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    以地质调查信息化技术创新带动地质调查工作模式转变,进一步建成全网络安全稳定运行的地质云环境、分布式地质大数据中心、一站式地质信息服务窗口和地质业务综合管理平台。

    推进信息化建设和科技创新同为建设世界一流的新型地质调查局的核心驱动力,是有效服务国家“六大需求”的重要支撑,是推进地质科技创新的重要组成部分,是提升社会化服务水平和工作效率的重要手段。中国地质调查局以党的十九大精神为指导,以积极推动互联网、大数据、人工智能与地质调查工作的深度融合为着力点,发布《地质调查信息化十三五规划》(以下简称《规划》),重点明确了中国地质调查局2017年~2020年信息化建设的总体思路、目标任务和重要行动。

    适应新形势 打响地质科技信息化战役

    当前,社会经济发展对信息化迫切需求达到前所未有的程度。全球信息化正在进入全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展的新阶段。以云计算、大数据、物联网、移动互联网和人工智能为代表的新一代信息技术与社会经济各行业、各领域深度融合,成为推动全球新一轮科技革命、产业变革、国家竞争优势重塑、政府治理能力提升的新动力和新途径。引进新一代信息技术,构建基于大数据的地质调查工作模式,已成为未来地质信息化的发展趋势。

    党的十九大报告提出坚持新发展理念,推动新型工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展;进一步提出推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,建设数字中国和智慧社会的总体要求。

    针对地质调查领域信息化建设,国土资源信息化“十三五”规划明确提出了“建立对地观测信息化应用技术体系、加快地质调查业务管理信息化平台建设、探索建立智能地质调查与慧探矿新模式、加强我国深地深海探测信息化建设、强化地质资料数据的汇交管理与应用、加强档案信息化管理水平、构建全国地质信息协同服务体系、加强地质环境与地质灾害数据库整合、建立地质灾害应急支撑平台、建立地下水管理服务平台、完善地质环境信息业务系统”等任务,为地质调查信息化“十三五”工作部署指明了方向。

    “地质云”建设三步走 打造地质调查信息服务体系

    中国地质调查局成立18年来,我国地质调查信息化建设得到长足发展,在基础设施建设上实现较大发展,国家地质数据库体系基本形成,地质调查数字采集能力持续提升,地质调查数据处理分析软件研制迈上台阶,地质调查业务管理系统有效运行,地质信息服务规模逐步扩大,地质调查信息化标准体系初具雏形。

    当前地质调查工作面对新形势、新要求,地质调查信息化还存在一些突出的短板,亟须“十三五”期间补齐。

    一是地质调查数据共享及使用效率较低,存在“数据孤岛”和“数据鸿沟”。二是数字化采集与智能地质调查普及应用程度不够。三是大数据汇聚管理与挖掘应用能力不足。四是业务管理信息化程度低,工作效率不高。五是基础设施与网络安全保障尚显薄弱。

    面对这些问题,中国地质调查局认真落实党的十九大精神,按照国家“十三五”信息化规划和国土资源信息化“十三五”规划,以全面支撑中国地质调查局“十三五”重点工作和科技创新工作为目标,加大地质信息化自主创新能力,促进信息化技术与地质调查业务深度融合,具体落实,就是构建以“地质云”为核心的信息技术支撑服务体系,消除数字鸿沟,推进地质调查信息共享开放,补齐信息服务短板。

    第一步,2017年11月6日,地质云1.0版本上线运行。实现局直属各单位业务网及70个数据库互联互通,向社会提供不低于2000个地质信息产品;初步搭建分布式地质大数据中心框架,60%数据库向社会提供服务;“一站式”综合业务管理系统上线运行;升级完善智能地质调查系统,并在基础地质和矿产地质调查领域示范应用;初步建成以“地质云”为核心的网络安全保障体系、制度标准体系和运行维护体系。

    第二步,2018年,地质云2.0上线。分布式地质大数据中心基本建成,80%数据库向社会提供服务。十大计划、60多个工程以及300多个项目建设的数据库全部实现互联互通,累计实现局直属各单位100个数据库互联互通,累积发布不低于3000个地质信息产品。辐射连入2~3个省级地质调查数据中心节点。优化云环境下综合业务管理系统集成与应用。研发并推广云环境下地质调查数据汇聚与管理系统。完成能源矿产综合评价系统和资源环境承载能力评价系统设计。完成云环境下智能地质环境调查系统并示范应用。开展地质调查涉密网建设。建成较完善的“地质云”网络安全保障体系。

    第三步,2020年,地质云3.0上线。分布式地质大数据中心建成,90%数据库向社会提供服务。整合、优化形成50~70个国家地质调查数据库体系,并建立更新维护机制。累积发布不低于5000个地质信息产品。辐射连入一批地方和行业地质调查机构、大学及研究机构,初步形成在国内全行业具有较大影响力的地质云。研发“一站式”综合业务智能管理系统,完善地质调查数据汇聚与管理系统。建成云架构下地质调查工作新模式,智能地质调查系统在2~3个重点领域应用不低于500套,基本实现全流程数据汇聚更新与全过程数据信息化处理分析能力。初步完成能源矿产综合评价系统和资源环境承载能力评价系统研发及应用。建成地质调查涉密网,建成完善的地质调查网络安全保障和制度标准体系。建成2~3个地质信息化核心业务平台,培养一批优秀的信息化人才队伍。

    以“地质云”建设为核心 实施七项主要任务

    大力推行地质调查数字化采集工作体系。研制形成地质调查数字化采集标准体系,探索“三深”探测数据采集技术,推广应用地质调查智能化采集技术。

    创新构建流程化地质调查数据汇聚及管理体系。建设分布式地质调查大数据中心,研发数据汇聚与管理系统并推广应用。

    整合建设一站式地质调查业务管理及决策平台。整合形成一站式地质调查业务管理系统,整合研发能源矿产综合评价系统,整合研发资源环境承载能力决策支持系统持续扩大地质信息产品及服务规模。安全有序推进地质调查数据向社会开放,构建形成地质数据与地质信息产品体系,构建统一平台,提供泛在信息服务。

    重点加强地质信息技术研发推广和标准体系建设。加强自主知识产权信息技术装备及软件研发,修订完善地质调查信息化标准体系。

    健全完善信息基础设施及安全保障体系。统一管理地质调查信息化基础设施,健全网络安全保障制度和管控措施。

    着力打造国际化地质信息化业务平台和人才队伍。建设国际一流地质调查信息化业务平台,建设一支业务过硬的地质调查信息化队伍。

    明确了目标与任务,中国地质调查局遵循信息化发展规律,按有限目标、分轻重缓急,循序推进地质信息化工作。首先把信息基础设施建设、地质大数据互联共享、地质调查全流程信息化能力建设、地质信息产品加工与社会化服务等摆在重要位置,实施“地质云”平台基础设施建设、智能地质调查系统重点领域推广、国家地质大数据中心建设、“一站式”业务管理与决策支持平台建设、地质信息产品加工与社会化服务、关键技术研发与自主产权软件系统推广、制度与标准体系建设、地质调查信息化业务平台建设八大重要行动。

