李曉翠， 朱鵬飛， 孔維豪， 劉琳瑩， 劉武生

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院 中核集團(tuán)鈾資源勘查與評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029）

砂巖型鈾礦在我國鈾礦資源中占有重要地位。 因其具有大礦量、 低成本、 開采污染小的特點(diǎn)， 近年來成為我國主攻的鈾礦勘查類型， 根據(jù)全國鈾礦資源潛力評(píng)價(jià)的成果，砂巖型鈾礦資源量占全國預(yù)測(cè)鈾礦資源總量的三分之一以上， 居四大類型鈾礦之首。 自20 世紀(jì)90 年代以來， 我國在北方中新生代沉積盆地尋找可地浸砂巖型鈾礦取得了一系列重大突破［1-8］。

二連盆地作為我國北方重要的砂巖型鈾礦產(chǎn)鈾基地， 具有巨大的找礦潛力， 其鈾礦地質(zhì)工作始于20 世紀(jì)80 年代， 相繼落實(shí)了一批鈾礦床， 發(fā)現(xiàn)了一批鈾礦產(chǎn)地， 鈾礦勘查和研究取得了重大進(jìn)展。 通過大量找礦實(shí)踐和研究， 積累了涵蓋地質(zhì)、 物探、 化探、遙感、 水文、 鉆探、 測(cè)繪等學(xué)科領(lǐng)域的科研數(shù)據(jù) 和 成 果［1，4，6，9-12］。 然而， 這些數(shù)據(jù)多來自于不同渠道的項(xiàng)目， 往往散布在不同單位。目前的使用方式主要是通過資料館進(jìn)行成果資料借閱， 而項(xiàng)目中間過程數(shù)據(jù)主要通過項(xiàng)目組之間的數(shù)據(jù)拷貝， 缺乏共享機(jī)制， 數(shù)據(jù)、專家知識(shí)及計(jì)算資源處于孤島應(yīng)用狀態(tài)， 數(shù)據(jù)利用效率低。 基于此， 初步構(gòu)建了二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫， 依托鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)應(yīng)用示范系統(tǒng) （簡稱 “鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)”）， 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的服務(wù)發(fā)布， 以期實(shí)現(xiàn)地質(zhì)礦產(chǎn)信息管理的規(guī)范化、 網(wǎng)絡(luò)化和云化，支持地質(zhì)礦產(chǎn)信息共享服務(wù)和協(xié)同工作， 助推二連基地全面數(shù)字化、 信息化和智能化工作模式的發(fā)展， 為全面推動(dòng)核工業(yè)系統(tǒng)地質(zhì)信息化進(jìn)程， 轉(zhuǎn)變地質(zhì)業(yè)務(wù)工作模式， 提供一定的借鑒意義和技術(shù)積累。

1 二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫

二連盆地所積累的資料繁多， 大致包括石油、 煤田、 水文、 鈾礦等部門的資料， 結(jié)合工作實(shí)際， 構(gòu)建了二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫。 該數(shù)據(jù)庫主要由鉆孔數(shù)據(jù)庫、 圖件數(shù)據(jù)庫、 文檔數(shù)據(jù)庫及元數(shù)據(jù)庫等構(gòu)成（表 1）。

鉆孔數(shù)據(jù)庫： 鉆孔資料是地質(zhì)調(diào)查、 資源評(píng)價(jià)最重要的原始成果， 是直接反映勘查地區(qū)深部地質(zhì)信息的第一手資料， 屬于巖心不可缺少的屬性說明， 是成果地質(zhì)資料中主要來源的基礎(chǔ)性資料［13-14］。 利用鉆孔資料數(shù)據(jù)庫將分散于各報(bào)告中的鉆孔資料單獨(dú)整理形成鉆孔數(shù)據(jù)庫， 主要包括鉆孔基本信息表、鉆孔方位測(cè)量表、 綜合編錄表、 測(cè)井記錄表和礦化信息表等。

表1 二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫基本構(gòu)成Table 1 Basic composition of the multi information database of uranium resources in Erlian Basin

