近日，科技部發布了導航與位置服務發展“十二五”規劃。規劃明確了我國導航與位置服務業跨越式發展的方向和目標，給出了突破泛在精確定位、全息導航地圖、智能位置服務三大核心技術的具體目標。
科技部發布的《中國雲技術發展“十二五”規劃》指出，雲計算是互聯網時代信息基礎設施和應用服務模式的重要形式，是新壹代信息技術集約化發展的必然趨勢。它以資源聚合與虛擬化、應用服務與專業化、按需供給與靈活使用的服務模式，提供高效率、低成本、低功耗的計算和數據服務，支持各種信息應用。給出了“突破大規模資源管理與調度、大規模數據管理與處理、運行監控和安全保障等重大關鍵技術，開發簡單的雲操作系統和服務管理平臺、EB級雲存儲系統、支持億級並發的雲服務器系統、面向雲計算中心的大容量網絡交換機以及相應的安全管理體系，形成面向區域和重點行業的各類雲服務整體技術解決方案”的具體目標。
以北鬥系統為主體的中國衛星導航和雲計算技術將是新壹代信息技術和智能信息產業的核心要素和基礎。推動了高端制造業、現代服務業、綜合數據產業等多個行業的轉型升級。對於傳統地質調查而言，智能地質調查和智能地質調查是現代地質調查的典型標誌，導航與位置服務、雲計算、網格計算等技術為智能地質調查和智能地質調查帶來機遇。雲計算、網格計算、導航和位置服務的當前進展總結如下。
壹.導航和定位服務
(1)國內外導航衛星技術發展現狀
全球導航衛星系統(GNSS)是壹種基於空間的衛星導航和定位系統，可以提供關於時間、空間和位置的動態信息。它是目前最有前途和最有活力的高科技領域之壹，已成為主要的空間信息基礎設施。由於GNSS系統在國家政治、軍事、經濟、科技等方面的重要作用，世界各航天大國都在發展自己的GNSS系統。目前，美國GPS(全球定位系統)、俄羅斯GLONASS(全球導航衛星系統)、歐盟伽利略(簡稱“伽利略”)和中國北鬥(北鬥(指南針)導航衛星系統)已被聯合國認定為世界四大衛星導航系統。此外，印度和日本根據各自的發展戰略，分別為亞太地區開發了區域衛星導航系統IRNSS(印度區域導航衛星系統)和QZSS(準天頂衛星系統)。
從20世紀60年代末到70年代初，美國和前蘇聯分別開始研制新壹代全球衛星導航系統，提供全天候、全天時、連續實時的精確定位服務。到20世紀90年代中期，全球衛星導航系統GPS和GLONASS已經建成並投入運營。2002年3月，歐盟啟動了伽利略計劃。全球定位系統參數見表1-1。
表1-1全球定位系統參數及性能表
中國衛星導航起步於20世紀80年代，當時陳芳允院士提出了雙星定位理論。作為我國自主研發的導航衛星系統，其發展戰略分為三步走。第壹步:北鬥衛星導航試驗系統建成2000年，中國成為世界上第三個擁有自己衛星導航系統的國家。第二步:北鬥衛星導航(區域)系統。2012年將建成5顆GEO衛星、5顆IGSO衛星(2顆在軌備份)、4顆MEO衛星***14，從而形成覆蓋亞太大部分地區的北鬥衛星導航系統。第三步:2020年建成北鬥衛星導航系統，將包括5顆地球同步軌道衛星、3顆傾斜地球同步軌道衛星和27顆中軌道衛星，形成定位精度優於GPS和短報文通信的全球導航定位系統。目前，北鬥衛星導航系統已完成第二步建設，開始為亞太地區用戶提供快速定位、短數字報文通信和授時服務。
北鬥衛星導航系統提供定位、導航、授時和短報文通信服務，分為開放服務和授時服務。開放服務是指為服務區域內任何有終端設備的用戶提供定位、導航和授時服務，定位精度為10m，授時精度為50ns，測速精度為0.2m/s..授權服務是指只有授權後才能使用的服務，包括更高精度的定位服務(最高1m)和短消息服務。