    “十三五”期间是中国地质调查局建设世界一流的新型地质调查局的关键时期。中国地质调查局以地质调查信息化技术创新带动地质调查工作模式转变,推进地质调查全流程野外数据、全要素业务管理数据信息化采集能力建设,推进全过程数据快速处理分析与适时汇聚共享能力建设,形成智能化野外地质调查工作新模式和信息化协同管理新模式,进一步建成全网络安全稳定运行的地质云环境、分布式地质大数据中心、一站式地质信息服务窗口和地质业务综合管理平台。全面支撑“三深一土”国土资源科技创新战略、地质调查科技攻坚和地质调查科学管理,为服务国家能源资源安全、生态文明建设、新型城镇化建设、防灾减灾、海洋强国建设、军事国防建设,提供高效、快捷的数据信息保障,为社会公众提供全方位海量地质信息产品,助力服务一流、成果一流、科技一流、人才一流、装备一流、管理一流的新型地质调查局建设目标的实现。

    推动“互联网+地质调查”深度融合

    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

    为实现地学文献资源的共建共享,地调局地学文献中心正式启动了国家地学文献目录中心建设工作。国家地学文献目录中心是以基于元数据的科学管理方法为基础进行目录聚合,依托地学文献中心、联合编目成员单位及各类馆藏进行资源的汇聚,融合不同数据库系统、信息资源平台中地学文献资源目录,建设成地学专业的国家总书目。其宗旨是打造最权威的地学文献信息集散地,创造最开放的地学书目服务平台,并实现一站式检索服务。在以往工作的基础上,目前已经完成了《地学文献目录数据采集技术要求》制定、初步完成了目录中心系统开发、共建单位的确定等工作。

    一是坚持“标准先行”的原则,制定了《地学文献目录数据采集技术要求》。在数字图书馆时代,数字信息的文献类型、数据格式、元数据体系及服务形式等方面不断发展和变化。为了在多源、异构以及开放的信息环境下,提高地学文献目录的可获取性、互操作性,更好地进行集成服务,解决目录采集过程中存在的不同来源、不同数据格式、不同分类法等问题,我们研制完成了《地学文献目录数据采集技术要求》。通过统一的标准整合处理以及集成后,可以极大地提高地学文献统一检索效率,从而使地学文献可被有效利用与广泛获取,提高资源的利用率,更好地实现资源共知和共享。经过两年的努力,在广泛征求专家和有关单位意见、研讨后,完成了技术要求的编写。《地学文献目录数据采集技术要求》首次系统提出了图书、期刊、图件、学位论文、会议论文、地学标准等六类地学文献的目录数据采集技术要求。每种类型的地学文献元数据由一个元数据框架支撑,既包含了描述信息、馆藏信息、管理信息等多个数据项,也包含了数据项之间的关系,保证了新的元数据规范,能够充分覆盖和反映国家地学文献目录中心建设所采集的各类型文献数据的特点,适用性更强。此项成果已经通过发展中心组织的项目评审,并获得优秀。

    二是初步完成了地学文献目录中心管理平台的定制开发。在现有自动化系统和数字化环境的大框架下,借助数字图书馆实现全面的、多角度的、多元化的地学文献目录的集成、展示、检索和推送服务。初步完成的地学文献目录中心系统,由发布管理、检索和展示、统计分析、用户服务、系统管理等五大模块组成,力求实现面向不同用户群体的一站式服务体验,提高地学文献的揭示与服务的准确性和友好度。

    三是确定了共建单位。广泛收集、整合了部、局属单位及相关行业单位的地学文献资源目录;通过项目合作的形式,基本完成了中国地质大学、吉林大学、成都理工大学等地质类院校的地学文献目录、博硕士论文目录的收集;今年又拓展新增了南京大学、浙江大学、贵州大学等一些综合性的院校。地学文献目录合作共建的机构正在不断拓宽,最终目标是要收全所有类型的地学文献目录,为建成全国地学文献目录中心奠定了坚实的数据基础。

    此项工作是以地学文献中心已有的文献数据为基础集成外部资源,依据《地学文献目录数据采集技术要求》为标准,对地学文献资源的产生、位置、责任单位、共享范围及更新维护方式等方面信息进行目录聚合,同时形成地学专业的国家总书目。

    国家地学文献目录中心系统

    国家地学文献目录中心系统

    地学文献中心正式启动国家地学文献目录中心建设工作

    随着工业化和城市化迅速发展,我国的地下水环境正在发生变化,受不同区复杂水文地质条件影响,环境变化的差异性明显,急需掌握地下水环境现状以及工业化过程对我国地下水环境的影响,特别是地下水质量与污染状况。

     

    首次地下水污染状况调查

     

    2005年1月28日,在全国地质调查工作会议上,国家决定重点启动黄淮海平原(30万平方千米)和珠江三角洲地区(4万平方千米),总面积约34万平方千米的地下水污染状况调查,并评价地下水污染程度及变化趋势,编制地下水污染防治区划,建立地下水污染预警系统,为有效实施地下水污染防治和地下水资源保护提供依据。

     

    国家此举旨在查明全国地下水污染状况,综合评价地下水污染程度及变化趋势,编制全国地下水污染防治与保护区划,建立地下水水质与污染预警系统,为国家地下水污染防治和地下水资源保护、完善饮用水水质标准、保障饮水安全和健康、促进人与自然和谐相处提供依据。而在当时,我国已完成了新一轮全国地下水资源调查评价,但仍然面临地下水污染调查取样与测试技术相对落后的难题。

     

    中国地质科学院水文地质环境地质研究所副总工程师孙继朝“临危受命”,承担了《珠江三角洲地区地下水污染调查评价》示范项目。

     

    熟知孙继朝的人都了解,这位出生于1957年3月的水文地质环境科学家,主要研究领域在含水层水质综合调查工程方面,是我国地下水污染调查与评价的开拓者、杰出的水文地质学家。

     

    他1982年毕业于河北地质学院,毕业后留校任教,1985年调入水文地质环境地质研究所工作至今;先后负责筹建环境同位素实验室和全国大气降水同位素监测站网,任专题组长、水环境研究部主任;1995~2000年先后赴德国和日本进行合作与学术交流;目前正在负责项目“鄂尔多斯自流水盆地地下水富存规律研究”和“全国地下水资源评价”,是中国地质科学院水环所创新基地——“环境同位素应用研究和水环境研究”学科带头人,先后获全国国土资源管理系统先进工作者、中国地质调查局首届杰出地质人才称号等多项荣誉。参加工作30多年来,孙继朝创新了我国区域地下水污染调查评价技术方法体系,引领我国地下水污染调查评价不断进步。他心系水工环地质事业,带领团队取得了一个又一个战绩,为国家提交了多项重要成果。

     

    从无章可循到有据可依

     

    2005年开启的《珠江三角洲地区地下水污染调查评价》是我国首次开展区域性地下水污染调查的示范性项目。地下水污染调查评价与之前开展的地下水资源调查在取样、质控等技术方法体系上是不尽相同,没有章法可依。

     

    孙继朝带领团队在引进消化吸收前人成果基础上,通过实践总结与创新,取得了一批丰富的成果,尤其在地下水污染调查与评价方法、取样技术及图件编制等方面。

     

    在充分利用前人成果的基础上,孙继朝团队总结了国内外研究现状,采用多种调查方法与技术手段,获取了一批高质量的原创性数据,为本次调查研究打下了坚实的基础。

     

    结合工作区实际,孙继朝团队探索性地建立了一套我国地下水污染野外调查、取样、送样及质量控制技术方法体系,对有序推进我国区域地下水污染调查评价做出突出贡献。

     

    孙继朝团队还针对国内有机分析实验室技术能力进行了全面调研,先后引入香港某公司实验室微量有机分析测试技术及采样质量控制技术,促进了国土资源部门实验室建设,还自主研发了定深取样设备并获得了国家专利。