圖件數(shù)據(jù)庫： 二連盆地現(xiàn)存的電子圖件主要包括矢量數(shù)據(jù) （MapGIS、 ArcGIS shp、AutoCAD dwg 格式等） 和柵格數(shù)據(jù) （jpg、 bmp等圖片， 遙感衛(wèi)星影像等）， 在圖件數(shù)據(jù)庫建設(shè)中， 主要按專業(yè)類別進(jìn)行存儲(chǔ)， 主要包括區(qū)域地質(zhì)圖、 地球物理圖、 地球化學(xué)圖、 放射性圖、 遙感圖和水工環(huán)地質(zhì)圖等。

文檔數(shù)據(jù)庫： 文檔數(shù)據(jù)庫建設(shè)需將各類原始資料轉(zhuǎn)換為 pdf、 kdh、 doc、 excel 等常用文字處理格式， 按資料所屬類別進(jìn)行存儲(chǔ)。文檔所屬類別主要包括報(bào)告、 原始地質(zhì)資料、文獻(xiàn)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等。

元數(shù)據(jù)庫： 主要包括鉆孔、 圖件、 文檔及其他相關(guān)資料元數(shù)據(jù)， 在建立的鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)中， 元數(shù)據(jù)庫作為結(jié)構(gòu)型數(shù)據(jù)庫保存在傳統(tǒng)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫中， 用戶可以通過元數(shù)據(jù)信息快速查詢到相關(guān)的數(shù)據(jù)， 而具體的鉆孔、 圖件、 報(bào)告、 原始數(shù)據(jù)、 文獻(xiàn)、 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)等則分布式存儲(chǔ)在鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)中。

2 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)

為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的服務(wù)發(fā)布， 需要依托鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)。 該平臺(tái)實(shí)現(xiàn)了集成管理、 可視化表達(dá)、 查詢檢索、 專題圖制作、 統(tǒng)計(jì)分析、 歷史數(shù)據(jù)管理、 元數(shù)據(jù)管理和安全管理等方面的功能， 是 “快速存儲(chǔ)、 方便查詢、靈活調(diào)用、 共享發(fā)布、 動(dòng)態(tài)更新、 分析應(yīng)用”的數(shù)據(jù)資源管理和服務(wù)共享平臺(tái)， 初步實(shí)現(xiàn)對(duì)鈾礦勘查、 預(yù)測(cè)等多元信息數(shù)據(jù)的管理、共享的目標(biāo)。

2.1 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)架構(gòu)

緊密圍繞鈾礦地質(zhì)勘查業(yè)務(wù)需求， 在統(tǒng)籌規(guī)劃、 統(tǒng)一設(shè)計(jì)的原則指導(dǎo)下， 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)的建設(shè)充分利用云平臺(tái)、 分布式計(jì)算、地理信息系統(tǒng)等綜合技術(shù)優(yōu)勢(shì)， 采用 “分布式數(shù)據(jù)中心、 一站式服務(wù)門戶” 模式， 實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)分而自治， 主數(shù)據(jù)中心統(tǒng)籌管理” 分布式數(shù)據(jù)共享應(yīng)用。 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)整體架構(gòu)由基礎(chǔ)設(shè)施層、 數(shù)據(jù)服務(wù)層、 平臺(tái)服務(wù)層與應(yīng)用服務(wù)層組成（圖 1）。 基礎(chǔ)設(shè)施層（IaaS）以華為公司的FusionSphere 為依托， 負(fù)責(zé)對(duì)物理資源和虛擬化資源的統(tǒng)一管理和調(diào)度， 提供勘查業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)捕獲、 傳輸和存儲(chǔ)等基礎(chǔ)保障條件； 數(shù)據(jù)服務(wù)層（DaaS）構(gòu)建物理上的分布式 “主-分中心”， 邏輯上工作庫、 成果庫、共享庫的管理辦法， 實(shí)施對(duì)鈾礦勘查的地、物、 化、 遙等多源數(shù)據(jù)組織關(guān)聯(lián)與綜合管理；平臺(tái)服務(wù)層（PaaS）構(gòu)建基于開源技術(shù)的地質(zhì)信息云服務(wù)建設(shè)、 云平臺(tái)運(yùn)維管理、 統(tǒng)一服務(wù)門戶等內(nèi)容， 提供產(chǎn)研協(xié)同工作的虛擬化平臺(tái)， 共享基礎(chǔ)設(shè)施、 數(shù)據(jù)資源； 應(yīng)用服務(wù)層（SaaS）依托平臺(tái)的支撐能力， 直接對(duì)應(yīng)于所有具體的鈾礦數(shù)字勘查應(yīng)用業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

