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地質數據的傳輸和共享

壹.內容概述

地質數據的數字化傳輸不僅包括將野外采集的數據傳輸到室內數據處理中心,還包括室內的遠程數據查詢、交換和互操作。地質信息的數字化傳輸主要通過數字通信網絡來實現。國家信息高速公路和通信網絡建設的加快,將使地質數據的遠程共享和綜合應用成為現實。這裏需要重點關註多源異構數據和海量空間數據的傳輸。

海量空間數據的傳播不同於壹般的事務管理和業務管理,需要發展專門的技術,建立國家空間數據基礎設施。國家空間數據基礎設施包括:空間數據協調、管理和分發系統和機構,空間數據交換網站,空間數據交換標準和數字地理空間數據框架(吳崇龍等,2005)。

利用互聯網技術在全球範圍內享受地質信息具有重要意義,具體體現在:

(1)拓展了地學信息來源。

如果美國地質調查局提供了地磁數據收集的電子郵件地址,任何人都可以通過電子郵件向該組織報告地磁異常,該組織將對這些報告進行整理和分析,然後通過互聯網發布。這種收集地學信息的方法具有廣泛的適用性,對某些地學異常現象的研究具有重要意義。利用互聯網進行環境和社會經濟調查將成為地球科學研究的重要數據來源。

(2)提高地學信息的時效性。

USGS水文部門為用戶提供的功能是,在互聯網上指定全國地圖上的任意壹點後,可以獲取該點所在州所有水文站或最近的10站的日平均流量和最新流量,用戶獲取的水文數據與該站測得的數據同步。

(3)提高了地學信息應用的廣度。

美國地質調查局的水文部門也在互聯網上提供國家酸雨分布強度數據。只要能上網,就能獲得這樣的環保信息,有利於提高國民的環保意識。

(4)提高了地學信息的應用深度。

地球科學研究的基礎是對地球科學數據的分析。互聯網提供的不同區域、不同階段、不同類型、不同尺度的地學信息的整合,使得地學工作者可以進行更深入的研究,如區域差異的對比研究、時空和屬性分形等非線性特征的研究。

互聯網的物理基礎和互聯網的TCP/IP和HTTP協議是互聯網上信息共享的基礎。地質信息不僅具有類似於統計數據的屬性數據,還具有獨特的空間數據,在某些地質數據集中還具有時變特征。由於地質信息的復雜性,雖然有很多空間數據標準,也有壹些標準化組織正在制定相應的標準,但是對於地質信息網絡共享還沒有成熟的機制和模式,表現在互聯網上地質信息發布形式的多樣性。總的來說,目前地質信息網絡享有兩種主要形式:壹種是以地學元數據的形式提供標準文本和部分空間信息查詢,另壹種是以網絡地質信息系統的形式操作特定的空間數據集。

二、適用範圍及應用實例

近年來,隨著計算機技術的快速進步和互聯網的廣泛應用,全球信息基礎設施(GII)的概念不斷深化,空間信息作為空間定位的基礎越來越受到重視。1994 11 10月,美國克林頓總統發布了12906號行政命令,正式建立了空間數據庫(SDI)。壹些國家和國際組織如美國聯邦地質數據委員會(FGDC)和國際標準化組織ISO-TC211工作組相繼建立。此外,NSDI還促進各級政府、學術界和私營企業之間的合作關系,以便充分發揮空間數據的效益。2003年,美國總統頒布了“地理空間壹站式(GOS)”計劃,這是美國國家空間數據基礎設施之壹。其目的是更方便、快捷、廉價地獲取地理空間信息,滿足政府和各行各業的需求,促進電子政務的發展。通過這壹計劃,各級政府向公眾發布其數據收集計劃,從而減少重復數據收集。標準化元數據的采用避免了冗長和不標準的數據獲取,並擴大了跨機構和政府的數據獲取的相互合作。本規劃享有的數據包括高程、正射影像、水文、行政邊界、交通網絡、地籍、大地控制和各種專題數據(王永生,2011)。

