随着城市规模的迅速扩大,面临着水资源贫化、地质环境恶化和地质灾害频发等重大挑战。为了有效地应对这些复杂问题,迫切需要探索利用物联网、云技术和超算平台,以及数据融合和数据同化技术,开展面向"智能城市"的新型"玻璃地球"建设,实现城市地质和资源的时空透视,并统合海量的各类静态地质勘查数据和动态实时监测数据,进行地下水资源、地质环境和地质灾害等专题数据的深度搜索、深度挖掘,以便发现规律并提升政府和相关公益服务机构对城市地下水资源、地质环境和地质灾害的认知能力,以及对突发性水源污染和地质灾害的应对能力。"玻璃地球"是城市地质时空大数据的有效载体。开展城市"玻璃地球"研究和建设,能够建立城市三维地质信息系统并开展城市三维动态、精细、多要素地质模型,使一定深度以上的城市地壳透明化,以便透视地下地质结构提升应对城市水资源贫化、地质环境恶化和地质灾害频发等问题的能力。为了走出一条"智能城市"建设的新路,需尽快开展城市地质时空大数据的理论、方法和应用途径的探索。而把"玻璃地球"与"智能城市"结合起来,正是这一探索的重要内容,对于我国"新四化"同步发展的现状具有特殊意义。开展基于面向"智能城市"的地质时空大数据研究,所面临的核心科学问题是:①在城市运行和发展过程中的资源环境演变规律如何?②怎样为城市跨越式和可持续发展提供资源环境保障?为了探索这些问题的解决途径,一方面需要开展大数据应用的基础理论与方法研究,另一方面需要结合典型应用的大数据模型研究。建国以来,我国各城市的市政建设和地质调查己经积累了丰富的地质资料,近期每个城市都建立了大量水文、环境、土地与地灾监测机构和监测点,获取了海量的天空地立体实时监测数据。目前,中国地质调查局和各省市、自治区政府,又在大、中城市启动了三维地质调查项目。所有这一切为本项研究的开展奠定了良好的数据基础和应用基础。