中國衛星導航與位置服務業基本可以分為:導航與衛星制造、芯片、OEM板、模塊、天線等。在上遊，終端集成，中間系統集成；下遊是銷售、運營、服務。2012 12 2月，國務院新聞辦公室召開新聞發布會，正式宣布北鬥衛星導航系統將於當日正式提供區域服務。據中國衛星導航定位協會預測，到2015年，衛星導航與位置服務產業產值將超過2250億元，到2020年將達到4000億元，屆時北鬥產業有望占據70%至80%的市場份額。
北鬥在定位導航功能上不遜於GPS，其授時功能主要應用於金融、電力、通信等領域。北鬥授時精度可達10ns水平，其獨特的通信功能有望成為無線移動通信的重要補充，對資源調度、安全監測和防災救災工作具有重要意義。
(二)國內外位置服務的發展現狀
LBS，基於位置的服務)也稱為位置服務。LBS是移動通信網絡和衛星定位系統相結合提供的壹種增值服務。通過壹套定位技術，獲取移動終端的位置信息(如經緯度坐標數據)，並提供給移動用戶自己或他人以及通信系統，實現各種位置相關的服務。本質上是壹種概念更廣的與空間位置相關的新型服務業務。
2004年，Reichenbacher將用戶使用的LBS服務分為五類:定位(個人位置)、導航(路徑導航)、查詢(查詢壹個人或壹個物體)、識別(識別壹個人或壹個物體)、事件檢查(在特殊情況下向相關機構發送帶有幫助或查詢的個人位置信息)。
隨著智能手機的普及，美國3/4的智能手機用戶都在使用實時LBS位置服務。Pew Interent &美國生活項目進行了壹項調查。結果顯示，美國74%的智能手機用戶使用實時LBS位置服務來查找附近的相關信息。此外，18%的用戶會使用Foursquare等地理社交服務的“簽到”來確認自己的地理位置，並分享給好友。
美國智能手機用戶份額從2011的35%增長到2012的46%，這意味著用戶使用LBS服務的整體比例也在增加。此外，使用“簽到”的用戶也從2065，438+0的65，438+02%增長到2065，438+02的65，438+08%，智能手機在美國市場的份額越來越高。
PEW INTERENT & American Life項目成員Kathryn Zickuhr向Mashable透露，長期研究發現，位置與用戶的互聯網和手機使用無關，但用戶對位置服務意識的增長已經成為人們使用數字技術產品的壹部分。同時，Zickuhr補充道，發現人的位置的重要性在於發現自己，發現與他人的社會聯系。毫無疑問，LBS信息服務和地理社交簽到服務將更受年輕用戶歡迎。同時，研究表明，雖然低收入人群會較少使用LBS信息服務，但他們更有可能成為地理社交服務的用戶。
2001 65438+2月，日本KDDI推出首個商業位置服務。在KD DI服務推出之前，日本知名安全公司SECOM在2001年4月成功推出了首款采用GPSONE技術並具有追蹤功能的設備。該設備也運行在KDDI的網絡中。這種高精度的安全保障服務可以在任何情況下準確定位呼叫個人、物體或車輛的位置；NTTDoCoMo在i-mode包中提供i-Area服務，但僅限於日常信息服務。基於高通MS-GPS系統的EZNaviWalk行人導航應用在日本市場獲得巨大成功，成為KDDI和NTTDoCoMo競爭中的殺手級應用。
在韓國，KTF於2002年2月利用GPSONE技術成為韓國第壹家通過全國移動通信網絡向用戶提供商業移動定位服務的公司。在LBS業務創新方面，韓國移動運營商走在世界前列。2004年7月，韓國最大的移動運營商SK電訊率先推出了全球首個確保兒童安全的網絡位置服務——I .-Kids，用於確認兒童當前的位置和活動路徑。壹旦孩子的活動超出設定範圍，就會自動發出報警信息。
