大庆油田工程勘察地理信息系统设计开发.pdf

第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集 大庆油田工程勘察地理信息系统设计开发 实践及发展方向 张金 良 ( 大庆油田工程有限公司勘察工程部， 黑龙江大庆 1 6 3 7 1 2 ) 摘要: 大庆作为中国 最大的国 有资源类企业， 随着全球经济一体化和信息网络化的不断发展， 广泛应用以 信息技术为主要标志的高新技术， 大庆油田已 经步人了一个崭新的发展时期， 城市建设和油田建设日 新月异， 因此 全面提高大庆油田的 运营和管理、 规划和设计、 油田的信息化基础设施建设水平， 对促进大庆油田经济的增长具有 十分重要的意义。 本文介绍了 建立大庆油田工程勘察地理信息系统设计开发实践及其发展方向。 关键词: 大庆油田; 地理信息系统; 工程勘察; 管理; 数据库; M G E ; 数字地球 0 引言 大庆油田 分布在幅员近五万平方千米的土地上， 已经走过四十余年的发展历程。大庆油田工 程有限公司承担着大庆油田的工程勘察、 总体规划及工程设计任务。近十几年来， 大庆油田已经 步人了 一个崭新的发展时期， 城市建设和油田 建设规模不断扩大， 油田 勘察、 规划设计工程大幅度 增加， 信息吞吐量不断增大， 城市面貌日 新月异。为了满足城市建设和油田建设发展的需要， 为大 庆的可持续发展提供宝贵的信息资源， 为油田的运营和管理提供新的思路和手段， 建设大庆油田 工程勘察地理信息系统， 具有十分重要的现实意义和深远的历史意义。 该系统于1 9 9 8 年1 1 月建成并通过专家组鉴定验收。投人使用至今已经高效运行了六年半的 时间， 为大庆油田的二次创业和长期持续发展创造巨大的经济效益和社会效益。推广应用的单位 有大庆油田 有限责任公司计划规划部、 大庆油田 工程有限公司、 大庆油田的十二个采油厂、 三大专 业公司( 销售总公司、 天然气公司、 电力总公司) 等。 该系统可以通过计算机网络为大庆油田规划、 设计各专业及各管理部门提供基本地形图信息、 工程测量成果信息、 控制测量成果信息、 工程地质 勘察资料信息等基础地理信息支持。 该系 统强大的空间分析功能为规划和设计方案的优化提供 必要的条件， 也将为建立数字大庆油田奠定坚实的基础。 1 大庆油田工程勘察地理信息系统结构与基本功能 大庆油田工程勘察地理信息系统由地形图数据库( 含属性数据库) 、 工程测量数据库和工程地 质数据库三个子系统组成( 见图1 ) 0 1 . 1 地形图数据库 地形图数据库由1 : 2 0 0 0 及1 : 5 0 0 0 比例尺两个地形图库组成。该库是各种勘察、 规划、 设计 工作的地理信息载体， 是整个系统的基础库。每种比例尺图库又设计为单幅图库和区域图库两种 形式。 单幅图库按国家标准地形图要求存储单幅的数字化地形图， 区域图库按地理信息要求存储 拼接的“ 无缝数字化地形图” 并连接属性数据库， 单幅图库和区域图库的数字化地形图按专业和油 田规划设计需要均分成 1 4 大类4 3 层存储( 见表 1 ) 。其中， 1 : 5 0 0 0比例尺地形图库覆盖整个大庆 地区。 测绘信息网w w w . o t h e r m a p . c o m 网友测绘人提供 张金良: 大庆油田工程勘察地理信息系统设计开发实践及发展方向 3 1 1 地形图数据库工程测量数据库 工程地质数据库 土 壤 腐 蚀 性 数 据 库 地 下 水 资 料 数 据 库 工 程 地 质 项 目 数 据 库 钻 孑 L 资 料 数 据 库 圈1 大庆油田工程勘察地理信息系统 1 : 5 0 0 0比 例尺地形图库结构及功能见图2 0 12 0 0 0比 例尺地形图库结构及功能与1 : 5 0 0 0 比 例尺地形图库相同。 表1 地形图要素分类表 序号分 类 名 称包含层数 1 原油集输系统 4 2 油田 气及天然气系统 4 3油田注水、 给排水及污水处理系统6 4 电力系统 3 5通讯系统3 6交通系统G 7居民地2 8独立地物2 9 自 然水系及附属设施 2 1 0植被3 1 1地貌及土质5 1 2境界1 1 3测量控制点1 1 4 地质钻孔 1 测绘信息网w w w . o t h e r m a p . c o m 网友测绘人提供 第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集 1 / 5 0 0 0比例尺地形图库 图2 1 : 5 0 0 0比 例尺地形图库结构与功能图 1 . 2 工程测量数据库 工程测量数据库由控制测量数据库和工程测量项目 数据库组成。该库的结构与功能见图3 0 控制测量数据库存储和管理各种测量控制点成果包括各等级三角点、 导线点、 水准点、 天文点 和G P S 点等。该库可实现控制测量资料的自 动化管理， 并能有效地防止泄密、 失密。能够按种类、 点名、 等级、 坐标范围等方式进行查询， 并可根据使用权限对库进行增、 删、 改等操作。 工程测量项目 数据库存储和管理已完成的机助成图工程测量项目的全部资料。内容有资料 图纸目 录、 地形图、 带状地形图、 纵断面图、 横断面图等。该库可通过档案号、 项目 名称、 项目 负责 人或作业日期查询。 1 . 3 工程地质数据库 工程地质数据库由 工程地质项目 数据库、 钻孔资料数据库组成。该库的结构与功能见图4 0 工程地质项目 数据库存储和管理已完成的机助成图地质项目的全部存档资料。