基于SIG的资源环境空间信息共享与应用服务

1．基本情况

“基于SIG（Spatial Information Grid，简称SIG，也被称为空间信息网格）的资源环境空间信息共享与应用服务”是国家高技术研究计划（“863计划”）地球观测与导航技术领域信息获取与处理技术主题“十五”期间重点支持的重大应用研究课题。课题以新中国成立以来国家地质工作积累的海量地质、地球物理、地球化学、遥感等数据资源为基础，以新一轮国土资源大调查工作为依托，针对我国基础地学空间数据跨行业、分布地域广、服务面宽的特点，研究与解决建立我国地质空间信息网格体系（Geo-SIG）建设所需要的多源、异构、海量地质空间数据的整合技术、基于SIG的地质空间信息网络平台技术、地质空间信息的一体化分析与处理等关键技术，构建国家地质空间信息共享与服务体系。消
除“信息孤岛”，使每个人可以自由使用地质空间信息，实现网络环境下跨部门、跨行业、跨学科、跨地区的数据共享和空间信息增值处理与应用服务，为全社会科技进步与自主创新提供有效支撑。

课题研究工作从2002年7月开始，到2005年12月结束，由发展研究中心协助中国地质调查局组织实施，参加单位22个。课题研究成果于2005年12月通过了由“863计划”地球观测与导航技术领域办公室组织的验收，获得了由3位院士、8位“863计划”地球观测与导航技术领域专家组成的验收组的高度评价，认为实现了空间信息网格数据资源集成的原始创新、空间信息网格集成创新和空间信息网格应用创新。

2．主要成果

（1）基于“网格和服务”理念，以地理数据库模型为指导，建立了面向对象的新一代地质领域数据模型，实现了海量、多源、多元、异构地质数据的一体化存储、组织和管理。

该研究成果完全改变了传统面向项目研究数据模型的思路，从内容标准到专用标准，再由专用标准到应用模式，很好地解决了领域标准到应用标准的关系和规则，为地质数据一体化存储、组织和管理研究提供了新的技术与方法。这种建模机制有利于基础数据建模与组织、有利于多源数据的集成与共享，充分体现了地质数据模型建模的创新性。该技术获得国家专利一项，授权专利号：20061000013223。

（2）以面向地质应用为主线，在地质空间信息共享标准体系基础上，创建了门户和网格结点计算池的NGSIG平台中间件技术，并建立了分布式数据资源、软件资源、硬件资源共享与协同的国家地质空间信息网格平台，成功部署了分布于全国各地的13个结点。

（3）开发了国产大型GIS的智能服务引擎中间件，实现了在线分布式GIS数据协同编辑数据操作和空间运算等功能。

GIS智能服务引擎中间件包括资源信息动态监控、异步通讯与负载均衡、分布式GIS协同编辑、数据操作和空间运算等功能模块。采用资源信息传感器实现了对虚拟结点中各目标主机的17类信息的监控，涵盖了主机性能、体系结构、当前状态等。通过对外提供WEB服务接口，为GIS数据操作、空间运算提供智能负载均衡。同时基于数据库多版本技术和空间数据互操作技术实现了网络环境下不同结点空间数据的在线协同编辑，实现了异地本领域的基础数据信息的更新和在线数据更新服务。

（4）建立了基于NGSIG的资源环境空间信息共享与应用服务业务运行模式，开发了网格环境下的矿产资源区域评价中间件，实现了在线、分布式、资源共享式的矿产资源区域评价模式，展示了信息时代的矿产资源区域评价示范新的运行模式。

通过分布式的基础数据预处理、空间分析、在线协同编辑、模型数据找矿信息和控矿因子的提取，实现了固体矿产资源评价证据权法在线的服务。网格环境下的矿产资源评价（MRAS）系统以服务为核心，充分发挥Web Services优势，可根据请求，动态地聚合最多最新的地质、矿产、物探、化探、遥感等一系列成矿相关数据，达到数据最大化，同时聚合最多最新的矿产资源评价技术方法服务，达到计算服务最大化。

（5）实现了网格环境下的地下水资源评价的分布式计算。改变了传统的地下水数据采集、数据存储及数据应用的工作模式，在多数据结点自行组织和共享数据前提下，创建了系统自动协同多结点的地下水数据发布、发现、匹配和应用的技术方法。在数据服务与功能服务分开运行的前提下，建立了地下水资源动态获取数据和自动查找最佳处理结点来处理地下水数据的机制；建立了动态评价机制，缩短了地下水资源成果转化的周期，大幅提高了成果转化效益。

3．成果应用及其效益

（1）通过开展SIG总体技术研究，为构建我国空间信息与服务体系提供理论、方法、技术和实践。多源、多比例尺、异构地质空间数据一体化组织与管理技术研究，为构建我国空间信息与服务体系将有效地为国家地质数据库提供从原始到综合现势的数字化信息，真正的消除信息孤岛，实现信息共享，对促进资源调查评价、社会化服务、国家数据共享、促进学科间的交叉和结合具有特别重要的意义，是建立国家数据共享与服务体系的基础。

（2）共享平台的研究与实现，将为建设我国空间信息网格体系提供借鉴，实现传统工作方式向现代工作方式的转变，提升各行各业信息化工作的技术层次。GIS专家陈述彭院士评价该课题在缩小数字鸿沟、行业信息化推动现代化方面意义重大，达到国际领先水平。矿产学家汤中立院士认为该示范的成功，对地学产生了冲击和震撼，网格技术和矿产预测研究创新的结合对我国该领域工作具有深远的影响。科技日报以“让地质空间信息自由流动”、“空间信息网格技术使孤立信息能够呈环形结构流动起来，实现资源共享”、“建立地质空间信息‘超市’”等标题高度评价该成果，新华社、中央电视台、国土资源报等媒体也报道了该成果，得到信息、地学等技术领域以及社会大众的广泛关注。

（3）国家地质空间信息共享与服务体系的建成，将实现全国各地地质数据、资料、信息产品的检索与需求服务，实现国家地质数据的增值服务利用，带动一批地学信息加工与数据处理的信息产业公司的产生与发展。

（4）应用SIG关键技术辅助城市规划、建设与管理，将产生巨大的基本建设投资效益，对保证城市的可持续发展发挥积极的作用；加速高技术成果向生产力的转化，在传统产业上形成新的高新技术产业，同时促进传统产业的技术改造；产生创新性和先进性兼备的研究成果，带动相关技术的广泛深入研究，推进空间信息学科建设，找到软件产业突破口。

（5）SIG空间信息共享和互操作技术及成果可以应用于农业、林业、水利、地矿、交通、通讯、新闻媒体、城市建设，教育、资源（土地、森林、水、矿物、海洋等）、环境、人口、军事等几十个领域，如旅游、统计分析、房地产、油气管理、土地和地籍管理、水资源管理、环境监测、资源合理利用、智能交通管理、跟踪污染和疾病的传播区域、商业选
址、市场调查、移动通讯、民用工程、城市管道管理、在线政府公共信息服务等。推广应用的前景十分广阔。

该项成果荣获2008年度国土资源科学技术奖一等奖，获国家发明专利2项。培养了硕士研究生18人，博士研究生10人，培养了一大批具有SIG理念的地质科技应用人才队伍。在国际知名学术会议上公开发表论文15篇，进入SCI检索3篇，在国内学术会议和核心期刊上公开发表论文15篇。

“基于SIG的资源环境空间信息共享与应用服务”成果获奖证书