加拿大貝爾移動公司可謂是LBS業務的市場領導者，率先提供基於位置的娛樂、信息、求助等服務。2003年2月，貝爾移動的M yFinder業務率先進入市場。貝爾移動不斷創新。2004年9月，BEL Mobile發布了全球首款基於GPS的手機遊戲Swordfsih，該遊戲利用手機定位技術，將地球縮小成可測量的魚塘。據調查，大約三分之二的美國用戶願意每月支付壹定的費用來獲取引導駕駛的方向和位置信息。在市場的推動下，在E911處於領先地位的SprintPCS於2004年9月推出了LBS商用服務。
在歐洲，運營商應用LBS的技術已經相當成熟，其服務主要是定位和導航服務。
2012年，科技部發布《導航與位置服務發展“十二五”規劃(征求意見稿)》，指出“導航與位置服務產業已成為繼互聯網、移動通信之後，全球發展最快的新興信息產業之壹。”規劃明確了中國導航與位置服務業跨越式發展的方向和目標:突破泛在精確定位、全息導航地圖、智能位置服務三大核心技術；開展公共、行業和區域應用示範，為政府、企業和公眾用戶提供位置信息服務:直接形成超過6543.8億的規模產業；初步建立5個高新技術產業化基地等。
全球導航與位置服務業已成為繼互聯網和移動通信之後發展最快的新興信息產業之壹，近年來保持了每年50%以上的增長勢頭。據統計，2011年中國衛星導航與位置服務業產值接近700億元，比2000年增長約20倍，占全球的7.4%。未來五年，中國地理信息位置服務業將進入黃金發展期，甚至是“鉆石”發展期。
目前，北鬥衛星導航系統已成為我國重大空間信息基礎設施。以北鬥系統為主體的中國衛星導航將是新壹代信息技術和智能信息產業的核心要素和基礎。北鬥衛星導航系統可以促進高端制造業、現代服務業、綜合數據產業等產業轉型升級。作為新壹代信息技術的重要元素，“位置”將無處不在。
第二，雲計算和網格技術
雲計算
信息時代，新技術的創新能力和新產業的發展程度成為衡量國家綜合實力的標準。因此，世界各國特別是發達國家制定了壹系列雲計算技術創新、產業發展和人才保障的配套政策和保障措施。雖然全球雲計算產業處於發展初期，市場規模不大，但將引導傳統ICT產業向社會化服務轉型，未來發展空間十分廣闊。2011年全球雲計算服務規模約為900億美元，2015年將達到1768億美元，發展空間非常廣闊。
近年來，美國政府制定了壹系列支持雲計算的政策，主要體現在以下幾個方面:統壹戰略規劃，明確雲計算產品的服務標準；加強基礎設施建設，制定標準，鼓勵創新:加大政府采購，積極培育市場；構建雲計算生態系統，促進產業鏈協同發展。基於對現狀的分析，美國政府將雲計算技術和產業定位為保持國家核心競爭力的重要手段之壹。美國政府對雲計算產業的支持是深層次的，通過強制政府采購和指定技術架構來推動雲計算的技術進步和產業發展。
2012年9月，歐盟委員會宣布啟動旨在進壹步開發歐洲雲計算潛力的戰略計劃，旨在擴大雲計算技術在經濟領域的應用，從而創造大量就業機會。歐盟委員會雲計算戰略計劃中的政策措施包括:篩選多項技術標準，確保雲計算用戶的互操作性、數據可移植性和可逆性，並在2013前確定上述領域的必要標準:支持歐盟範圍內的“可信雲服務提供商”認證計劃；為雲計算服務制定安全公平的標準和規範，尤其是服務的SLA利用公共部門的購買力(占IT總支出的20%)在歐盟成員國的歐洲雲計算服務和相關企業之間建立夥伴關系，建立歐洲雲計算市場，督促歐洲雲服務提供商擴大業務範圍，提供高性價比的在線管理服務。歐盟委員會制定的雲計算戰略計劃的目標是，到2020年，雲計算可在歐洲創造250萬個新就業崗位，年均產值6543.8+060億歐元，達到歐盟國民生產總值的654.38+0%。
