中科院“地球大数据科学工程”专项择优支持指南

中国科学院“地球大数据科学工程”A类战略科技试点项目2019-2022年优先研究方向和任务选择指引

中国科学院“地球大数据科学工程”一级战略试点科技项目(以下简称“地球大数据工程”)按照项目启动程序经过严格论证和审议，于近日正式启动。地球大数据项目将突破一系列技术瓶颈，形成资源、环境、生物、生态多学科融合的独特地球大数据云服务平台，成为支撑国家宏观决策和重大科学发现的大数据重大科技基础设施。构建大数据驱动、高影响力的数字地球科学平台，全景展示和动态演绎“一带一路”可持续发展进程和态势，实现对全景美丽中国可持续发展的准确评价和决策支持；我们将探索由大数据驱动并整合多个学科的科学发现新范式的形成。我们将提高中国科学院乃至全国在地球科学领域整合、共享、挖掘和分析数据资源的能力。我们将在资源、环境、海洋、的黎波里、生物多样性和生态安全等领域取得重大突破。推进地球大数据领域的技术创新、重大科学发现和一站式全方位宏观决策支持。全面提高国家技术创新、科学发现、宏观决策和公共知识传播服务等领域的重大成果产出。

特殊项目将根据目标划分任务并建立项目。围绕专项目标，结合顶层设计，按照专项论证确定的总体实施方案框架，该专项共设立9个项目，包括:地球小卫星、大数据云服务平台、数字一带一路、全景美丽中国、生物多样性与生态安全、三维信息海洋、时空三极环境、数字地球科学平台、地球科学工程总体。每个项目都有几个关键的研究方向。重点研究方向分为两类:定向委托和*申请。定向委托的关键研究方向是委托相关研究团队针对基础好的研究方向进行深入系统的创新研究。免费应用的关键研究方向是支持研究人员独立确定技术路线，并围绕专项资助方向的目标开展创新研究。两类任务最终由专项统筹小组根据任务性质，结合评审专家意见确定，并报医院业务主管局批准后实施。

此次计划发布“大数据云服务平台”、“全景美丽中国”、“三维信息海洋”和“时空三极环境”四个项目的部分关键研究方向指南。

一、适用范围和研究内容

(一)大数据云服务平台项目

根据中国科学院a级战略领先科技专项“地球大数据科学工程”项目2“大数据云服务平台”的建设要求，依托该项目新建的专用计算和存储系统，从云服务基础平台运行和服务的实际需求出发，优化部署大规模计算和大数据处理软件的技术和方法， 确保平台运行安全和监控的技术和策略，以及确保平台为用户提供高性能、高可用性、安全可靠服务的技术和策略。

重点研究方向优先支持:云服务基础设施平台的运行与安全

(1)研究内容:根据云服务基础设施平台的特点，研究软件优化技术，重点研究大规模计算和大数据处理软件部署优化技术和方法；研究平台运行安全技术、异常监控技术和策略等。

(2)研究目标:为地球大数据应用部署提供优化方案和指导，充分发挥平台价值；为云服务基础设施平台提供高可用性和安全的技术解决方案。确保整个系统的高效运行，为用户提供高性能、高可用性、安全可靠的服务。

(3)评价指标:发表论文3篇；3 .专利和软件版权申请；为3个以上的超级计算和大数据处理关键应用提供优化部署方案。

(2)全景美丽中国项目

该项目以人地关系理论为基础，旨在构建一个“和谐空间”。引领数据平台建设和科研活动，形成具有中国特色的“和谐空间”评估技术和仿真演示系统。通过加强对天地一体化观测技术系统的研发，加快数据平台建设和数据共享，加快数据挖掘技术的研发，科学诊断熊安新区发展、城市和区域可持续发展的现状和主要问题。加快数据挖掘技术的研发，运用多种技术、多学科交叉和整合，研究熊安新区、城市化与智慧城市、区域可持续发展的综合进程，把中国城乡和区域发展的科学认识提高到一个新的水平；建立政策模拟和智能决策支持系统，模拟和预测不同的发展情景，并提出相关政策建议，为建设“美丽中国”提供有力的数据和科学的决策支持。

重点研究方向的优先支持:区域发展模拟与决策支持系统

以数据挖掘、模拟和可视化为手段，以资源、环境和社会经济的协调评价为主线，通过数据库建设、要素和区域综合评价、模拟决策平台建设，促进我国区域的可持续科学发展和智能科学决策。

(1)研究内容:在研究区域可持续发展影响因素的数据体系和数据标准的基础上，整合遥感、地面观测、数据调查、数据统计和模型模拟等多种数据，构建区域可持续发展的自然-人文多尺度综合数据库和数据平台。研究和开发中国区域可持续发展的关键要素和综合评价技术，重点关注工业化、城市化、交通基础设施改善和开发区建设等关键要素，科学评价不同规模和区域的可持续发展。以资源、环境和社会经济的协调为主线，以区域功能和空间结构的演变为重点，选择具有代表性的城市群区域，对区域可持续发展状况进行综合评价和模拟，并提出控制路径和对策。面向我国区域科学可持续发展的战略需求，建立了以通用模型、关键要素及其影响参数模型为核心的区域可持续发展仿真和人机交互决策支持系统，用于政策评估和规划效果仿真。

