新一代信息技术为智能化野外地质调查工作模式搭建了桥梁。
近日，科技部发布了导航与位置服务发展“十二五”规划。规划明确了我国导航与位置服务业跨越式发展的方向和目标，给出了突破泛在精确定位、全息导航地图、智能位置服务三大核心技术的具体目标。
科技部发布的《中国云技术发展“十二五”规划》指出，云计算是互联网时代信息基础设施和应用服务模式的重要形式，是新一代信息技术集约化发展的必然趋势。它以资源聚合与虚拟化、应用服务与专业化、按需供给与灵活使用的服务模式，提供高效率、低成本、低功耗的计算和数据服务，支持各种信息应用。给出了“突破大规模资源管理与调度、大规模数据管理与处理、运行监控和安全保障等重大关键技术，开发简单的云操作系统和服务管理平台、EB级云存储系统、支持亿级并发的云服务器系统、面向云计算中心的大容量网络交换机以及相应的安全管理体系，形成面向区域和重点行业的各类云服务整体技术解决方案”的具体目标。
以北斗系统为主体的中国卫星导航和云计算技术将是新一代信息技术和智能信息产业的核心要素和基础。推动了高端制造业、现代服务业、综合数据产业等多个行业的转型升级。对于传统地质调查而言，智能地质调查和智能地质调查是现代地质调查的典型标志，导航与位置服务、云计算、网格计算等技术为智能地质调查和智能地质调查带来机遇。云计算、网格计算、导航和位置服务的当前进展总结如下。
一.导航和定位服务
(1)国内外导航卫星技术发展现状
全球导航卫星系统(GNSS)是一种基于空间的卫星导航和定位系统，可以提供关于时间、空间和位置的动态信息。它是目前最有前途和最有活力的高科技领域之一，已成为主要的空间信息基础设施。由于GNSS系统在国家政治、军事、经济、科技等方面的重要作用，世界各航天大国都在发展自己的GNSS系统。目前，美国GPS(全球定位系统)、俄罗斯GLONASS(全球导航卫星系统)、欧盟伽利略(简称“伽利略”)和中国北斗(北斗(指南针)导航卫星系统)已被联合国认定为世界四大卫星导航系统。此外，印度和日本根据各自的发展战略，分别为亚太地区开发了区域卫星导航系统IRNSS(印度区域导航卫星系统)和QZSS(准天顶卫星系统)。
从20世纪60年代末到70年代初，美国和前苏联分别开始研制新一代全球卫星导航系统，提供全天候、全天时、连续实时的精确定位服务。到20世纪90年代中期，全球卫星导航系统GPS和GLONASS已经建成并投入运营。2002年3月，欧盟启动了伽利略计划。全球定位系统参数见表1-1。
表1-1全球定位系统参数及性能表
中国卫星导航起步于20世纪80年代，当时陈芳允院士提出了双星定位理论。作为我国自主研发的导航卫星系统，其发展战略分为三步走。第一步:北斗卫星导航试验系统建成2000年，中国成为世界上第三个拥有自己卫星导航系统的国家。第二步:北斗卫星导航(区域)系统。2012年将建成5颗GEO卫星、5颗IGSO卫星(2颗在轨备份)、4颗MEO卫星***14，从而形成覆盖亚太大部分地区的北斗卫星导航系统。第三步:2020年建成北斗卫星导航系统，将包括5颗地球同步轨道卫星、3颗倾斜地球同步轨道卫星和27颗中轨道卫星，形成定位精度优于GPS和短报文通信的全球导航定位系统。目前，北斗卫星导航系统已完成第二步建设，开始为亚太地区用户提供快速定位、短数字报文通信和授时服务。
北斗卫星导航系统提供定位、导航、授时和短报文通信服务，分为开放服务和授时服务。开放服务是指为服务区域内任何有终端设备的用户提供定位、导航和授时服务，定位精度为10m，授时精度为50ns，测速精度为0.2m/s..授权服务是指只有授权后才能使用的服务，包括更高精度的定位服务(最高1m)和短消息服务。