     

    针对评价存在的问题,孙继朝团队制定了地下水水质与污染评价的层级阶梯评价方法,使地下水无机化学指标评价和有机化学指标评价分层评价,将地下水质量评价和地下水污染评价有机结合,继承发展了地下水质量与污染评价方法和综合研究理论为我国其他相类似地区开展地下水污染调查提供了经验和示范。

     

    孙继朝团队还对珠江三角洲地区地下水污染现状进行了系统的调查研究,重点对区域水化学系统背景,地下水污染源及污染因子和高铵地下水的形成机理进行了研究,深入解读污染发生发展过程;查明了地下水污染现状、地下水污染程度及变化趋势;对珠江三角洲地区地下水防污性能进行了评价,为解决成果应用形式问题,以动态观点编制了我国第一份地下水污染调查评价图集,对区域研究具有重要示范作用,为地下水污染防治规划实施提供了科学依据。

     

    同时,该团队还建立了珠江三角洲地区地下水地污染调查评价空间数据库与信息系统,为该地区地下水污染防治和地下水资源保护提供了科学依据和应用平台。

     

    孙继朝还作为主要成员,先后组织编写DZ/T0288-2015《区域地下水污染调查评价规范》和DZ/T0290-2015《地下水水质标准》,为我国首轮地下水污染调查评价提供了技术依据。

     

    构建现代地下水污染调查技术体系

     

    在此次对珠江三角洲地区地下水污染现状进行了系统的调查的过程中,孙继朝还在实践基础上开拓创新,带领团队构建了我国地下水污染调查建立全流程现代化取样分析技术体系,其成果获中国地质调查局中国地质科学院2014年度地质科技十大进展。

     

    整个技术体系的创新包括五个部分:一是成功研制系列取样器并解决痕量组分采集技术难题,发展高效实用的现场调查技术及离线萃取技术,快速准确地查明了重点地区地下水污染状况;二是通过高分辨率遥感解译调查土地利用类型与污染源分布;三是在引进技术基础上,构建了有机分析实验平台;四是组织开发集成了水土污染应急调查系统,现场高效探测水、土、气污染指标50多项,识别污染源、污染途径与污染源;五是应用物探和遥感技术调查水环境污染,探索高效率解译地下水污染晕,解析不同年代地表水土污染状况的综合方法。

     

    该项成果获国家发明专利2项、实用新型专利5项,1项技术被《南南科技合作应对气候变化适用技术手册》收录,在2011年底联合国气候变化大会上发布,显著提高了我国地下水污染调查评价技术水平。

     

    成果应用服务社会民生

     

    在实施全国地下水污染调查评价项目过程中,孙继朝将创新的技术方法通过培训传授给项目负责人及技术骨干。

     

    自2005年起,历时十年,孙继朝负责实施的我国主要平原盆地440万平方千米的区域地下水污染调查评价终于完成了,我国首轮的地下水污染调查评价工作也随此结束。

     

    通过对资料的分析,孙继朝编写了《关于全国地下水污染调查评价初步结果的报告》和《中国地下水质量与污染调查报告》,为多个省份的环保、水利和国土资源部门的规划以及项目实施提供了重要技术支撑。

     

    在进行综合研究基础上,他还系统分析了我国地下水水质污染分布和演化趋势,编制提交了《中国地下水质量与污染调查报告》,为全国人大常委会《水污染防治行动计划》执法检查提供基础数据。我国首轮的地下水污染调查评价工作结果表明:我国主要平原及丘陵区地下水质量总体尚好,存在“六高”特征,即高铁锰、高硬度、高硫酸盐、高氟、高砷和高溶解性总固体;地下水已呈现“五化”及“三大类污染”,即盐化、硬化、硝化、酸化和多样化,以及氮污染、重金属污染和微量有机污染。该项工作通过开发集成的水土污染应急调查系统,两次为中央办公厅污染督察提供技术支撑,获得表扬;通过调查所取得的数据及成果,为制定国务院颁布的《全国地下水污染防治规划(2011~2020年)》、《水污染防治行动计划》等提供了基础数据;同时还有力支撑了我国《地下水污染防治规划》实施及《水污染防治行动计划》执法检查等工作。

     

    带出一支富有开创精神的团队

     

    成果的取得离不开团队的支撑。在十余年的地下水污染调查中,孙继潮逐步培养了一支创新能力强、业务娴熟、作风硬朗的青年队伍。孙继朝团队多次获“河北省省直文明处室”称号,由于业绩突出,2010年还被评为“全国国土资源管理系统先进集体”。

     

    孙继朝还将国外微量有机分析技术引入了地质行业,目前已建立了21个有机分析实验室,培养专业测试人员近百人;建立了质量监管体系,初步建立了地下水有机分析测试及质量控制技术体系。

     

    能打硬仗的团队,锤炼也并非朝夕之功。野外是最磨练意志的环境,最直接演练的战场。孙继朝总是身先士卒,常年带领团队奋战在野外一线。在实施我国地下水污染调查过程中,带出了一支攻坚克难的精锐队伍。

     

    地下水污染调查取样异常艰难,源头隐匿扑朔,耗时耗力。为了识别污染源,研究人员需要经常探寻污水沟、垃圾场、危险废物处置地等场所;为查明补给区状况,研究人员需要爬山涉水,追根求源;为了调查污染源,研究人员需要常常接触有毒有害化学物质。

     

    为了完成紧急任务,他们克服了一个又一个难题。当所有人“谈疆色变”时,孙继朝带领团队挺进了南疆。他的队员中,有人家中有年迈住院的老人需要照顾,有人扔下刚断奶的孩子,但他的团队面对工作的态度都是“哪里需要往哪里去”,从来没有人提过个人的困难和要求。莎车暴恐事件发生时,这支调查队伍前夜刚刚离开莎车;喀什地区地震刚过,他们抵达喀什调查……没有人因恐慌而停止工作。他们中的部分技术骨干因为过度劳累和长期接触毒害化学物质,身体已不同程度受到影响,但他们从未抱怨自己所从事的事业!

     

    如今,主要含水层水质综合调查工程已确立为中国地调局50个工程之一,目标任务及今后十年的努力方向已基本明确。孙继朝作为该工程的首席专家,承担了团队方向引领的作用。

     

    新的航向已定。我们将寄望于我国主要含水层水质与污染调查工作及成果尽快取得新进展,为国家发展所需的资源保障和环境健康提供科学的决策依据。

     

    地下水污染调查评价的开拓者

    为进一步推进地质大数据工程的实施,国土资源部地质信息技术重点实验室(中国地质调查局发展研究中心)于近日邀请南京师范大学张雪英教授作了题为“面向自然语言的地理信息挖掘理论与方法”主题报告。来自地调局机关,地调局发展中心、地质图书馆、航遥中心、中国测绘科学研究院、北京大学、中国地质大学(北京)、中国地质大学(武汉)、吉林大学、北京科技大学等单位的60余人参加了会议。会议由地调局发展中心总工程师、地质信息技术重点实验室主任谭永杰主持。