2010年8月，日本經濟產業省發布的《雲計算與日本競爭力研究》報告指出，政府、用戶和雲服務提供商(數據中心、IT廠商等。)應該利用日本的優勢，比如在IT方面的技術優勢，通過分析雲計算的全球發展趨勢，解決雲計算演進發展中的挑戰和關鍵問題，為雲計算產業的發展構建良好的環境。通過創造基於雲計算的服務開拓全球市場，到2020年培育累計規模超過40萬億日元的新市場。
2011年9月，韓國政府制定了《雲計算綜合振興計劃》，其核心是由政府牽頭引進和提供雲計算服務，以發展國內對雲計算的需求。《KCC報告》指出，從2010年到2012年，韓國政府投資41580億韓元建設通用雲計算基礎設施，將電子政務中使用的利用率較低的1970臺服務器虛擬化，逐步替換為高性能服務器，並根據系統服務器資源的使用情況動態分配服務器資源。
我國雲計算服務市場處於起步階段，雲計算技術和設備有壹定的發展基礎。中國雲計算服務市場整體規模較小，但追趕勢頭明顯。據Gartner估計，2011年，中國在全球雲計算服務市場的份額不到3%，但年增長率達到40%。預計未來中國與國外在雲計算方面的差距會逐漸縮小。
大型互聯網公司是目前國內主要的雲計算服務提供商，業務形態主要是IaaS+PaaS形式的開放平臺服務，其中IaaS服務相對成熟，PaaS服務已經初具規模。國內大型互聯網公司開發了雲托管、雲存儲、開放數據庫等基礎IT資源服務，以及網站雲、遊戲雲等壹站式托管服務。壹些互聯網公司自主推出PaaS雲平臺，面向企業和開發者開放。幾家公司的PaaS平臺吸引了數十萬開發者入駐，通過共享實現了與開發者的共贏。
ICT廠商在雲計算專用服務器、存儲設備和企業私有雲解決方案的技術研發方面具有相當的實力。其中，國內企業開發的雲計算服務器產品已經具備競爭力。在國內大型互聯網公司的新服務器采購中，國產品牌的份額占到50%以上，並且正在逐步進軍國際市場。國內裝備制造企業的私有雲解決方案，擁有上千臺物理機，上百萬臺虛擬機的管理水平。
軟件廠商逐漸轉向雲計算領域，開始提供SaaS服務，並擴展到PaaS領域。國內SaaS軟件廠商多為中小型企業，其業務形式主要是企業CRM服務。國內領先的SaaS軟件供應商的簽約用戶數量已經超過10，000。
電信運營商依托網絡和數據中心優勢，主要通過IaaS服務進入雲計算市場。中國電信於2011年8月發布天翼雲計算戰略、品牌及解決方案。2012年8月，提供雲托管、雲存儲等IaaS服務。未來還將提供基於雲的電子商務導航、開放PaaS服務平臺等SaaS服務。中國移動2007年開始建設大雲平臺，2065年發布了大雲1.5版本，2065年發布了大雲1.1.01.0版本。移動MM等業務未來會遷移到大雲平臺。中國聯通自主研發面向個人、企業和政府用戶的雲計算服務“沃雲”。目前，“沃雲”的服務主要以存儲服務為主，實現了用戶信息和文件在多臺設備上的協同功能，以及文件和資料的集中存儲和安全保管。
IDC企業依托自己的機房和數據中心，以IaaS作為雲服務的切入點，已經能夠提供彈性計算、存儲、網絡資源等IaaS服務。壹些IDC公司也在其傳統業務(如應用引擎和雲郵箱)的基礎上擴展到提供PaaS和SaaS服務。
為了加快雲計算的技術創新和產業發展，科技部於2012年發布了《中國雲技術發展“十二五”規劃》，其中提出了關鍵技術。這些關鍵技術也是十二五規劃中該領域的技術發展趨勢。
這些關鍵技術主要包括雲計算架構、計算、存儲、管理、應用支撐、海量數據處理等關鍵技術。如支持萬級並發任務的雲服務器節點技術、支持十萬級節點有效交互的數據中心互聯網絡結構和通信棧技術、支持身份認證、加密和隔離的硬件安全技術:大規模分布式數據共享和管理技術；資源調度和柔性計算技術；用戶信息管理技術、運行控制技術、安全管理和保護技術；應用服務開發和運行環境技術、應用服務交互技術:雲計算數據中心綠色節能技術等。