(2)研究目的:建立具有中国特色的区域可持续发展评价方法体系，开发基于地球大数据的区域可持续发展可视化决策支持平台。

(3)评估指标:借鉴联合国可持续发展目标和联合国开发计划署人类发展指数，根据中国国情，结合区域可持续发展模拟和决策的需求和特点，构建区域可持续发展社会经济基础数据库；建立具有中国特色的区域可持续发展多尺度评价方法体系，从要素和关键区域两个角度科学评价中国区域发展的可持续状态和发展趋势。研究开发支持人机交互的辅助决策模型，为中国区域可持续发展政策评估和规划效果模拟建立一套模拟决策平台。

(3)三维信息海洋工程

该项目针对“建设海洋强国”的战略发展需求。它以大数据综合挖掘和分析为主线，构建一个“两点一面”的海洋信息资源库。“一面”是指在全球范围内研究和开发基础数据产品和可视化系统。“两点”是指“中国近海”和“两洋一海”两个战略点的信息整合和科学研究，包括近海和沿海地区的生物生态系统研究。在“两洋一海”的重点领域，将研究南海岛礁和西太平洋深海和印度洋信息服务和决策支持平台。通过本项目的实施，将形成全球海洋环境基础数据库和过程交互系统。近海和沿海地区信息集成和决策支持系统；南海岛礁及周边资源环境信息系统；深海特殊生态系统的信息集成服务与展示:印度洋及其重点港区海洋灾害信息系统。服务海洋科技创新发展，增强全民海洋意识和对地球系统的认知；它为国家海洋权益维护、综合管理、资源开发、防灾减灾提供了智能决策平台。

重点研究方向优先支持:深系统多源数据集成和多维动态演示

开展深层数据资源收集整理和数据库建设，建设多学科的深层科学数据库；开发深层多学科信息系统，实现深层多学科数据的综合分析和虚拟可视化。

(1)研究内容:在统一的地理信息系统框架下，以全球深度小于6000米的深海桶为重点，构建包括物理海洋、海洋化学、海洋生物、海洋地质/地球物理、海底基础地理等方面的数据库，并以马里亚纳海沟部分海域的实测数据为基础，构建深海多学科海洋环境三维动态演示系统。

(2)研究目标:整合国内外深部科学数据资源，建立全面、集成、实时更新、开放、共享的深部科学数据库；开发建设深部多学科信息系统，实现深部多学科信息虚拟可视化展示系统，为我国深部科学研究、服务海洋科学研究和科普教育提供模拟预测和展示平台。

(3)评估指标:制定深海数据库建设标准，完成深海多学科数据库建设，数据量不低于2TB，包括物理海洋、海洋化学、海洋生物、地质/地球物理等数据。物理海洋数据包括温度、盐度、深度和洋流。海洋化学数据包括溶解氧、收集的化学元素和离子含量等。；海洋生物数据包括高清晰度、标准清晰度视频照片数据、生物样本等。；地质/地球物理数据包括主动源、被动源OBS数据、多波束数据等。在地理信息系统框架下，建立数据交换系统，提供基于时空信息的数据查询和下载门户，实现数据共享。构建面向深渊的虚拟可视化软硬件信息系统。深度虚拟示范区范围为东经140.6 ~ 142.6，北纬9.7 ~ 12.2，面积60473km2。虚拟可视化平台的显示指标为:虚拟现实系统的头盔显示器分辨率不低于1080像素；；不少于5人同时互动，延迟不超过25毫秒；；画面刷新频率不得低于75Hz。显示信息包括虚拟可视化系统，其中诸如生物样本信息、水体信息、沉积物信息、海底环境等不同类型的数据被融合在一起。发表了该学科2篇25%的论文和4篇其他论文，两次支持省市决策。数据共享索引:在子主题执行过程中，共享数据不小于2TB，1个多学科综合数据库，包括地质、物理海洋、化学和生物。

(4)时空三极环境工程

该项目侧重于在持续全球变暖的背景下三极地理环境的变化和冰冻圈的变化的影响。在对三个极地地区的自然和社会环境进行交叉研究的基础上，建立了北极资源、环境和地理综合数据库，以进一步分析其对能源和矿产资源可及性的影响。基于SSPs数据结构和未来供需平衡情景，建立了冰冻圈脆弱性评估系统(包括水资源、农业生产、生态维护和典型灾害)，以探索适合研究区冰冻圈变化的适应性和对策。

重点研究方向优先支持:三极地理环境演变与冰冻圈脆弱性评估

在已建立的北极地理环境数据库的基础上，对北极地理环境格局演变情景下主要港口能源和矿产资源可达性的空间格局变化进行了分析和研究。建立了冰冻圈变化脆弱性指标体系，对典型泛北极流域(主要是青藏高原)冰冻圈变化脆弱性评价方法进行了对比研究。