    张雪英教授针对自然语言中地理信息描述的非结构化、定性和模糊性等特点,围绕“时间、空间、人物、事件、场景”五大要素,详细阐述了面向自然语言的地理信息挖掘的三个关键技术,即标注规范和语料库、地理信息抽取和虚拟地理场景重构。分享了该方法体系在人文历史文化、公安、测绘、新媒体与网络等方面的应用案例。最后从自然语言中地理信息挖掘的可行性、领域知识和自然语言知识的人工理解、规则模型和机器学习的瓶颈、空间和属性的语义解析、挖掘、发现四个方面作了系统思考和总结。与会人员踊跃参与提问与讨论,会场气氛热烈,报告会取得圆满成功。

    谭永杰总工程师对会议作了总结,对张雪英教授的精彩报告表示感谢,认为报告系统地论述了面向自然语言的地理信息挖掘的理论、方法及其应用实践,这对地质大数据的研究、地质信息的挖掘等工作具有重要的启发作用。并指出,近年来地质野外数据采集技术方法取得突破进展,推动了由非结构化的采集到半结构化、结构化采集转换;大量地质数据的信息挖掘研究工作刚刚开始,希望今后进一步加强合作与交流探讨,共同推进非结构化文字信息的专业化挖掘工作。

    据悉,这是国土资源部地质信息技术重点实验室进入建设期以来举办的第27次学术报告会,也是今年举办的第1次,会后实验室主任谭永杰为报告专家颁发了学术报告证书。

    张雪英,教授、博士生导师。信息管理学士、经济管理硕士、计算机应用专业博士(中德联合培养博士)。2006年作为高级专业人才引进到南京师范大学虚拟地理环境教育部重点实验室,现任虚拟地理环境教育部重点实验室副主任、公安部警用地理信息技术重点实验室副主任、地理信息资源挖掘与利用江苏省协同创新中心副主任等职务。南京师范大学“青蓝工程”中青年学科方向带头人,主要从事非结构化地理大数据挖掘、智能空间位置服务、电磁环境、警用地理信息技术等方面的研究。主持国家“863”课题1项、国家自然科学基金2项、国家科技支撑计划专题1项、国家“863”重大课题专题1项、江苏省高校自然科学基金重大项目1项、公安部“科技强警”计划1项、行业GIS应用项目多项,申请软件著作权10项和专利5项,出版学术专著2部,发表学术论文60余篇。研究成果已成功应用于公安、测绘、物流、税务、民政、灾害监测等领域。

    面向自然语言的地理信息挖掘理论与方法学术报告会成...
        中国地质科学院水文地质环境地质研究所孙继朝、刘景涛研究员团队在地质调查项目资助下,成功研制系列取样器并解决痕量组分采集技术难题,发展高效实用的现场调查技术及离线萃取技术,快速准确地查明了重点地区地下水污染状况;通过高分辨率遥感解译调查土地利用类型与污染源分布;构建了有机分析实验平台,对全国33个实验室实现网络远程质量监控;获国家发明专利2项、实用新型专利20项,显著提高了我国地下水污染调查评价技术水平。








    5、我国地下水污染调查建立全流程现代化取样分析技术...

    中国地质调查局自然资源实物地质资料中心不断创新工作思路与方法,利用研究级偏光显微镜显微图像采集技术和计算机技术搭建数据积累和识别平台,实现了斜长石测量与鉴别技术由传统的人工鉴定方式向数字化图文参数计算定量分析的技术升级。

    斜长石为岩浆岩和变质岩的主要造岩矿物,是岩石分类命名的重要标志,斜长石成分的变化能够反映出岩石的形成和演化规律,对了解岩石成因和探索找矿方向具有指导意义。此次创新的斜长石测量与鉴别技术分为两个步骤,首先由偏光显微镜对斜长石变化图像及多种参数精准采集,再通过计算机编写程序对采集的图像参数进行读图、序列图切换、斜长石颗粒不同光性一致性观察,进而自动计算出变化角度,切换石膏试片图片,最终确定消光角度,在成分关系曲线图中对应出斜长石成分性质。

    2022年度,实物资料中心已完成5x物镜的单偏光、正交偏光、石膏检板的全幅面和360度间隔1度动态采集,视场张数共计43211张,拼接整幅大薄片图294张,单张图像分辨率2448x2048。

    该方法打破了传统薄片鉴定方法对于应用场景和范围的限制,易于操作,大大提升了对于薄片样本的利用率,实现了斜长石测量与鉴别工作的提质增效,同时对推动实物地质资料数字化及应用的发展有积极作用。

     

     
    薄片斜长石测量与鉴别实现技术升级

    近日,由中国地质调查局广州海洋地质调查局肖波、陈洁、温明明等编著的科普图书《深海探宝之采集技术与装备》由中国地质大学出版社正式发行,全书共47.6万字,由国家重点研发计划项目资助。

    该图书为广州海洋局“十三五”科普规划项目之一,基于目前现有深海调查设备,在全面概括国内外深海探测技术现状的基础上,系统介绍了设备的采集能力和作业流程,主要包括调查船、导航系统、单波束、多波束、浅剖、侧扫、单道地震、多道地震、海底地震仪、温盐深、重磁电、海底钻探、光学探测等内容。

    向深海进军,大力发展海洋科技,是贯彻落实国家创新驱动发展战略的重要举措,是加快实施海洋强国战略的具体行动。深海探测与深潜技术对于深海生态的研究和利用、深海矿物的开采以及深海地质结构的研究,具有非常重要的意义。该图书具有很强的实用性,既可以作为深海技术科普图书,也可作为海洋地质调查专业技术人员入门培训手册。

    科普图书《深海探宝之采集技术与装备》出版

     

    项目验收现场。 赵金花 供图

    矿产资源,是大自然给人类的珍贵馈赠。正是基于对这一馈赠的开发利用,人类才得以从原始的茹毛饮血时代,逐步进入到自给自足的农业时代,进而步入依靠工业化生产满足自身物质、精神需求的现代社会。但要找到矿产并不容易,必须用一定的技术才能使其现出真身。日前,通过科技部验收的“十二五”国家863计划“深部矿产资源勘探技术”重大项目,就是一套能让深部矿产现身的技术。

    要有一组“透视眼”该多好

    矿,其实就是石头,只是这些石头中含有足够多的人类想利用的元素。专业说法称之为有益元素的丰度,即矿石品位,用以区别矿产的贫富程度。

    受地质运动、元素富集条件等因素影响,各类元素在不同岩体甚至同一岩体中的丰度差别很大。因此,人们以现有经济技术条件下开发能获利为标准,确定了不同矿产可开发的丰度值,将其称为工业品位。如果达到工业品位的岩石集中连片分布在一定区域,人们就将其称为矿体。根据集中连片分布的平面面积、空间体积的大小,人们将矿体按规模分为小型、中型、大型、特大型、超大型等不同级别。

    要找到蕴藏在岩石内部的矿产困难重重:

    一是对裸露的岩石,人们可以通过以前积累的经验判定,并将裸露出的矿称为露头矿。但对蕴藏在岩石内部的矿产分布区域、空间边界、矿体形状及走向等,人们仍无法作出结论。

    二是岩石裸露部分所占比例往往很小,山区的岩石往往会被树叶、杂草等覆盖,而山脚下和平原地区的岩石则被厚厚的土层覆盖,有的甚至厚达上千米。

    三是同一矿种的矿体在不同地区不同岩石、甚至同一地区同一岩石中赋存形态、分布规律都是有区别的。对此,业内常说“世界上没有完全相同的矿”。

    更严峻的是,随着工业化程度的逐年加深,人类对矿产资源的需求日益旺盛,而露头矿却越来越少。不得已,人们将找矿的目光投向地球深部。据统计,一个世纪来,全球矿产勘探深度已由最初的地表延伸到地下500米以深。其中,人类开发矿产的最大深度是南非的Western Deep Level金矿,其最深点已到地下4800米处。

    虽说深部的矿更大更富,但勘探发现的难度也更大。因为,无论是对岩石内部还是覆盖层以下的情况,人们既看不到也摸不着。

    要是有双能穿透覆盖层或岩石的“透视眼”该有多好!

