自然科学基金指南引导类原创探索计划项目指南
2020年度国家自然科学基金指南引导类原创探索计划项目
——深时地球科学知识图谱与知识演化研究项目指南
为贯彻落实党中央、国务院关于加强基础研究的重要战略部署，进一步强化原始创新，推动学科交叉，积极应对科学研究范式变革，国家自然科学基金委员会（以下简称“自然科学基金委”）地球科学部拟资助“深时地球科学知识图谱与知识演化研究”原创探索计划项目（以下简称“原创项目”），旨在通过地球科学与信息科学、数学等多学科的深度交叉融合，在数据革命快速发展的时代背景下，探索深时地球科学知识图谱与知识演化的理论与方法，推动数据驱动的深时地球科学发现的变革性发展。
一、总体科学目标
本项目聚焦深时地球领域，探索内容体系庞杂、关联关系复杂的深时地球科学知识体系的内在逻辑关系，创建适合多时空尺度、多层次结构、多学科领域知识图谱构建的关键理论与方法，原创性突破全球高精度数字地质年代表、岩相古地理智能分析与编图等深时地球基础科学问题，为建设计算机可理解、可推理、可计算、可呈现的全域深时地球知识图谱奠定科学基础，为构建“数据-知识-模式”协同的地球科学研究新范式开展先导性研究，促进地球科学研究的变革性发展。
二、核心科学问题
从学科知识体系到知识图谱是地球科学知识研究的一次革命性跃迁，其中既包括一系列原创性科学研究，也包含体系化的知识图谱建设工作。本项目以融合时间与空间维度的多模态地球科学知识图谱创建的关键理论与方法为核心科学问题，具体包括以下三方面：
1）融合跨时空维度的地球科学知识图谱表示的图模式是什么？如何实现在统一的时空维度下地球科学多学科知识的内在逻辑关联与结构化表达？
2）统计表征与地球科学表征融合的动态知识图谱是什么？如何实现以地球科学专家认知为核心的地球科学知识与大数据挖掘知识的集成、融合和关联？
3）如何挖掘深时地球知识谱系演化的序列特征？全维度地球科学知识是否存在协同演化特征？
三、主要资助方向和研究内容
以深时地球大数据和大知识驱动的深时地球科学研究为出发点，注重地球科学与信息科学、数学等学科的深度交叉融合，创建全域地球科学知识图谱的关键理论方法，并开展验证检验。主要从以下六个方向开展研究：
1）地球科学知识图谱表示模式与群智协同构建：研究融合时间、空间特性及复杂知识结构的地学知识表示框架和通用模式以及领域权威知识、文献抽取知识、世界知识等多源异构地学知识的融合方法，研发群体地学家协同知识获取关键技术与群智人机交互平台。
2）全球高精度数字深时时间轴谱：研究具有等时对比意义的物理、化学、生物标志层协同的地质时间轴谱表示模式与精确限定的深时地质记录时空知识谱系、知识驱动下的全球深时地质大数据全方位比对方法，构建全球统一的高精度数字地质时间轴谱。
3）沉积物知识图谱及其知识演化：研究集“时-空-物”特征于一体的沉积物知识表达模式谱，发展沉积学、地层学、沉积地球化学等多学科融合的沉积物演化知识图谱，分析计算基于IODP大数据的中新生代大洋沉积物质演化，挖掘中新生代大洋沉积物时空演化规律和控制因素。
4）矿产资源知识图谱与智能预测：研究“地球系统-成矿系统-勘查系统-预测评价系统”关联知识图谱体系，发展基于深度学习、知识图谱和推理引擎的地球系统-资源预测精准人工智能方法，研发复杂系统数字化表达、定量化关联、数值模拟和预测的地质矿产大数据自动化建模与数据分析处理引擎。
5）含油气盆地岩相古地理解析与智能编图：研究岩相古地理知识规则厘定与盆地尺度岩相古地理图标准化理论、岩相古地理知识图谱构建与沉积环境认知的智能判识、知识规则与数据库驱动下的岩相古地理图智能编制方法等，研制多维古地理记录大数据挖掘与智能岩相古地理编图平台。
6）面向地学大数据的“图-文-数”动态知识图谱：研究地学知识时空实体与对象动态关联、多视角地学知识交互与呈现、精准地学知识发现与推理等理论与方法，研制“图-文-数”一体化地学知识引擎与地学动态知识发现平台。
四、资助计划