中国卫星导航与位置服务业基本可以分为:导航与卫星制造、芯片、OEM板、模块、天线等。在上游，终端集成，中间系统集成；下游是销售、运营、服务。2012 12 2月，国务院新闻办公室召开新闻发布会，正式宣布北斗卫星导航系统将于当日正式提供区域服务。据中国卫星导航定位协会预测，到2015年，卫星导航与位置服务产业产值将超过2250亿元，到2020年将达到4000亿元，届时北斗产业有望占据70%至80%的市场份额。
北斗在定位导航功能上不逊于GPS，其授时功能主要应用于金融、电力、通信等领域。北斗授时精度可达10ns水平，其独特的通信功能有望成为无线移动通信的重要补充，对资源调度、安全监测和防灾救灾工作具有重要意义。
(二)国内外位置服务的发展现状
LBS，基于位置的服务)也称为位置服务。LBS是移动通信网络和卫星定位系统相结合提供的一种增值服务。通过一套定位技术，获取移动终端的位置信息(如经纬度坐标数据)，并提供给移动用户自己或他人以及通信系统，实现各种位置相关的服务。本质上是一种概念更广的与空间位置相关的新型服务业务。
2004年，Reichenbacher将用户使用的LBS服务分为五类:定位(个人位置)、导航(路径导航)、查询(查询一个人或一个物体)、识别(识别一个人或一个物体)、事件检查(在特殊情况下向相关机构发送带有帮助或查询的个人位置信息)。
随着智能手机的普及，美国3/4的智能手机用户都在使用实时LBS位置服务。Pew Interent &美国生活项目进行了一项调查。结果显示，美国74%的智能手机用户使用实时LBS位置服务来查找附近的相关信息。此外，18%的用户会使用Foursquare等地理社交服务的“签到”来确认自己的地理位置，并分享给好友。
美国智能手机用户份额从2011的35%增长到2012的46%，这意味着用户使用LBS服务的整体比例也在增加。此外，使用“签到”的用户也从2065，438+0的65，438+02%增长到2065，438+02的65，438+08%，智能手机在美国市场的份额越来越高。
PEW INTERENT & American Life项目成员Kathryn Zickuhr向Mashable透露，长期研究发现，位置与用户的互联网和手机使用无关，但用户对位置服务意识的增长已经成为人们使用数字技术产品的一部分。同时，Zickuhr补充道，发现人的位置的重要性在于发现自己，发现与他人的社会联系。毫无疑问，LBS信息服务和地理社交签到服务将更受年轻用户欢迎。同时，研究表明，虽然低收入人群会较少使用LBS信息服务，但他们更有可能成为地理社交服务的用户。
2001 65438+2月，日本KDDI推出首个商业位置服务。在KD DI服务推出之前，日本知名安全公司SECOM在2001年4月成功推出了首款采用GPSONE技术并具有追踪功能的设备。该设备也运行在KDDI的网络中。这种高精度的安全保障服务可以在任何情况下准确定位呼叫个人、物体或车辆的位置；NTTDoCoMo在i-mode包中提供i-Area服务，但仅限于日常信息服务。基于高通MS-GPS系统的EZNaviWalk行人导航应用在日本市场获得巨大成功，成为KDDI和NTTDoCoMo竞争中的杀手级应用。
在韩国，KTF于2002年2月利用GPSONE技术成为韩国第一家通过全国移动通信网络向用户提供商业移动定位服务的公司。在LBS业务创新方面，韩国移动运营商走在世界前列。2004年7月，韩国最大的移动运营商SK电讯率先推出了全球首个确保儿童安全的网络位置服务——I .-Kids，用于确认儿童当前的位置和活动路径。一旦孩子的活动超出设定范围，就会自动发出报警信息。
