2015年08月21日
“深部探测数据集成与共享”课题（公益性行业专项编号201011075，原SinoProbe-08－02）是国家重大科技专项“深部探测技术与实验研究”（SinoProbe）中的第八项目“深部探测综合集成与数据管理”（Sinoprobe-08）的第二个课题。课题所承担建设的“深部探测数据中心”完成了对专项所属各课题的探测数据、处理数据和成果数据的集成管理，为专项的数据综合、集成与解释提供了数据库系统平台、高速计算平台、地球模拟显示和数据信息共享技术平台。
“深部探测数据集成与共享”课题下设6个专题，由中国地质科学院地质研究所完成总体目标的协调、数据标准的研发及数据汇交的管理，中国地质科学院承担数据中心硬件和网络环境的优化与建设，中国地质大学（北京）承担深部探测数据库系统的建设，北京工业大学承担网络三维可视化系统的建设，同济大学完成深部探测数据场景三维可视化系统的建设，华东师范大学完成深部地质结构点源精细三维建模的研究，上海财经大学承担整个系统的测试工作。课题整体分工考虑到了国内外相关领域的先进研究资源，分工合理，充分发挥了各自承担单位的优势，顺利完成了课题的建设目标和研究任务。课题在执行过程中共有约80多位科研、技术人员与学生参加，先后培养研究生十余人，发表文章20余篇。形成了一个稳定的、多学科交叉的科研团队。
一、研究目标
综合各层次深部结构探测与不同尺度物质探测成果，集成适应不同地质背景与成矿条件的深部探测各方法数据，综合深部探测与模拟计算成果数据。在集成专项深部探测数据的基础上，利用先进的技术开发具有可扩展性、可维护性、安全的、具有应用工具包的采用面向服务的架构的数据管理系统，构建先进的深部探测数据中心；实现深部探测数据的科学管理，形成海量数据储存、高速计算、三维GIS、数据融合、共享发布等流程服务；建立深部探测数据管理系统、高速并行计算系统和三维可视化演示系统，保证专项顺利实施。引进国际顶尖技术和人才，培养新一代深部探测优秀人才；通过数据共享服务的推广和科普教育实现深部探测科研成果的社会化和服务公众化；提高我国在地球深部探测领域的国际社会显示度。
二、技术路线
1．中心实体及网络环境建设
技术路线：用户需求详细调研 à 可利用技术及已有成熟技术案例的调研 à 对调研资料综合分析研究确定设计思路 à 技术方案设计与试验 à 部署实施。
2．管理系统及数据仓库开发建设
分析深部探测数据集成与共享平台建设需求 à 以IT技术为支撑，采用高新信息技术为有效载体 à 实现系统开发软件环境的设计 à 完成系统总体架构设计 à 构造数据集成与共享各子系统模型 à 以总体架构为依据给出数据管理系统及数据仓库各功能结构方案 à 部署实施。
3．数据可视化应用研究
结合国内外地球科学的三维GIS管理和三维可视化发展趋势 à 通过研究地球深部探测数据标准化及整合的方法和途径 à 综合利用3S(GIS、GPS、RS)、多媒体、网络、虚拟仿真技术 à 开发深部探测数据融合的3DGIS及三维可视化显示系统 à实现基于网络环境下的集快速检索、融合显示、互动查询等功能于一体，并具有三维地质模型可视化构建分析等功能特色的地学信息共享系统 à 通过虚拟方式建立初步的具有交互、虚拟功能创新平台。
三、取得的主要成果
经过近五年的艰苦攻关，课题组按需进行了各系统的建设，完成了各类研发建设任务，取得了多项重要的成果。完成了对专项所属各课题的探测数据、处理数据和成果数据的集成管理，为专项的实施及地学研究提供了科学数据集成、高速模拟计算、数据可视化与数据共享系统平台。
1．完成“深部探测数据中心”实体建设，包括标准机房改造，配置UPS系统、精密空调系统、气体防火系统、机房监控系统，为我国深部探测技术方法体系的构建提供基础科研设施。
2．进行了并行计算节点机群和大型存储设备引进安装及调试，并配备高速计算应用环境，对外提供计算资源共享服务。
3．完成数据中心服务器和网络系统的配置及优化，部署数据可视化显示、数据安全保障与网络环境，为数据融合、数据挖掘及数据共享提供平台。
4．进行了数据需求调研，制定了深部探测数据汇交规范，形成了深部探测专项的数据模型、开发元数据编辑器及数据标准测试软件，为深部探测数据入库做好技术准备。
5．开发了数据仓库与共享管理系统，实现了深部探测多源数据的收集、效验、入库、存储和统一管理，数据仓库与共享管理系统具有元数据服务、空间数据服务、系统安全服务、数据可视化服务以及数据共享服务等功能，为数据集成管理与共享提供技术支撑。
6．完成网络三维可视化信息系统应用研究，提供网络环境下的深部探测数据快速检索、融合显示、互动查询等功能，实现深部探测数据在三维场景中的可视化服务。
7．完成深部探测数据三维可视化应用研究，实现深部构造的三维表达，为数据融合研究积累了经验。
8．完成点源地球系统软件研发与三维地质建模应用研究，提供地球空间内外圈层的建模、集成、分析及数据管理功能，可用于科研、教学及科普等领域。
9．初步完成深部探测专项各课题数据汇交、入库工作，已经汇交的科研及探测数据涵盖地质、地球物理、地应力、地球化学、数值模拟、科学钻探等多方法学科，数据量已达10TB。
“深部探测技术实验研究专项”任务是通过实施一系列技术实验，对地球深部复杂地质体进行探测，将多种高新技术组合集成起来，通过深部探测技术集成建立能够穿透不同深度、精确萃取地球内部结构与物理性质的关键探测技术组合。由此必将获取大量的地球内部结构与物理性质等多学科数据，这些数据的有效利用是实现对地球深部深层次认识和创新发现的基础。
该课题的实施已经为进一步挖掘利用深部探测专项所取得的海量数据打下了基础。随着地球科学研究的深入开展，深部探测数据中心将以深部探测专项积累的大量科学数据为基础，以深部探测数据中心及高性能并行计算系统为依托，继续构建深部探测大数据集，开展探测数据的深化处理与实用化应用研究，进一步研发与优化数据集成、解释、地球动力学数值模拟与三维可视化信息平台，构建固体地球虚拟现实系统，促进深部探测科学数据成果的共享与服务，占据大数据时代地球科学研究的战略制高点，为实现深部探测从数据到知识、再到决策依据的成果转化提供技术支撑。