    于是,人们总结已探明矿体与地质运动间的关系,以及其赋存规律、控矿要素等,形成了系列矿产勘查理论,通过应用物理、化学等手段形成了矿产勘探方法技术,逐步提高了对深部矿产的勘探能力。

    这次通过科技部验收的深部矿产资源勘探技术,其实就是中国地质人打造的一组“透视眼”,其透视深度可达2000米。有了这组“透视眼”,我国向地球深部进军、发掘深矿产资源潜力的能力得到了进一步提升。

    五方面提升矿产探测透视力

    这组“透视眼”具备强大的探测透视力,在电性结构探测技术、密度与磁性结构探测技术、速度结构探测技术、钻探及井中探测技术等方面取得创新,涉及重磁、电磁、金属矿地震、井中探测及钻探等5个方面。

    在重磁勘探技术与装备方面,突破了高灵敏度微重力测量传感器和铯光泵磁场传感器核心技术;成功研制了地面高精度数字重力仪、地面高精度绝对重力仪,初步实现了产业化。动态激发核磁共振磁传感器和铯光泵磁传感器核心技术取得重大突破,研制成功两型磁力仪样机;开发出国际一流的重磁数据处理反演解释技术和软件系统,实现了复杂地表条件下的重、磁、电、震、地—井联合等多参量三维联合反演解释技术。

    在电法及电磁探测技术与设备方面,攻克了高灵敏度宽频感应式电磁传感器技术及检测标定技术,使电磁传感器在一致性、稳定性和重复性上达到国外同类产品水平;研发成功高灵敏度三分量磁通门传感器,技术指标达到国际同类产品水平;研制出分布式多参数电磁探测系统、大功率伪随机广域电磁探测系统和长周期分布式大地电磁观测系统,改变了我国多功能电法仪器高度依赖国外的现状;创新电磁方法体系,构建了适合任意复杂模型的大规模三维电磁正反演与可视化解释软件平台。

    在金属矿地震探测及处理解释技术与装备方面,研制出适合复杂山地条件的小型化扫频可控震源和轻便分布式遥测金属矿地震勘探采集系统。该系统在轻便主站、混合遥测交叉站和小型可控震源技术等方面具有很强的创新性,同时兼具大型地震采集系统的高分辨、高保真地震信号实时采集功能和超万道采集能力;研发的金属矿地震处理、解释新技术与软件系统和三维地震数据采集与观测系统设计软件,代表了国内最为完善和领先的金属矿地震数据采集和处理解释方法技术体系。

    在地下与井中地球物理探测技术与装备方面,实现了井中电磁波大功率脉冲调制等多项关键技术创新,突破了3000米小口径多参数测井仪器的耐高温高压技术和实用工艺;研发了大功率坑—井—地三维电磁成像系统、井间电磁波层析成像系统、井中多道激发极化仪、大深度小口径多参数测井仪等4种地下和井中探测仪器,技术指标总体达到国际同类产品水平,部分达到国际领先水平;创新了地下和井中探测方法技术体系,构建了功能齐全的地下物探数据处理、反演解释软件系统。

    在大深度、小口径岩心智能钻探技术与装备方面,自主研制成功4000米地质岩心钻探成套装备和自动化智能化钻探技术,实现了系列技术和工艺的创新;建立了典型孔内工况判别准则和优化钻进模型,研发出了岩心钻探智能化钻进监控硬件系统和软件系统。

    还需进一步精细打磨

    “深部矿产资源勘探技术”重大项目,是2014年在科技部支持下正式启动的。4年来,在自然资源部中国地质调查局矿产资源研究所的组织下,18个单位、300多名科技人员联合攻关、持续创新,终于打磨出这组“透视眼”。

    有了这组“透视眼”,我国全面突破了2000米以浅矿产资源勘探方法、技术、装备障碍,形成了从地面到地下、从结构探测到物性探测、适应复杂地质条件的立体探测技术体系。今后,我国向地球深部进军、实现深部矿产勘探突破有了有力技术支撑。

    对这双组透视眼,参加验收的专家给予了高度评价:经过4年研发,在关键技术攻关、仪器设备研发与完善、地球物理方法创新和软件研制等方面形成了系列成果,大幅提高了我国深部资源勘查技术自主研发能力,提升了国际竞争力。

    但无论是参加验收的专家,还是参与研发的科技人员都表示:这组“透视眼”并不是万能的,还需要实施一系列后续项目,做进一步的精细打磨。

    首先,虽然我国的深部矿产地球物理勘探技术体系已经建立,但仍有一些技术指标与国外先进水平存在差距。在重磁探测方面,绝对重力仪的精度仍需进一步提高,动态激发核磁共振磁传感器和铯光泵磁传感器等仍需攻关。在电磁探测方面,电磁传感器的灵敏度、频带范围和噪声水平还需进一步提升、仪器系统的全三维观测能力及软件的多参数联合反演解释能力有待加强。在金属矿地震勘探方面,适合于金属矿探测的三维高密点长排列采集技术、弱信息提取技术、综合解释技术等还不完善。在井中探测方面,仪器设备的发射功率、噪声水平、接收灵敏度等尚有提升空间。在钻探方面,需要进一步研究更大深度、更高智能化的地质岩心钻探技术与装备。

    其次,我国深部矿产资源勘查技术与装备的产业化和商品化程度与国外相比尚有较大差距。国外由于技术研发起步较早,产学研一体化链条完善,目前已实现了高度商品化。国外CG-5、GSM等重磁仪器,V8、GDP-32等电磁仪器,Sercel428等地震仪器仍在我国占据市场主流。而我国的核心技术与装备刚刚研发成功,成果的商品化、产业化程度还较低。因此,需要进一步提升仪器工艺和实用化水平,包括:轻便性、稳定性、抗干扰能力、制作工艺等,同时还要与高新技术企业加强合作,加速实现技术和装备研发成果的商品化。

    此外,我国目前研发的勘探地球物理仪器内部所用的高端关键元器件仍有相当部分依赖进口,部分高端电子元器件和传感器对我国高度禁运。目前,在中国市场上可以获取的一些高端元器件专用模块与芯片产品质量往往不稳定,使用这些“高端元器件”的仪器设备,会造成性能不稳定、甚至整体瘫痪。因此,我国还需要在芯片、FPGA、ARM、DSP、高位低速ADC、弱信号检测电路等核心电子信息技术方面进行研发,真正实现核心技术不受制于人。

    要真正实现我国深部矿产资源的透明化、立体化探测,任重而道远,仍需广大科研人员团结一心、再接再厉,为祖国的地质矿产勘查事业奉献力量。

    望向地球深部的“透视眼”

    科学研究是知识体系创新的核心内容,而作为科学研究基础工作的科技情报分析研究,也在整个知识体系创新的过程中扮演着重要的角色。《中国地质调查局“十三五”科技创新发展规划》明确指出,科技创新是地质调查事业发展的第一驱动力。作为地质科技创新的重要组成部分,地学情报研究分析工作肩负着支撑中国地质调查局中心工作,服务重大战略部署的重要使命。