在加拿大,政府和私營部門之間的夥伴關系側重於合作和監管私營部門資源,以加快其獲取地理空間數據和技術開發的速度。Geo Connections是壹個實施加拿大地理空間數據基礎設施(CGDI)的項目,該項目特別重視在聯邦、省和地方政府、私營部門和學術團體之間建立夥伴關系。許多項目還側重於政府、利益攸關方和私營部門的努力,以增加可通過“交換網站”系統獲取的信息量,加快數據框架的開發,從而促進數據的整合、先進技術的開發和應用的開發和研究,並制定鼓勵政策以加快工業發展(王永生,2011)。

1.地質信息元數據的網絡查詢和數據文件交換

地學元數據的查詢和檢索是利用互聯網共享地質信息網絡的重要形式。地學數據的所有者建立每個數據集的元數據,並提供查詢和檢索功能,幫助用戶快速找到所需的數據。定位數據後,目前通用的交換形式是通過磁盤、磁帶、光盤和互聯網等介質上傳/下載文件。

美國聯邦地質數據委員會采用數字圖書館標準Z39150作為地質信息交換的標準。該組織為建立空間數據庫元數據服務器提供軟件。用戶可以使用該軟件建立自己的空間數據交換站,並通過向該組織註冊連接到全球數據交換網絡。這些軟件可以將元數據轉換成SGML、HTML、文本和DIF並在互聯網上發布,並提供基於標準HTML的簡單查詢界面、交互式表單和基於JAVA語言的文本查詢界面。到4月27日1998,59臺主機上有75個註冊節點,包括美國環保局、中國國家氣象局等政府部門的權威數據。Z39150協議簡單而成熟,基於文本,但沒有顯示足夠的地質信息特有的空間數據。在實際應用中,大量的地質信息共享節點不采用或不僅僅采用FGDC標準,而是采用各種形式來表達地質信息的空間特征。

2.使用網絡地質信息系統,享受地質信息網絡。

雖然網絡地質信息系統沒有明確的定義,但壹般認為網絡地質信息系統具有在互聯網上顯示空間數據(包括縮放漫遊)、查詢和空間分析的能力。目前,網絡地質信息系統在技術上可以采用CGI模式、ACTIVEX模式和JAVA編程模式。壹些公司推出了相應的商業軟件,如ESRI的InternetMapServer和Intergraph的GeoMedia。網絡地質信息系統強調系統的通用性,而地質信息* * *強調地質數據的時空和屬性壹體化。利用網絡地質信息系統享受地質信息網絡* * *還有很多問題需要解決,將地質數據集的元數據與網絡地質信息系統有機結合是壹種解決方案。

美國地質調查局在發布其SDTS時,提供了壹套讀取空間數據的c++接口工具,其中包含了大量的元數據信息。該接口經過適當的轉換後可以在網絡上運行,可以使很多SDTS數據集具備* * *。由對象管理組織(OMG)制定的通用對象請求和代理(COBRA)標準已被開放地質信息系統協會接受,空間數據的簡單特征規範也是根據該標準制定的。在這些標準和規範中已經考慮了空間數據的元數據。按照COBRA標準開發網絡地質信息系統,可以實現不同地質數據集和地質信息系統之間的互操作,在開放式地質信息系統的基礎上實現地質數據的網絡共享。但這種方法需要從底層開發,對現有的許多系統設計和軟件工具需要進行較大改造,工作量大,短期內難以在實踐中廣泛應用。

三。信息來源

王永生。2011.地質資料信息服務集群化產業化政策研究。中國地質大學(北京)博士論文

吳崇龍,劉剛,等2005。地質礦產勘查信息化的理論與方法。中國地質大學學報,30 (3): 359 ~ 365。

張鑒庭。1998.地理信息網絡的研究與應用進展。地理科學進展,17 (4): 73 ~ 78。

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