加拿大贝尔移动公司可谓是LBS业务的市场领导者，率先提供基于位置的娱乐、信息、求助等服务。2003年2月，贝尔移动的M yFinder业务率先进入市场。贝尔移动不断创新。2004年9月，BEL Mobile发布了全球首款基于GPS的手机游戏Swordfsih，该游戏利用手机定位技术，将地球缩小成可测量的鱼塘。据调查，大约三分之二的美国用户愿意每月支付一定的费用来获取引导驾驶的方向和位置信息。在市场的推动下，在E911处于领先地位的SprintPCS于2004年9月推出了LBS商用服务。
在欧洲，运营商应用LBS的技术已经相当成熟，其服务主要是定位和导航服务。
2012年，科技部发布《导航与位置服务发展“十二五”规划(征求意见稿)》，指出“导航与位置服务产业已成为继互联网、移动通信之后，全球发展最快的新兴信息产业之一。”规划明确了中国导航与位置服务业跨越式发展的方向和目标:突破泛在精确定位、全息导航地图、智能位置服务三大核心技术；开展公共、行业和区域应用示范，为政府、企业和公众用户提供位置信息服务:直接形成超过6543.8亿的规模产业；初步建立5个高新技术产业化基地等。
全球导航与位置服务业已成为继互联网和移动通信之后发展最快的新兴信息产业之一，近年来保持了每年50%以上的增长势头。据统计，2011年中国卫星导航与位置服务业产值接近700亿元，比2000年增长约20倍，占全球的7.4%。未来五年，中国地理信息位置服务业将进入黄金发展期，甚至是“钻石”发展期。
目前，北斗卫星导航系统已成为我国重大空间信息基础设施。以北斗系统为主体的中国卫星导航将是新一代信息技术和智能信息产业的核心要素和基础。北斗卫星导航系统可以促进高端制造业、现代服务业、综合数据产业等产业转型升级。作为新一代信息技术的重要元素，“位置”将无处不在。
第二，云计算和网格技术
云计算
信息时代，新技术的创新能力和新产业的发展程度成为衡量国家综合实力的标准。因此，世界各国特别是发达国家制定了一系列云计算技术创新、产业发展和人才保障的配套政策和保障措施。虽然全球云计算产业处于发展初期，市场规模不大，但将引导传统ICT产业向社会化服务转型，未来发展空间十分广阔。2011年全球云计算服务规模约为900亿美元，2015年将达到1768亿美元，发展空间非常广阔。
近年来，美国政府制定了一系列支持云计算的政策，主要体现在以下几个方面:统一战略规划，明确云计算产品的服务标准；加强基础设施建设，制定标准，鼓励创新:加大政府采购，积极培育市场；构建云计算生态系统，促进产业链协同发展。基于对现状的分析，美国政府将云计算技术和产业定位为保持国家核心竞争力的重要手段之一。美国政府对云计算产业的支持是深层次的，通过强制政府采购和指定技术架构来推动云计算的技术进步和产业发展。
2012年9月，欧盟委员会宣布启动旨在进一步开发欧洲云计算潜力的战略计划，旨在扩大云计算技术在经济领域的应用，从而创造大量就业机会。欧盟委员会云计算战略计划中的政策措施包括:筛选多项技术标准，确保云计算用户的互操作性、数据可移植性和可逆性，并在2013前确定上述领域的必要标准:支持欧盟范围内的“可信云服务提供商”认证计划；为云计算服务制定安全公平的标准和规范，尤其是服务的SLA利用公共部门的购买力(占IT总支出的20%)在欧盟成员国的欧洲云计算服务和相关企业之间建立伙伴关系，建立欧洲云计算市场，督促欧洲云服务提供商扩大业务范围，提供高性价比的在线管理服务。欧盟委员会制定的云计算战略计划的目标是，到2020年，云计算可在欧洲创造250万个新就业岗位，年均产值6543.8+060亿欧元，达到欧盟国民生产总值的654.38+0%。