(2)網格計算
自20世紀90年代中期以來，美國自然科學基金會、美國國家航空航天局等組織和部門以及美國軍方在各自領域的網格研究項目上投入了大量資金。到目前為止，美國政府已經在網格技術的基礎研究上花費了5億美元。Npaci(國家高級計算基礎設施合作夥伴)網格是由NSF資助的網格研究項目。其目的是建立壹個能夠滿足NPACI科學計算需要的先進計算機系統。其運作模式是:研究人員首先從實驗或數字圖書館收集數據，然後通過在計算網格上運行模型對數據進行分析，並通過Web實現對這些數據的享受，最後通過數字圖書館發布分析結果。NPACI網格由分布在各個資源站點的壹系列硬件資源、軟件資源、網絡資源和數據資源組成。這些網站主要包括聖地亞哥超級計算機中心(SDSC)、德克薩斯高級計算中心(TACC)和密執安大學。目前，這些資源站點已經安裝了集成的網格中間件集合和先進的NPACI應用軟件。
TeraGrid項目於2001年8月在美國NSF的支持下啟動，旨在建立全球範圍最廣、功能最全、支持開放科學研究的分布式網格計算系統。這個系統使美國成千上萬的科學家能夠通過世界上最快的研究網絡享受計算資源。2001年8月，5300萬美元的資金被用於支持四個站點:國家超級計算應用中心(NCSA)、聖地亞哥超級計算機中心(SDSC)、阿貢梅國家實驗室(ANL)和高級計算機研究中心(CACR)。5438年6月+2002年10月，匹茲堡超級計算中心加入，NFS追加35萬美元作為補充資金。2003年9月，TeraGrid增加了4個站點，NSF相應地增加了6.5438億美元。TeraGrid的主要合作夥伴是IBM、Intel和Qwest Communications。到2004年，TeraGrid將為用戶提供20TeraFlop(每秒萬億次浮點運算)的計算能力，65，438+0 petabyte (250)的數據存儲能力，高分辨率的可視化環境和壹系列支持網格計算的軟件工具包。TeraGrid的所有資源將通過具有40千兆位/秒交換能力的網絡連接起來。
Globus是世界上最有影響力的網格研究項目之壹。主要項目成員有阿貢國家實驗室、芝加哥大學、南加州大學，現在IBM也參與進來。其主要研究任務分為四個方面:網格的基礎理論和關鍵技術、軟件和工具的開發、實驗平臺的建立和網格應用的開發。
根據Globus的計劃，在網格計算環境中，所有可用於* * *享受的主體都是資源，如計算機、高性能網絡設備、昂貴的儀器、大容量存儲設備、各種科學數據、各種軟件等。，而分布式文件系統和數據庫緩沖池也可以理解為資源。事實上，在網格計算環境中，任何對用戶有用的東西都可以理解為資源。Globus關註的其實不是資源的實體，而是如何安全、有效、便捷地向用戶提供資源。所以從* * *，Globus會把重點放在資源的訪問接口或者說訪問接口上。目前，Globus在商業計算領域整合了Web Service技術，希望為各種商業應用提供廣泛的、基礎的網格環境支持，實現更加便捷的信息共享和互操作。
網格研究已被列入國家“863”計劃。“十五”期間，我國將研制面向網格的每秒4萬億次運算的高性能計算機；建設高性能計算環境，即“中國國家網格”，聚合計算能力5萬億至7萬億次:開發壹套具有自主知識產權的網格軟件；建設壹批科學研究、經濟建設、社會發展和國防建設急需的重要應用網格；形成壹批網格技術國家標準，參與國際標準制定；使中國在電網技術上達到世界先進水平，大大提高中國的綜合國力和國際競爭力。
中國科學院計算技術研究所正在開展壹項名為織女星網格的研究。其核心思想是基於寬帶和無線網絡，讓位於壹臺電腦中的所有組件都能獨立上網，享受資源和服務。計算將圍繞普遍服務、輔助智能、全局集成和自主控制四項技術，研發面向網格的服務器、路由器、操作系統和協議等具體產品和技術。
