-古元古代西福尔陆块、太古宙-中元古代赖于尔复合地体、中-新元古代雷纳杂岩(普里兹造山带)和通过冰碛物组成推测的古太古代冰下地块,因而这是解决东南极大地构造演化的关键地区。布朗山是西福尔丘陵以东唯一出露的基岩区,该区至今尚未进行过地质考察与研究。


    图1  南极内陆布朗山(刘晓春拍摄)

    由于戴维斯站距布朗山地区较远,飞行计划需要进行缜密的部署,有时候可能需要精确到分钟。戴维斯站的站长、后勤保障和气象预报等相关人员也在时刻关注这一地区的天气情况,以便随时安排我们的考察。在等待出发的时候,机场地勤人员对我们的每件行李进行称重,包括相机和个人体重,并估计样品重量,以便于机长对飞机进行配重并保障飞行的安全。一直到下午5点,飞行计划才最终确定,我们将乘坐“双水獭”固定翼飞机前往布朗山。由于“双水獭”只能在冰面上停靠,所以我们需要先乘坐直升机前往位于戴维斯站东北部约30千米的Whoop Whoop机场


    登机前对所有行李称重(刘健拍摄)

    5点半开始,我们一行5人分两个架次乘坐“小松鼠”直升机前往机场,6点钟“双水獭”固定翼飞机起飞。这架飞机比巴斯勒飞机小很多,但是运货能力明显强于直升机。7点15分,我们顺利抵达了布朗山,虽然在着陆阶段有强烈颠簸,但最终还是在满是雪垄的冰面上安全降落。飞机停稳后,野外培训员James Hamilton先下飞机前去探路,确定雪面安全后,才让我们下飞机。

    根据天气预报,飞机在该地区停留时间不能超过2个半小时,我们需要在2个小时内完成所有考察,而布朗山南北方向长度大约有1千米,所以我们明确了分工:刘晓春负责岩石观察、采样和简单记录,刘健负责样品编号,陈虹负责GPS定位和产状测量。在前期准备充足的情况下,考察队顺利完成了从南向北的剖面观察和采样,其中南端和北端地区由于地形原因无法到达,只能放弃。大约晚上9点,机长通过对讲机告知我们天气在变坏,需要加快速度。9点20分,我们全部抵达飞机旁,放置好岩石样品后立刻返航。


    考察队员在布朗山地区开展地质考察(James拍摄)


    考察队员在结束考察后的合影(James拍摄)

    虽然布朗山考察时间非常有限,但通过队员们的密切配合,我们圆满完成了既定目标和任务,共采集岩石样品26件。根据野外地质观察,初步判断布朗山的岩石组成与格罗夫山和埃默里冰架东缘地区比较相近,而与西福尔丘陵-赖于尔群岛地区存在显著差别,可能属于雷纳杂岩的一部分。该项研究工作将对我们重新认识普里兹湾-查尔斯王子山地区的大地构造框架以及普里兹造山带的延伸方向具有重要意义。

     
    考察队员在机场搬运岩石样品(陈虹拍摄)
    南极北查尔斯王子山考察系列报道(六)