2010年8月，日本经济产业省发布的《云计算与日本竞争力研究》报告指出，政府、用户和云服务提供商(数据中心、IT厂商等。)应该利用日本的优势，比如在IT方面的技术优势，通过分析云计算的全球发展趋势，解决云计算演进发展中的挑战和关键问题，为云计算产业的发展构建良好的环境。通过创造基于云计算的服务开拓全球市场，到2020年培育累计规模超过40万亿日元的新市场。
2011年9月，韩国政府制定了《云计算综合振兴计划》，其核心是由政府牵头引进和提供云计算服务，以发展国内对云计算的需求。《KCC报告》指出，从2010年到2012年，韩国政府投资41580亿韩元建设通用云计算基础设施，将电子政务中使用的利用率较低的1970台服务器虚拟化，逐步替换为高性能服务器，并根据系统服务器资源的使用情况动态分配服务器资源。
我国云计算服务市场处于起步阶段，云计算技术和设备有一定的发展基础。中国云计算服务市场整体规模较小，但追赶势头明显。据Gartner估计，2011年，中国在全球云计算服务市场的份额不到3%，但年增长率达到40%。预计未来中国与国外在云计算方面的差距会逐渐缩小。
大型互联网公司是目前国内主要的云计算服务提供商，业务形态主要是IaaS+PaaS形式的开放平台服务，其中IaaS服务相对成熟，PaaS服务已经初具规模。国内大型互联网公司开发了云托管、云存储、开放数据库等基础IT资源服务，以及网站云、游戏云等一站式托管服务。一些互联网公司自主推出PaaS云平台，面向企业和开发者开放。几家公司的PaaS平台吸引了数十万开发者入驻，通过共享实现了与开发者的共赢。
ICT厂商在云计算专用服务器、存储设备和企业私有云解决方案的技术研发方面具有相当的实力。其中，国内企业开发的云计算服务器产品已经具备竞争力。在国内大型互联网公司的新服务器采购中，国产品牌的份额占到50%以上，并且正在逐步进军国际市场。国内装备制造企业的私有云解决方案，拥有上千台物理机，上百万台虚拟机的管理水平。
软件厂商逐渐转向云计算领域，开始提供SaaS服务，并扩展到PaaS领域。国内SaaS软件厂商多为中小型企业，其业务形式主要是企业CRM服务。国内领先的SaaS软件供应商的签约用户数量已经超过10，000。
电信运营商依托网络和数据中心优势，主要通过IaaS服务进入云计算市场。中国电信于2011年8月发布天翼云计算战略、品牌及解决方案。2012年8月，提供云托管、云存储等IaaS服务。未来还将提供基于云的电子商务导航、开放PaaS服务平台等SaaS服务。中国移动2007年开始建设大云平台，2065年发布了大云1.5版本，2065年发布了大云1.1.01.0版本。移动MM等业务未来会迁移到大云平台。中国联通自主研发面向个人、企业和政府用户的云计算服务“沃云”。目前，“沃云”的服务主要以存储服务为主，实现了用户信息和文件在多台设备上的协同功能，以及文件和资料的集中存储和安全保管。
IDC企业依托自己的机房和数据中心，以IaaS作为云服务的切入点，已经能够提供弹性计算、存储、网络资源等IaaS服务。一些IDC公司也在其传统业务(如应用引擎和云邮箱)的基础上扩展到提供PaaS和SaaS服务。
为了加快云计算的技术创新和产业发展，科技部于2012年发布了《中国云技术发展“十二五”规划》，其中提出了关键技术。这些关键技术也是十二五规划中该领域的技术发展趋势。
这些关键技术主要包括云计算架构、计算、存储、管理、应用支撑、海量数据处理等关键技术。如支持万级并发任务的云服务器节点技术、支持十万级节点有效交互的数据中心互联网络结构和通信栈技术、支持身份认证、加密和隔离的硬件安全技术:大规模分布式数据共享和管理技术；资源调度和柔性计算技术；用户信息管理技术、运行控制技术、安全管理和保护技术；应用服务开发和运行环境技术、应用服务交互技术:云计算数据中心绿色节能技术等。