2.2 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)應(yīng)用

鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)采用靈活的布局方式，可布設(shè)在中國鈾業(yè)有限公司本部或成員單位。中國鈾業(yè)有限公司本部及成員單位間可通過平臺(tái)的綜合數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)庫與平臺(tái)的對(duì)接， 利用平臺(tái)的門戶系統(tǒng)快速查詢檢索相關(guān)數(shù)據(jù)。 此外， 通過該平臺(tái)還可實(shí)現(xiàn)同一單位內(nèi)的數(shù)據(jù)有效管理， 降低存儲(chǔ)成本和高冗余度， 提高共享性與安全性； 不同單位之間、 不同地域之間在允許范圍內(nèi)可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享和應(yīng)用服務(wù)。 從長遠(yuǎn)看， 將逐步實(shí)現(xiàn)資源的整合、 發(fā)現(xiàn)及統(tǒng)一管理， 實(shí)現(xiàn)鈾礦地質(zhì)信息高效共享和精準(zhǔn)服務(wù)。

2.3 用戶訪問控制機(jī)制

鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)向各單位提供數(shù)據(jù)服務(wù)是有一定范圍的。 因此， 需要識(shí)別和解決數(shù)據(jù)的訪問權(quán)限問題。 根據(jù)不同的數(shù)據(jù)服務(wù)需求， 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)的用戶劃分為普通業(yè)務(wù)用戶、 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)用戶、 數(shù)據(jù)中心管理用戶三個(gè)類型。

圖1 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)整體架構(gòu)Fig. 1 Overall structure of uranium geological cloud platform

普通業(yè)務(wù)用戶主要包括中國鈾業(yè)有限公司總部及成員單位和數(shù)據(jù)分中心的業(yè)務(wù)部門領(lǐng)導(dǎo)、 檔案管理人員、 應(yīng)用服務(wù)人員和項(xiàng)目組外技術(shù)人員等； 業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)維護(hù)用戶主要包括中國鈾業(yè)有限公司總部及成員單位開展鈾礦地質(zhì)勘查或研究任務(wù)過程中的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和數(shù)據(jù)分中心的數(shù)據(jù)負(fù)責(zé)人、 質(zhì)量檢查人員等； 數(shù)據(jù)中心管理用戶主要包括鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)主中心的公共數(shù)據(jù)維護(hù)人員、 平臺(tái)運(yùn)維人員。 各類用戶需要在授權(quán)范圍內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作、 維護(hù)及服務(wù)功能。

2.4 數(shù)據(jù)安全保密管理

對(duì)于二連盆地鈾礦資源多元信息數(shù)據(jù)庫中的涉密數(shù)據(jù)， 其數(shù)據(jù)的保存和使用需遵循國家相關(guān)保密管理規(guī)定， 不在此平臺(tái)中存儲(chǔ)。數(shù)據(jù)庫中涉及的敏感業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過減項(xiàng)和加密處理， 提取出可公開、 共享的部分才能存儲(chǔ)在元數(shù)據(jù)庫中； 在數(shù)據(jù)庫的服務(wù)發(fā)布過程中， 該部分?jǐn)?shù)據(jù)僅僅提供相應(yīng)元數(shù)據(jù)的查詢檢索功能， 有效保護(hù)相關(guān)數(shù)據(jù)， 合理開發(fā)利用。