    新形势下的地质调查工作迫切地需要广大地质工作者紧跟行业前沿。地学情报工作通过对国内外众多文献信息的分析、研究与综合,形成的关于某些前沿地学研究、地质调查技术成果的课题分析报告,能够为研究人员或技术人员在论证相关课题的过程中更好地吸收国内外研究成果提供捷径。而且,在后续推进研究课题的过程中,相关地学情报的分析结果可以不断为课题提供经分析对比的科研方法、实验技术以及相关资料,并根据实际需要进行跟踪服务,全面客观总结评价研究成果。

    从全局角度来看,在中国地质调查局建设世界一流新型地调局的战略布局的实施过程中,深入了解国外主要地学研究机构、地质调查实施机构的相关规划与战略的必要性和重要性无需多言,尤其是在大数据时代,做好地学文献资源的二次开发与利用,以及相关信息的整合、综合与集成,对于地质调查工作适应全球地学研究的变化发展具有十分重要的意义。

     

    现代化的地学情报研究体系已初步建成 

    支撑重大部署 

    近年来,中国地质调查局地学文献中心(以下简称“文献中心”)将地学情报研究作为重点工作,瞄准国家需求和中国地调局中心任务,以“快速响应、准确报道、精准服务”为工作要求,紧密围绕海洋地质、“一带一路”、能源、重点矿种和发达国家地质调查管理等方面开展地学文献情报分析研究,为中国地调局“十大计划”的全面铺开提供了有力的知识体系支撑。

    据了解,5年时间内,在文献中心相关研究人员的辛勤耕耘下,中国地质调查局的地学情报工作经历了从无到有、从默默无闻到崭露头角的快速发展历程。目前,相关成果在行业内形成了一定影响,业界也听到了文献中心地学情报的声音。

    通过对重点领域开展情报研究,文献中心开发了一系列地学情报服务产品,如定期出版《国外地学动态》、《非常规能源信息》、《海洋地质信息》等内部刊物,还针对地学热点编写了一批研究专辑和专著等,为国土资源部、中国地调局的重点工作提供了有效的支撑和服务,得到了部、局领导和部、局系统相关单位的一致好评。2015年,在领导的重视和研究人员的不懈努力下,文献中心还实现了地学情报研究二级项目的突破——正式设立了“地学情报综合研究与产品研发”二级项目,该项目也是目前中国地调局设立的全部300多个二级项目中唯一一个以地学情报研究为主要工作内容的项目。

    研究成果显著 

    目前,文献中心的情报工作已经形成了非常规能源、海洋地质调查、天然气水合物、重要矿产资源、“一带一路”地质调查、国外地质文献资料集成等特色研究领域,开发出一系列服务产品,编写了一批研究专辑和专著,取得了显著研究成果。

    开展非常规能源情报研究。文献中心及时抓住非常规能源热点需求,开拓了非常规能源地质调查新领域,完成了十余部专题研究成果,系统研究了国外在页岩气、增强型地热系统、天然气水合物、油砂、重油、沥青、煤层气等非常规能源矿产方面的情报信息,总结了非常规能源开发从勘探、评价、钻探、完井到生产等新技术和新方法,并创办了内部刊物《非常规能源信息》,对国外非常规能源资源评价、勘查开发、技术创新、环境保护、政策等的新进展、新动向和新趋势进行系统跟踪,受到了中国地调局局属单位、地勘机构、油气公司、高校和研究院所等相关读者的一致好评。

    开展海洋地质情报研究。通过收集美国、日本、俄罗斯、荷兰、英国等海洋强国和越南、菲律宾等周边国家的海洋地质文献资料信息及相关机构信息,文献中心开展国外海洋地质领域的动态跟踪报道和热点专题研究,有针对性进行信息情报服务,出版了多部研究专辑,提交了多份研究专报,并创办了内部刊物《海洋地质信息》开展国外海洋地质动态跟踪和报道。这些工作受到了部、局相关领导和研究人员的充分肯定。

    开展重要矿产资源情报研究。近年来,文献中心在重要矿产资源情报研究方面发布的各项成果,为部、局领导、广大管理和科研人员及时了解铀矿、铜矿、三稀金属的找矿技术方法、全球资源形势、市场供需状况以及最新应用领域提供了有效参考。

    开展“一带一路”地质调查情报研究。紧紧围绕国家“一带一路”倡议,文献中心集中开展了“一带一路”及重要成矿区带主要组成国家地学文献采集与分析工作,覆盖114个国家,采集量2.1万条,并出版了多部专著和专辑,对俄罗斯、土耳其、秘鲁、阿曼-阿联、缅甸等国家的地质情况进行了研究和报道。

    开展国外地质文献资料集成。对馆藏资源进行二次开发,形成可对外发布的文献数据集,是文献中心情报研究的特色之一。文献中心在实施地质调查项目过程中,将馆藏国外重要成矿区带地质文献资料目录、国外矿业公司和矿业项目信息、海洋地学文献信息、非常规能源文献信息进行了集成与整合,并对外提供服务。

    技术优势明显 

    作为中国地质调查局系统中一家专门承担地学文献的收藏、加工和开发工作,开展相关研究和信息化建设,并向社会提供地学文献信息服务的公益性事业单位,文献中心在多年的工作中积累了大量的经验,培养了一批高素质的人才,在文献情报研究业务方面具有十分明显的技术优势。

    在具体工作中,文献中心以“情报二级项目”为依托,以建立“动态监测-自动抓取-编译研究-多平台发布-精准服务”的地学情报研究体系为目标,以地质调查重大计划及部局重点工作的需求为导向,以充分的需求调研为基础,利用现代化情报技术,对地学文献中心的馆藏文献、电子资源、会议交流资料以及网络资源等重要地学情报源开展系统组织和监测,广泛采集最新地学情报开展分析编译,开发情报专辑、快讯、专报、刊物报道、数据集等多种形式的产品,为部局领导、地质调查科研人员和相关企业提供信息支持。

    在工作过程中,文献中心开发出了高效的地学情报采集技术和自动分类技术。据了解,在此基础上开发的“地学文献情报综合服务系统”目前已初步完成,可以实现实时收集重要地学信息并集成,提高了情报工作效率,并实现了情报资料的有效管理。

    在团队建设方面,文献中心已经形成了一支团结创新、务实高效、朝气蓬勃、特别能吃苦、特别能战斗的高素质地学文献情报团队。该团队核心成员由20人组成,其中包括:研究生以上学历19名;副高职称以上13人,中级职称4人;党员11名。特别值得一提的是,该团队成员均掌握1至2门外语,其中:17人熟练掌握英语,2人精通俄语,1人熟练掌握日语,1人精通德语,这为文献中心的情报工作奠定了坚实的语言基础。

    继续做好服务 

    在采访中,文献中心相关负责人告诉记者,未来,该中心将继续依托馆藏的海量地学文献资源,进一步创新情报研究手段和方法,紧密围绕非常规能源、海洋地质调查、天然气水合物、重要矿产资源、“一带一路”地质调查等地质调查重点工作开展地学文献情报跟踪分析、深度挖掘,提高地学文献情报服务综合研究及支撑服务能力,满足地质调查工作需求。

    到2020年,通过建成覆盖全面、更新及时、重点突出、特点鲜明的国外地学情报基础数据信息体系,建成集信息采集整理、存储管理和分析发布为一体的地学情报信息研究工作平台、数据共享平台和对外发布窗口,为地学情报研究奠定坚实的数据基础和事实支撑,打造地学情报信息研究精品,不断提升地学情报信息与服务的影响力和权威性,创建一套地学情报信息与服务的方法体系,并建成一支结构合理、运转协调、敬业实干、开拓创新的情报研究与服务的人才队伍,成为国内一流的地学情报研究团队。