(2)网格计算
自20世纪90年代中期以来，美国自然科学基金会、美国国家航空航天局等组织和部门以及美国军方在各自领域的网格研究项目上投入了大量资金。到目前为止，美国政府已经在网格技术的基础研究上花费了5亿美元。Npaci(国家高级计算基础设施合作伙伴)网格是由NSF资助的网格研究项目。其目的是建立一个能够满足NPACI科学计算需要的先进计算机系统。其运作模式是:研究人员首先从实验或数字图书馆收集数据，然后通过在计算网格上运行模型对数据进行分析，并通过Web实现对这些数据的享受，最后通过数字图书馆发布分析结果。NPACI网格由分布在各个资源站点的一系列硬件资源、软件资源、网络资源和数据资源组成。这些网站主要包括圣地亚哥超级计算机中心(SDSC)、德克萨斯高级计算中心(TACC)和密执安大学。目前，这些资源站点已经安装了集成的网格中间件集合和先进的NPACI应用软件。
TeraGrid项目于2001年8月在美国NSF的支持下启动，旨在建立全球范围最广、功能最全、支持开放科学研究的分布式网格计算系统。这个系统使美国成千上万的科学家能够通过世界上最快的研究网络享受计算资源。2001年8月，5300万美元的资金被用于支持四个站点:国家超级计算应用中心(NCSA)、圣地亚哥超级计算机中心(SDSC)、阿贡梅国家实验室(ANL)和高级计算机研究中心(CACR)。5438年6月+2002年10月，匹兹堡超级计算中心加入，NFS追加35万美元作为补充资金。2003年9月，TeraGrid增加了4个站点，NSF相应地增加了6.5438亿美元。TeraGrid的主要合作伙伴是IBM、Intel和Qwest Communications。到2004年，TeraGrid将为用户提供20TeraFlop(每秒万亿次浮点运算)的计算能力，65，438+0 petabyte (250)的数据存储能力，高分辨率的可视化环境和一系列支持网格计算的软件工具包。TeraGrid的所有资源将通过具有40千兆位/秒交换能力的网络连接起来。
Globus是世界上最有影响力的网格研究项目之一。主要项目成员有阿贡国家实验室、芝加哥大学、南加州大学，现在IBM也参与进来。其主要研究任务分为四个方面:网格的基础理论和关键技术、软件和工具的开发、实验平台的建立和网格应用的开发。
根据Globus的计划，在网格计算环境中，所有可用于* * *享受的主体都是资源，如计算机、高性能网络设备、昂贵的仪器、大容量存储设备、各种科学数据、各种软件等。，而分布式文件系统和数据库缓冲池也可以理解为资源。事实上，在网格计算环境中，任何对用户有用的东西都可以理解为资源。Globus关注的其实不是资源的实体，而是如何安全、有效、便捷地向用户提供资源。所以从* * *，Globus会把重点放在资源的访问接口或者说访问接口上。目前，Globus在商业计算领域整合了Web Service技术，希望为各种商业应用提供广泛的、基础的网格环境支持，实现更加便捷的信息共享和互操作。
网格研究已被列入国家“863”计划。“十五”期间，我国将研制面向网格的每秒4万亿次运算的高性能计算机；建设高性能计算环境，即“中国国家网格”，聚合计算能力5万亿至7万亿次:开发一套具有自主知识产权的网格软件；建设一批科学研究、经济建设、社会发展和国防建设急需的重要应用网格；形成一批网格技术国家标准，参与国际标准制定；使中国在电网技术上达到世界先进水平，大大提高中国的综合国力和国际竞争力。
中国科学院计算技术研究所正在开展一项名为织女星网格的研究。其核心思想是基于宽带和无线网络，让位于一台电脑中的所有组件都能独立上网，享受资源和服务。计算将围绕普遍服务、辅助智能、全局集成和自主控制四项技术，研发面向网格的服务器、路由器、操作系统和协议等具体产品和技术。