2.5 鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)運(yùn)維管理

鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)采用 “分布式數(shù)據(jù)中心、一站式服務(wù)門戶” 的模式構(gòu)建， 根據(jù)垂直細(xì)分業(yè)務(wù)類型、 組織機(jī)構(gòu)、 地理位置等因素，設(shè)計(jì)構(gòu)建 “主-分中心” 相結(jié)合的數(shù)據(jù)中心，實(shí)現(xiàn)鈾礦地質(zhì)資料物理上的分布式存儲(chǔ)和邏輯上的集中管理。 按照 “誰生產(chǎn)、 誰管理、誰更新、 誰維護(hù)” 的原則， 建立分布式、 開放式的數(shù)據(jù)更新維護(hù)模式， 確保各單位、 各專業(yè)的信息資源數(shù)據(jù)的持續(xù)更新與維護(hù)。 同時(shí)， 針對(duì)三類不同用戶， 可定期開展研討會(huì)，針對(duì)實(shí)際使用過程中存在的問題及改進(jìn)建議進(jìn)行探討， 從而不斷完善系統(tǒng)， 保證數(shù)據(jù)產(chǎn)品持續(xù)、 穩(wěn)定、 高效地輸出利用， 最大限度地盤活、 用活各類數(shù)據(jù)， 逐步形成規(guī)?；蜋?quán)威有效的鈾礦地質(zhì)信息服務(wù)窗口。

3 數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布

二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫的服務(wù)發(fā)布， 是將用戶的本地?cái)?shù)據(jù)資源， 以服務(wù)的形式發(fā)布到平臺(tái)中， 可對(duì)平臺(tái)用戶提供使用。本數(shù)據(jù)庫服務(wù)發(fā)布依托平臺(tái)為鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)， 通過該平臺(tái)的門戶系統(tǒng)相關(guān)功能模塊，可實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)庫信息服務(wù)包括但不限于數(shù)據(jù)查詢檢索、 數(shù)據(jù)瀏覽、 數(shù)據(jù)上傳、 數(shù)據(jù)下載、數(shù)據(jù)共享和數(shù)據(jù)更新維護(hù)等。

數(shù)據(jù)查詢檢索： 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)毫秒級(jí)快速檢索查詢， 精確定位。

數(shù)據(jù)瀏覽： 實(shí)現(xiàn)元數(shù)據(jù)、 數(shù)據(jù)集的在線瀏覽， 可瀏覽數(shù)據(jù)的信息和快視圖。

數(shù)據(jù)上傳： 用戶可以將本地?cái)?shù)據(jù)上傳至云端。

數(shù)據(jù)下載： 用戶可根據(jù)權(quán)限進(jìn)行數(shù)據(jù)的下載。

數(shù)據(jù)共享： 用戶可以根據(jù)權(quán)限將數(shù)據(jù)共享給部門/單位內(nèi)部或到其他部門/單位。

數(shù)據(jù)更新維護(hù)： 數(shù)據(jù)模型與數(shù)據(jù)的定期、不定期的動(dòng)態(tài)更新維護(hù)。

3.1 數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布流程

圖2 數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布流程圖Fig. 2 Flow chart of data service publication

以數(shù)據(jù)源為起點(diǎn)， 數(shù)據(jù)使用為終點(diǎn)， 二連盆地鈾礦資源多元信息數(shù)據(jù)庫服務(wù)發(fā)布流程如圖2 所示。 選擇所要發(fā)布的數(shù)據(jù)資源，通過服務(wù)注冊(cè)， 填寫數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布的基本信息， 依托鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)服務(wù)共享發(fā)布， 用戶根據(jù)鈾礦勘查工作需求， 可通過申請(qǐng)的方式主動(dòng)拉取數(shù)據(jù)， 也可通過訂閱的方式自動(dòng)獲取所需數(shù)據(jù)， 實(shí)現(xiàn)提供一次訂閱，主動(dòng)推送獲取數(shù)據(jù)的服務(wù)， 幫助數(shù)據(jù)使用者定期獲取所關(guān)注的主題數(shù)據(jù)。

3.2 鉆孔數(shù)據(jù)服務(wù)

通過鉆孔數(shù)據(jù)服務(wù)， 可在線瀏覽鉆孔相關(guān)信息， 用戶可查看鉆孔基本信息、 鉆孔方位測(cè)量信息、 綜合編錄信息、 測(cè)井記錄信息和礦化信息等， 并實(shí)現(xiàn)鉆孔按所選鉆孔種類等信息將該類鉆孔疊加顯示在底圖上。 鉆孔數(shù)據(jù)服務(wù)功能同時(shí)提供基于空間位置和屬性信息的查詢， 通過鉆孔基本信息查詢檢索功能， 用戶可以通過在地理底圖上劃出矩形等空間范圍或通過輸入搜索條件， 查詢出此空間范圍內(nèi)或該條件下相應(yīng)的鉆孔基本信息（如鉆孔號(hào)、 位置）列表， 同時(shí)在底圖上顯示查詢結(jié)果空間位置。