    到2030年,通过扩大交流,不断提升地学情报研究的影响力与知名度,通过国内联合,国际合作,建成世界一流地学文献情报团队,为服务我国地质调查工作的可持续发展发挥重要作用。

    为“十大计划”全面铺开提供知识体系支撑

    “十二五”期间,中国地质调查局广州海洋地质调查局坚定不移执行部和中国地调局党组决策,高举地质找矿新机制和“358”目标两面旗帜,瞄准前沿,不断提升科技创新能力,在天然气水合物资源调查、海洋油气地质调查、海洋基础地质调查、大洋科学考察、高科技装备研发及应用等领域取得一批高水平成果,全力支撑国家海洋强国战略。

    如今,站在新的发展时期,广州海洋地质人积极谋划今后五年的发展,为实现海洋强国梦继续努力奋斗,力争做出新的更大贡献!

    1. 标题:在南海天然气水合物资源勘查研究取得重大突破

    中国地质调查局广州海洋局紧密围绕天然气水合物资源勘查目标,持续进行南海天然气水合物资源勘查评价,深入开展勘查技术、基础地质理论研究,获得了一系列重要进展与成果。

     “十二五”期间,广州海洋局开展南海北部天然气水合物地质、地球物理和地球化学综合调查,圈定评价了一批成矿区块,确定了一批钻探目标和井位实施钻探评价,取得了重大勘查发现。2013年在珠江口盆地东部海域成功实施钻探,钻获大量块状、脉状、分散状等多种赋存类型的水合物样品,探明巨量天然气水合物矿藏,经科学计算,天然气储量超过1230亿立方米。2015年在神狐海域实施23口天然气水合物钻探井,均发现天然气水合物,水合物矿体厚度大、储量大,呈高孔隙度、高饱和度特征,成藏机制独特。钻井控制水合物矿藏面积约128平方千米,控制资源量超过1500亿立方米,通过钻探取心落实两个大型矿体,探明储量高达400亿立方米,为海域天然气水合物实验性开采提供了重要参考靶区。标志着出我国海域天然气水合物资源调查评价已跻身世界先进行列。

    同时,技术研发、理论研究等取得重大创新,自主创立了海域天然气水合物资源勘查技术体系,形成具有南海特点的水合物成矿地质理论,为南海天然气水合物勘查提供了重要支撑。

    配图:1.发现的水合物实物样品

    2.标题:“海马”号研制成功并应用于海洋地质调查

    “海马”号是广州海洋地质调查局牵头承担的国家“863”计划海洋技术领域“4500米级深海作业系统”重点项目的科研成果,是迄今为止我国自主研制的工作水深最深、系统规模最大、国产化率最高的深海无人遥控潜水器系统,历时6年研制而成,于2014年顺利通过海试验收。

    2015年,“海马”号正式投入地勘应用,分别参加了南海北部陆坡天然气水合物资源调查和中国大洋第36航次。在应用中,首次发现了显示海底天然气水合物存在的活动性标志,并命名为“海马冷泉”,为这一区域的资源调查突破做出了贡献。并在西太平洋海山区开展海底富钴结壳资源调查,填补了我国在这一区域使用深海潜水器作业的空白。    “海马”号的成功验收和投入地勘应用,证明了我国已具备实用化深海无人遥控潜水器的研制和应用能力,突破并掌握了关键核心技术,在我国深海技术装备研发领域具有里程碑式意义。

    配图:1.“海马”号

    2.发现活动性冷泉(“海马”号ROV拍摄的“冷泉”区海底碳酸盐结壳视频)

    3.标题:深海大洋资源勘查功勋卓著

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局重返中国大洋科学考察主战场,组织实施了由“海洋六号”船承担的5个航次大洋科考任务,并启动实施了3个航次的中国地质调查局深海资源调查航次,取得了丰富的科考成果和海量的调查实物、数据和资料,为维护我国在国际海底区域的合法权益做出了重要贡献。

    连续5年组织“海洋六号”船赴中、西太平洋完成了9个海山的富钴结壳资源和环境调查,初步了解了调查海山的富钴结壳资源状况,对采薇海山开展了全方位长周期的环境观测;继续在东太平洋我国多金属结核合同区开展了资源和环境调查,进一步补充完善合同区环境基线数据,在国际海底管理局拟定的环境特别受关注区首次进行了多手段、多学科环境调查等;发现了新的多金属结核富集区,并积极提出有利于我国的富钴结壳勘探主张。科考工作为2014年我国成功申请到富钴结壳勘探矿区提供了基础资料,同时也按时履行多金属结核合同区资源勘探和环境基线调查等国际义务,为未来新矿区申请奠定了重要基础。

    自2013年开始,连续3年组织“海洋六号”船实施中国地质调查局深海新资源调查航次,调查区域横跨东、中、西太平洋,首次在国际海域使用多道地震为主的综合地质地球物理调查,初步查明了调查区地质和构造特征,发现了大范围富含稀土元素的深海沉积物;现场获得高稀土品位样品,初步圈定了多个资源远景区,开拓了深海稀土资源调查新领域。

    此外,2011-2012年,“海洋六号”船在大洋科学考察期间,分别在东太平洋我国多金属结核合同区和马里亚纳海沟开展了综合地质和环境调查,为我国自主研制的载人潜器“蛟龙”号5000米级、7000米级海试提供技术支撑和警戒保障。期间还对马里亚纳海沟“挑战者深渊”进行测量,探测其最大深度为10923米,成为我国首次测量得出的世界最大水深记录。

    配图:1.大洋科考航线示意图

    2.保驾护航

    3.开展海上调查

    4.标题:完成南海1:100万海洋区域地质调查全覆盖

    海洋区域地质调查和研究程度直接反映一个国家基础地质的认识水平。为全面提高我国海洋区域地质调查程度,在中国地质调查局的统一部署下,广州海洋地质调查局承担我国南部海域11图幅1:100万海洋区调工作,已完成野外数据采集工作,2015年全面完成所有图幅数据解释、图件编制和报告编写工作。

    这是我国首次完成南海全海域覆盖的海洋基础地质调查工作,取得了大量的第一手实测数据,包括测深、单道地震、多道地震、重力、磁力调查,以及地质取样、浅海钻探、海洋水文等,有望形成对南海地形地貌、区域地质构造及其演化、海洋环境、海洋沉积等形成新的认识。

    配图:1.编制完成的1:100万海南岛幅地貌图(局部)

     

    5.标题:开展海域中等比例尺示范性调查开端良好

    在中国地质调查局的统一部署下,广州海洋地质调查局试点完成了“1:5万珠江口内伶仃洋海洋区域地质调查”及 “1:25万福州幅、莆田幅海洋区域地质调查”项目,填补我国中大比例尺海洋基础地质调查空白,为下一步系统开展调查提供示范,并为这一区域海洋开发规划和重大工程建设提供了重要的基础地质资料服务。

    项目围绕国家需求,选取经济发达、人类经济活动较为频繁、生态环境敏感性较高的珠江口内伶仃洋、福州、莆田等邻近海区,展开试点调查,通过海陆联合调查,运用多种调查调查,全面提升调查区地质研究程度及认知水平;综合评价了调查区水文环境及工程地质条件,对调查区内矿产资源进行了全面摸底等,完成了调查总报告,编制了地形图、地貌图、地质构造图等一批基础性图件,以及海洋地质环境综合评价图等辅助性和应用性图件,取得了多项研究成果。