中国教育科研网格ChinaGrid项目是教育部“十五”211项目的重大项目。其研究网格支撑平台由华中科技大学、清华大学、上海交通大学、北京航空航天大学等联合开发。基于W eb服务参考框架，达到国际先进水平。支撑平台利用中国教育科研网和高校的大量计算资源和信息资源，实现资源有效共享，消除信息孤岛，提供有效服务器，形成高水平、低成本的计算服务平台。
中国教育科研网格将充分利用中国国家教育科研网络CERN ET和高校的大量计算资源和信息资源，开放相应的网络软件，配合使用网络计算机，整合分布在教育科研网络上的自治的、异构的海量资源，实现CERNET环境下的资源有效共享，消除信息孤岛，提供有效服务， 形成高水平、低成本的服务平台，把高性能计算送到教育科研网用户的桌面上，从而成为国家级的科研教学平台。
三、新一代信息技术在野外地质调查工作中的应用要求
. 1是野外地质调查从传统到数字化、智能化的需求。
导航与位置服务是指基于导航定位、移动通信、数字地图等技术，在统一的时空基准下，建立人、事、物、地的位置和时间标签及其关联，为政府、企业、行业和公众用户随时了解关注目标的位置和位置相关信息提供服务。对推动现代地质调查行业升级转型具有重要作用。随着基础设施的完善和技术的进步，“定位”作为新一代信息技术的重要元素，将在野外地质调查中发挥重要作用。
野外地质调查通常在危险地区进行，很多地方具有一次性到达的性质，因此野外获得的资料极具价值。如果在野外观测，受限于个人能力和观测环境，可能会错过极其有用的信息，导致失去发现“矿”的机会其次，野外工作环境艰苦，学科交叉，找矿难度大。通过现代化手段实现野外地质工作的部署、专家咨询、远程指导、管理和监测日益迫切。
为了有效获取野外地质资料，最大限度地使之准确，需要利用以北斗系统为主体的中国卫星导航的特点和优势，与野外地质调查充分结合，构建北京(中国地质调查局)、大区(华东、华北、西南、西北、东北、中南)、地质调查院或地勘单位(省级)、野外人员四级野外地质调查节点联网体系；基于网格GIS技术，研究了面向中国地质调查局万名用户的位置信息搜索、智能推送和按需服务技术。通过构建基于BDS/GPS的野外地质调查智能位置服务系统和平台，地质工作者主动推送地质、矿产、地球化学、地球物理、区域预警信息、区域人文地理背景信息等与当前位置相关的综合信息，为实施智能地质调查和智能地质调查提供具体支撑。
2.加强野外地质调查人员工作和管理服务能力的需要。
中国地质调查局组织实施国家“青藏高原地质矿产调查评价专项”，开展大比例尺区域地质矿产调查和主要成矿带矿产资源远景评价，通过区域地质、地球化学、地球物理工作提高基础地质调查水平，查明成矿地质背景、成矿条件和矿产资源潜力，圈定找矿靶区，开展矿产开发等人类活动造成的环境破坏修复试验。对于充分发挥青藏高原资源优势，缓解我国资源“瓶颈”约束，促进区域经济可持续发展，提高边境民族生活水平，巩固边防具有重要意义。
如今，每年都有大量地质技术人员涌入险场，执行国家基础性、公益性地质调查任务。因为野外地质调查具有流动性大、单人(或2 ~ 3人一组)作业、分散性强的特点。目前，我国基础地质调查的重点在西部地区，大多处于移动通信和地面通信网络的盲区。野外地质调查的进度和动态、野外工作的应急救援主要采用卫星电话联系，其推广应用受到自动化程度低、成本高的限制，难以满足野外地质调查中对移动目标的动态跟踪和导航。迫切需要通过高科技手段提高野外地质调查的精度和安全性，完成国家基础地质调查队伍精兵化、现代化的转型要求。