3.3 圖件數(shù)據(jù)服務(wù)

通過圖件數(shù)據(jù)在線服務(wù)功能， 用戶可以在統(tǒng)一的基礎(chǔ)地理范圍內(nèi)， 在線瀏覽平臺(tái)提供的區(qū)域地質(zhì)、 地球物理、 地球化學(xué)、 放射性、 遙感、 水文地質(zhì)和工程地質(zhì)等專業(yè)圖件，同時(shí)提供用戶圖件服務(wù)調(diào)用功能。

圖件數(shù)據(jù)服務(wù)列表顯示本平臺(tái)所有已發(fā)布的地圖服務(wù)， 用戶可通過關(guān)鍵字和圖件分類搜索所需地圖服務(wù)。 服務(wù)列表可按名次、發(fā)布時(shí)間、 瀏覽次數(shù)等進(jìn)行排序。

3.4 文檔數(shù)據(jù)服務(wù)

根據(jù)用戶的不同權(quán)限實(shí)現(xiàn)資料正文、 附件和附圖在線全文閱讀與下載。 平臺(tái)管理員上傳相應(yīng)文檔， 系統(tǒng)自動(dòng)生成可在線閱讀的文檔。 授權(quán)用戶可在線瀏覽資料正文， 同時(shí)可收藏感興趣的在線資料， 可下載相應(yīng)資料正文。

3.5 元數(shù)據(jù)服務(wù)

元數(shù)據(jù)服務(wù)提供鉆孔、 圖件、 文檔及其他相關(guān)資料的元數(shù)據(jù)發(fā)布、 查詢檢索和在線瀏覽等功能， 元數(shù)據(jù)是對(duì)鉆孔、 圖件、 文檔及其他相關(guān)資料數(shù)據(jù)特征的概括和抽象， 通過該功能便于用戶了解數(shù)據(jù)特征和相關(guān)資源的描述性信息， 快速、 便捷地獲取自己需要的數(shù)據(jù)資料信息。

3.6 數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布效果

按照數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布流程， 對(duì)二連盆地鈾資源文檔數(shù)據(jù)庫中參考文獻(xiàn)進(jìn)行了服務(wù)發(fā)布（圖 3）。 用戶通過上傳相應(yīng)文檔并進(jìn)行服務(wù)發(fā)布， 系統(tǒng)自動(dòng)生成可在線閱讀的文檔， 授權(quán)用戶實(shí)現(xiàn)在線全文閱讀與下載（圖 4）。

圖3 二連盆地鈾資源文檔數(shù)據(jù)服務(wù)發(fā)布圖Fig. 3 Interface of document data service publication of uranium resources in Erlian Basin

4 結(jié)語

通過資料收集、 綜合研究、 調(diào)研咨詢、需求分析等， 歷經(jīng)兩年初步構(gòu)建了二連盆地鈾資源多元信息數(shù)據(jù)庫。 在此基礎(chǔ)上， 依托鈾礦地質(zhì)云平臺(tái)， 探索了數(shù)據(jù)庫的服務(wù)發(fā)布技術(shù)， 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)與服務(wù)共享， 便于科研管理與生產(chǎn)人員進(jìn)行檢索、 查詢、 數(shù)據(jù)分析、信息提取和成圖等， 同時(shí)解決了大量數(shù)據(jù)的重復(fù)采集和處理的問題， 節(jié)省了寶貴的人力和物力資源， 進(jìn)而為二連盆地的鈾礦地質(zhì)科研生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)支撐， 為全面推動(dòng)核工業(yè)系統(tǒng)地質(zhì)信息化進(jìn)程， 轉(zhuǎn)變地質(zhì)業(yè)務(wù)工作模式，提高工作效率， 提供一定的借鑒意義和技術(shù)積累。