中國教育科研網格ChinaGrid項目是教育部“十五”211項目的重大項目。其研究網格支撐平臺由華中科技大學、清華大學、上海交通大學、北京航空航天大學等聯合開發。基於W eb服務參考框架，達到國際先進水平。支撐平臺利用中國教育科研網和高校的大量計算資源和信息資源，實現資源有效共享，消除信息孤島，提供有效服務器，形成高水平、低成本的計算服務平臺。
中國教育科研網格將充分利用中國國家教育科研網絡CERN ET和高校的大量計算資源和信息資源，開放相應的網絡軟件，配合使用網絡計算機，整合分布在教育科研網絡上的自治的、異構的海量資源，實現CERNET環境下的資源有效共享，消除信息孤島，提供有效服務， 形成高水平、低成本的服務平臺，把高性能計算送到教育科研網用戶的桌面上，從而成為國家級的科研教學平臺。
三、新壹代信息技術在野外地質調查工作中的應用要求
. 1是野外地質調查從傳統到數字化、智能化的需求。
導航與位置服務是指基於導航定位、移動通信、數字地圖等技術，在統壹的時空基準下，建立人、事、物、地的位置和時間標簽及其關聯，為政府、企業、行業和公眾用戶隨時了解關註目標的位置和位置相關信息提供服務。對推動現代地質調查行業升級轉型具有重要作用。隨著基礎設施的完善和技術的進步，“定位”作為新壹代信息技術的重要元素，將在野外地質調查中發揮重要作用。
野外地質調查通常在危險地區進行，很多地方具有壹次性到達的性質，因此野外獲得的資料極具價值。如果在野外觀測，受限於個人能力和觀測環境，可能會錯過極其有用的信息，導致失去發現“礦”的機會其次，野外工作環境艱苦，學科交叉，找礦難度大。通過現代化手段實現野外地質工作的部署、專家咨詢、遠程指導、管理和監測日益迫切。
為了有效獲取野外地質資料，最大限度地使之準確，需要利用以北鬥系統為主體的中國衛星導航的特點和優勢，與野外地質調查充分結合，構建北京(中國地質調查局)、大區(華東、華北、西南、西北、東北、中南)、地質調查院或地勘單位(省級)、野外人員四級野外地質調查節點聯網體系；基於網格GIS技術，研究了面向中國地質調查局萬名用戶的位置信息搜索、智能推送和按需服務技術。通過構建基於BDS/GPS的野外地質調查智能位置服務系統和平臺，地質工作者主動推送地質、礦產、地球化學、地球物理、區域預警信息、區域人文地理背景信息等與當前位置相關的綜合信息，為實施智能地質調查和智能地質調查提供具體支撐。
2.加強野外地質調查人員工作和管理服務能力的需要。
中國地質調查局組織實施國家“青藏高原地質礦產調查評價專項”，開展大比例尺區域地質礦產調查和主要成礦帶礦產資源遠景評價，通過區域地質、地球化學、地球物理工作提高基礎地質調查水平，查明成礦地質背景、成礦條件和礦產資源潛力，圈定找礦靶區，開展礦產開發等人類活動造成的環境破壞修復試驗。對於充分發揮青藏高原資源優勢，緩解我國資源“瓶頸”約束，促進區域經濟可持續發展，提高邊境民族生活水平，鞏固邊防具有重要意義。
如今，每年都有大量地質技術人員湧入險場，執行國家基礎性、公益性地質調查任務。因為野外地質調查具有流動性大、單人(或2 ~ 3人壹組)作業、分散性強的特點。目前，我國基礎地質調查的重點在西部地區，大多處於移動通信和地面通信網絡的盲區。野外地質調查的進度和動態、野外工作的應急救援主要采用衛星電話聯系，其推廣應用受到自動化程度低、成本高的限制，難以滿足野外地質調查中對移動目標的動態跟蹤和導航。迫切需要通過高科技手段提高野外地質調查的精度和安全性，完成國家基礎地質調查隊伍精兵化、現代化的轉型要求。