    配图:编制完成的1:25万莆田幅矿产图(局部)

    6.标题:圈定南海北部深水油气盆地并落实一批重点构造

    广州海洋地质调查局发挥长期开展油气资源调查的传统优势,积极跟踪油气勘探发展趋势,把握深水油气勘探的主要方向,以863长排列强震源技术为先导,以国土资源大调查和《海洋地质保障工程》项目为依托,在南海北部开展深水油气资源调查,重点厘定了北部陆坡深水区中、新生界各地层单元分布范围,建立了地层时代格架和层序地层格架;在南海北部陆坡深水区圈定了尖峰北盆地、笔架盆地、西沙海槽盆地、台西南盆地和双峰盆地等深水区沉积盆地。

    至2015年,已重点落实了西沙海槽盆地的局部构造,在此基础上结合盆地的油气地质条件,对局部构造进行优选,提出了5个面积大、烃源岩条件好、储层发育、油气异常显示明显等特点的重点构造,为下一步油气钻探提供了靶区。

    配图:已圈定南海北部深水区沉积盆地

     

    7.标题:联合勘探首次在致密油气藏层钻获油流

    不断开拓勘探思路,对联合勘探区块三维地震资料深入开展精细解释,优选上钻目标。已完成的多口探井,预测主要目的层段均获得较好油气显示,揭示了上钻构造含油气性,获得了全面的钻测井资料,验证了钻前预测的正确性。首次揭示厚层优质烃源岩,试获油流,实现了岩性油藏钻探突破,开辟了油气勘探新领域,为实现我国海域中生界油气突破积累了成功经验。

    8.标题:泛珠三角重点海岸带地调成果服务经济社会发展

    为服务沿海地区社会经济发展、重大工程建设、环境保护及减灾防灾需要,广州海洋地质调查局在泛珠江三角洲的福建、广东、广西及海南等重点海岸带开展综合地质调查。

    已系统完成了珠江口近岸海洋地质环境与地质灾害调查及北部湾海洋生态地质环境及人类活动影响研究,构建了海岸带全新世沉积过程和人类活动影响及环境演变调查研究的新模式;获得了重点区海底地形地貌、地球化学、地层结构及土工特性、潜在地质灾害类型等基础地质信息,分析预测了区域未来的环境变化趋势;形成了全方位国际合作模式,建立了多层次、跨学科综合调查研究的工作体系,推动了我国近海环境地质研究跨越式发展。

    配图:编制完成的北部湾海岸带矿产资源分布图(局部)

    9.标题:国际合作不断拓展,卓有成效

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局积极开展海洋地学领域的国际合作和交流,协助中国地质调查局在北京成功举办第八届国际天然气水合物大会,先后与德国波罗的海海洋研究所、法国巴黎高等师范学院、波兰什切青大学等开展南海北部湾全新世环境演变及其人类活动影响研究等项目合作,取得一系列重要合作进展,学习了国外同行的先进技术,培养了人才,促进了海洋地质事业发展。

    配图:中德合作开展南海北部湾全新世环境演变及其人类活动影响研究

    10.标题:海洋地质调查装备建设稳步推进

    “十二五”期间,广州海洋地质调查局装备建设稳步推进、持续发展,保障了船舶的安全适航、设备的更新维修改造、物资材料的不断补充,一批新装备投入实际使用,设备资产质量不断提高,装备管理水平不断提升,为后续发展奠定了良好基础。

    “海洋六号”船正式投入使用,“海洋四号”船大修改造工程启动并将完工,多道地震系统、综合导航定位系统、钻机系统、地震处理解释系统、信息系统等完成升级改造或更新换代。启动了两艘调查船的建造工作,并已开工。

    装备资金保障充足稳定,新增了中深水多波束测深系统、单道地震测量系统、海洋重力仪、海洋磁力仪、温盐深测量系统、电视抓斗、磁盘阵列、多波束处理解释软件、反演软件、通信指挥系统以及一批实验测试分析设备。累计新增设备资产2500多台套,新增调查设备资产约5亿。

        配图:海洋六号船等投入使用。

    11.标题:技术不断进步  方法持续创新。

    十二五期间,广州海洋地质调查局积极追踪国际海洋科学研究热点,瞄准技术发展前沿,以需求为导向,积极开展海洋地质地球物理调查技术方法研究,已形成以多波束、浅剖、海底机器人(ROV)、冷泉回声反射探测、可控源电磁、拖缆地震、海底地震仪(OBS),多节点垂直缆、测井等相结合的联合采集技术,在海洋地质与地球物理调查、深海资源勘探和科学研究中发挥积极作用。

    同时,依托国家重大项目,研制出具有我国自主知识产权的地球物理调查设备,提出创新性的地球物理调查手段;积极开展海域天然气水合物钻采技术的研究,研制出全面钻进工具、浅水钻探流体取样与原位测试系统、钻探保压取芯与常规取芯器,初步形成我国自主知识产权的海域天然气水合物钻探采样技术能力。

    配图:1.国产海洋可控源电磁系统投产在即

     

    12.标题:人才队伍建设成果喜人

    坚持引进与培养人才两措并举,依托部、地调局人才培养工程和国家重大科研、地勘项目,广州海洋地质调查局积极构建“平台+项目+人才”培养机制,建立了国土资源部“海底矿产资源”重点实验室、博士后创新实践基地,设立了博士后科研工作站。并积极开展高层次人才培养和引进,不断改善人员结构,培养和造就了一批高层次人才和科技创新团队。人才队伍规模精干高效,队伍结构进一步优化,职工能力素质显著提升,人才成长环境明显改善,为海洋地质调查事业发展提供了坚实的人才保障。

     

    全力支撑国家海洋强国战略

        中国地质环境监测院于2010年5月5日—5月7日在北京西峰寺培训中心成功举办了全国第一批“地下水有机污染样品采集培训”的最后一期培训班。

        为了掌握我国主要城市地下水的有机污染状况,中国地质环境监测院从2008年—2010年在全国主要城市部署了三批地下水有机污染监测点,由于有机污染样品的采集、存放、运送和分析都有严格的要求,不经培训的非专业人员是不可采集有机污染样品的,为此中国地质环境监测院从2008年开始,连续组织开展了三期有机污染样品采集培训班。

        参加本次培训班的学员主要来自:云南、贵州、广东、海南、四川、西藏、湖南、湖北、重庆、广西十个省(市、自治区)地质环境监测总站(院)的有关人员,培训班由地下水室主任高存荣主持,李文鹏总工程师到会就“有机污染监测的重要性与样品采集的要求”作了重要讲话。

        中国地质科学院国家地质实验测试中心饶竹研究员、水文地质环境地质研究所孙继朝教授、水文地质环境地质研究所王乾助理研究员,分别在培训上讲授了“地下水有机污染样品采集技术”、“地下水污染调查及有机污染样品采集的注意事项”和“地下水有机污染数据库及信息系统” 等,同时在课下进行了有机污染取样的现场操作示范。 

        通过培训,学员一致表示这次有机污染样品采集培训非常及时必要,否则无法完成2010年度国家监测专项中有机污染样品的采集工作。培训班达到了预期的目的,取得了圆满成功。

    全国地下水有机污染样品采集培训班圆满结束