地质大数据分析与应用模式研究

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1、第39卷第3期2015年9月地质学刊JournalofGeologyV01．39No．3September，2015doi：10．3969／j．issn．1674-3636．2015．03．352地质大数据分析与应用模式研究李朝奎1，严雯英1，肖克炎2，赵亚楠1(1．湖南科技大学地理空间信息技术国家地方联合工程实验室，湖南湘潭411201；2．中国地质科学院矿产资源研究所，北京100037)摘要：大数据时代下地质数据的获取方式多种多样，数据量十分庞大，数据格式复杂多样。从地质大数据的存储管理、数据挖掘技术、可视化技术等方面阐述了其分

2、析应用的关键点。介绍了大数据不同于传统数据的分析思维，强调注重数据本身的重要性。大数据的分析与应用方法处在不断创新中，同时也面临巨大挑战，如何保证地质大数据的质量、如何高效地搭建云平台等都是需要解决的难题。指出了地质大数据的开发对矿产资源预测、城镇选址等具有十分重要的意义。关键词：地质大数据；存储管理；数据挖掘；可视化；云平台中图分类号：P628+．2文献标识码：A文章编号：1674-3636(2015)03—0352—060引言我国地质行业自20世纪60年代以来，开展了矿产资源勘查、地球科学研究、海洋地质勘察等工作。随着科技的进步

3、，地质调查工作的方式趋向数字化、信息化、智能化。GPS、RS大大提高了地质数据的获取能力，GIS、数字地质调查系统空间数据库的建库技术等改善了地质数据的应用水平(孙磊等，2010)。近年来，在空载热辐射与反射成像技术高光谱反射技术、新型激光3D制图技术(Zebedee系统)等的推动下，地质数据的数量迅速增加，形式也多种多样，传统的一些技术方法越来越不能满足不断丰富的服务内容，地质行业已到了“地质大数据”时代。作为不同地史时期下地质作用信息的载体，地质数据主要用于研究地质历史进程的恢复以及对未来地质演化的推测。为了从地质数据中获得更为

4、全面的有用信息，以便深刻地了解和认识地质体、地质现象和地质过程，更好地利用和保护地质资源，地质工作越来越多地求助于数学方法和地质信息技术。各种物化探异常的正、反演理论方法(赵鹏大，2012；阴江宁等，2013)和各种地球动力学理论方法(李四光，1973；於崇文等，1993)的提出和完善，都是这方面的重要成果，对地质学定量化和地矿勘查信息化进程起到了重要的推动作用。地质行业应该借鉴大数据的思维，解决地质大数据的问题。1地质大数据分析思路自2008年以来，Nature、Science、麦肯锡、达沃斯论坛等相继发表了专门的大数据研究报告，

5、美国政府也于2012年3月发表了《大数据研究和发展倡议》，作为信息科学领域又一重大举措(ExecutiveOfficeofthePresident，2012)。研究证明，有效地管理与使用大数据能给企业提供更多增强生产能力和竞争能力的机会，并能带来巨大的潜在商业价值(Manyikaetal，2011)。2012年10月，中国计算机学会和中国通信学会各自成立了大数据专家委员会，从行业学会的层面组织和推动大数据的相关产收稿日期：2015-06—12；修回日期：2015—06—21；编辑：侯鹏飞基金项目：国家自然科学基金项目“集群环境下大范

6、围三维复杂场景的并行绘制机理及算法实现”(41271390)、国土资源部公益性行业科研专项“地质大数据技术研究与应用试点”(201511079一04)、中国地质调查局地质矿产调查评价专项“全国重要矿种成矿区划部署研究”(12120114051501)、湖南科技大学创新基金基础研究项目“地质空间数据挖掘方法及其应用基础研究”($140038)联合资助作者简介：李朝奎(1967一)，男，教授，博士，地理信息工程专业，主要从事三维地理信息理论方法及技术应用研究工作，E—mail：chkl—hn@】63．com第39卷第3期李朝奎等：地质大

7、数据分析与应用模式研究学研用活动。从研究内容看，尚处于应用探讨与展全国矿产资源潜力评价数据集成管理应用平台望阶段。(DipMopa)系统采用将传统的关系型数据库管理系1．1从数据角度思考统和列式数据库相结合的方式，对多源地学非结构过去信息相对贫乏，任意一个数据点的测量情化数据进行存储(何翠云，2013)(表1)，并结合有况都会对结果至关重要，对地质数据进行分析前必关应用软件实现对全国矿产资源潜力评价数据的高须尽量保证每个数据点的精确性，才不会导致结果效管理。大数据解决方案架构下的数据库HBase的偏差。如今，高精密的仪器能够保证数据

8、的大趋可以很好地按列存储数据。HBase是一个分布式、势正确，也大大增强了数据处理能力，数据分析不再面向列的开源数据库，它不同于一般的关系数据库，通过随机采样的方式进行，而是使用全部数据。适合于非结构化数据存储。表1全国矿产资源潜力评