(1)研究内容:在现有综合地理环境数据库的基础上，运用多种方法，对北极地区的气候、生态环境、社会经济条件进行格局分析，评价北极地区地理环境格局演变背景下重点港口能源和矿产资源可达性的空间格局变化。基于SSPs情景，在3个典型区域开展灾害风险识别和指标体系选择，评估青藏高原和泛北极典型区域社会经济系统对冰冻圈变化的脆弱性，并提出有针对性的综合管理措施。

(2)研究目的:建立和完善冰冻圈特殊环境下的自然和社会数据采集与管理技术体系；建立共享社会经济发展路径下典型冰冻圈区域的人文社会经济数据库，建立冰冻圈脆弱性和灾害评估指标体系，开展冰冻圈脆弱性和适应性对策评估。

(3)评估指标:建立共享社会经济发展路径下典型冰冻圈地区的人文社会经济数据库；根据三个极地地区的综合地理环境数据库，量化北极地区能源和矿产资源开发的社会经济影响；评估三个极地地区冰冻圈变化的脆弱性和灾害风险水平；在该学科的相关领域，发表了两份来自25%*期刊的论文，一份省级或省级以上的咨询报告，一份对国家重大决策和活动的支持，以及两份对省部级活动的支持。

这些包括:

1)基于SSPs要素框架的*人文、社会和经济数据集:空间分辨率:城市和区域；时间分辨率:1年；时间跨度:1990-2015年；

2)基于SSPs元素框架的青海人文、社会和经济数据集:空间分辨率:城市和区域；时间分辨率:1年；时间跨度:1990-2015年；

3)基于SSPs元素框架的ob流域人类社会经济数据集:空间分辨率:省级；时间分辨率:1年；时间跨度:2010-2015年；

4)*冰冻圈变化脆弱性评估数据集:空间分辨率:城市和区域；时间分辨率:5年；时间跨度:2010-2050年；

5)青海冰冻圈变化脆弱性评估数据集:空间分辨率:城市和区域；时间分辨率:5年；时间跨度:2010-2050年；

6)鄂毕河流域冰冻区变化脆弱性评价数据集:空间分辨率:城市和区域；时间分辨率:5年；时间跨度:2010-2050年；

7)一份关于北极地区能源和矿产资源开发的社会经济影响评估和政策建议的协商报告；三极地区冰冻圈变化脆弱性评估对策和建议报告一份。

二。申报要求

1.专项择优支持指南应当按照重点研究方向的形式进行申报。原则上，每个关键研究方向只能支持一个项目，由一个人负责。

2.重点研究方向的实施期限不得超过四年。申请小组根据拟承担的研究任务的实际需要申请概算，并给出前两年的预算。总体团队将根据专项总体任务安排确定资金数额。

3.具有关键研究方向的申请人的申请要求如下:

(一)申请人应是中国科学院某研究单位的研究员，具有高级或副高级职称，在该研究领域有重要影响，前期基础和成果突出。要求每年有超过2/3的时间用于特殊研究。

(2)每个申请人限于一项研究任务，申请内容符合本择优支持指南的研究内容、研究目标和评估指标。

(三)申请人应当严格审查申请内容和申请人资格。每个申请人只能申请同一重点研究方向的一个项目。

(4)申请人应签署承诺书，详见附件1。

4.专项实施过程中产生的各类科技成果和知识产权由中国科学院遥感与数字地球研究所、专项依托单位和任务承担单位共同拥有(具体分享方式和分享比例根据具体项目和双方贡献在相关合同中另行约定)，由中国科学院遥感与数字地球研究所统一管理。各类科技成果的发布、使用和转让，应当按照任务书和相关合同约定的知识产权归属和权益分配原则办理。

5.在发表论文、专著、专利申请和奖励申请时，特殊项目形成的研究成果应标明“中国科学院战略试点科学技术专项基金”和特殊编号，代表性成果应首先标明。中国科学院战略优先研究计划资助的英文标签XDA19*。

三、声明写作要求

1.根据附件2中的申请表编写，要求文字精炼，数据真实可靠。

2.申请材料应打印在A4纸上，左侧为双面和平装本，并附电子版。

3.申请材料应当由申请人及其法定代表人签名盖章。

四.申请的接受和选择

1.申请表经分类、审核并加盖研究单位公章后，应一式两份，并附电子文档摘要(光盘或电子邮件至联系人邮箱)。请于2019年4月28日前将申请表邮寄至邮寄地址。同时，请提交一份电子版和纸质版申请表。在期限内不会被接受。

2.正式审查将在申请被接受后进行。申请内容不符合专项研究目标和支持方向或违反相关规定的，不予受理。

3.通过正式审查的申请将由专门的组织专家进行书面审查，通过书面审查的候选项目将在现场进行辩护。具体回复时间将另行通知。

V.联系信息

1.邮寄地址:

中国科学院遥感与数字地球研究所，北京市海淀区邓庄南路9号

邮政编码:100094

2.联系人:王园园wangyy@radi.ac.cn 010-82177689

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