内容有资料 图纸目录、 剖面图、 柱状图、 勘探点平面位置图、 土分析结果报告以及各种原位测试数据、 土样数 据、 层底标高等。用户可通过档案号、 项目 号、 工程名称、 作业日 期等方式查询。此外， 该库还可利 用所存储的工程地质勘察资料数据进行趋势面分析、 整理， 未知场地的勘察成果资料。该功能的 设计思想为: 利用拟建场区周围已知项目的资料和数据， 通过对该区域工程地质条件和地层变化 规律和趋势的分析， 推断出拟建场区内的工程地质条件状况， 为在该场区内进行工程地质勘察和 设计提供参考依据， 甚至可代替一部分实际的工程施工， 达到节省开支、 提高工作效率和经济效益 的目的。 钻孔资料数据库存储油田开发三十多年来的工程地质钻孔资料。内容有孔号、 所属项目号、 所属档案号、 孔深、 钻孔坐标、 孔口 标高、 取样个数、 稳定水位深度、 日 期等。该库可按坐标范围、 档 测绘信息网w w w . o t h e r m a p . c o m 网友测绘人提供 张金良: 大庆油田 工程勘察地理信息系统设计开发实践及发展方向 工程测量 杳 询 输 出输 入 】查 询 I维 护输 出 按坐标范围查询 绘图仪 网络cAD 图3 工程测且数据库结构与功能图 案号及钻孔类型查询。 钻孔资料数据库地下水观测数据库 土壤腐蚀性数据库 查询与分析 地质 项目 数据 库 输 入查 询 输 出统计分析 模 拟 分 析 葵 号 查 询 按 钻 孔 类 型 查 询 按 范 围 杏 询 图4 工程地质数据库结构与功能图 2 系统的软、 硬件环境 该系 统采 用美国I n t e r g r a p h 公司 开发的G I S 产品M G E ( M o d u l a r G I S I n v i r o n m e n t ) o M G E 是 模块化地理信息系统环境， 它在Wi n d o w s 9 5 及Wi n d o w s N T环境下运行， 可支持多种数据库， 如 O r a c l e , I n f o r m a x , I n g r e s , S y b a s e , D B 2 , F o x b a s e 等， 可实现与其它G I S 软件的 兼容。 M G E 软件系统 可分为基本软件系统和扩展软件系统。 基本软件系统环境及相互关系见图5 0 测绘信息网w w w . o t h e r m a p . c o m 网友测绘人提供 第八届东北三省测绘学术与信息交流会论文集 数据查询及管理MG A D 资料收集及确认M G MA P MG E项目 .管理核心模块MG N U C 相关界面系统R I S O r a c l e R D B关系型数据库 Wi n d o w s N T操作系统 图5 基本软件系统构成图 M G E 扩展软件系统包括众多功能各异的模块， 其中主要有: I / R A S B , I / R A S C , I / G E O V E C , MG A, MG F N, ME A L , MG V M, MG B I 等。 该 系 统 来 用 客 户 / 服 务 器 方 式 组 成网 络， G I S 系 统 需 要 功能 强 大的 计 算 机 及 其 外围 设 备 来处 理图形数据， 配备了I n t e r s e r v e r We b 6 1 5 服务器1 台、 多台工作站、 高档微机、 硬盘柜、 扫描仪、 磁带 机、 绘图仪等。 数字地形图要素分类与编码 数 字地形图 是大庆油田 工程勘察地理信息系统的基础数据， 是油田 地面工程数据库以 及规 、 设计所需的地理信息载体。地形图要素分类及编码的好坏将直接影响到地理信息数据的录 、 使用和交换， 因此， 必须以 适应大比例尺机助成图、 现代计算机和数据库技术应用和管理为目 ， 依照地形图图 式对地形图要素进行严密科学的划分， 形成系统的分类与代码体系， 确保采集、 3划人的 存储、 检索、 分析、 输出及交换的一致、 方便和高效。 3 . 1 分类与编码原则 1 ) 满 足油田 地面工程规划、 设计各专业的 需要。 2 ) 力 求 最 大限 度 地与国 标 地 形图 要素 分 类与 代 码 保 持一 致。 3 ) 在达到目 的的 基础上， 代码力求简短。 4 ) 因有些要素特征可能出现在对1 -: 5 0 0 0 地形图所分的1 4 大系统中的某几个系统中， 从实 用角度把这些要素特征放在出 现频率较高的 系统里。 3 . 2 编 码方法 本编码采用层( 线) 级分类法， 以十进制的数字顺序排列， 形成串、 并联的树型结构， 纵向为串 联结构， 上一级码和下一级码均为包含关系( 一对多) 。每一级码横向均为并联结构， 无包含关系。 考 虑 到 本系 统 编 码 今后可能 出 现 的 增 补和 扩 充， 所有编 码均为6 位十 进制的 数字 码。 编 码的 结 构 如图6 所示。 国标码 X X X 1备用扩延 IX. 二级代码 图 1一级代黝 码 编 小类码6 图 下大类码 为 保 证 码 位 的 一 致 及 大 类 的 可 扩 充 性 ， 我 们 在 原 国 标 码 的 第 一 欲 类 码 前 加1 ， 使 之 成 为 二 位 大类码， 在原国标码的第三大类中加人第九小类， 用来表示点状油田 设施， 编码为1 3 9 X X 。油田面 测绘信息网w w w . o t h e r m a p . c o m 网友测绘人提供 张金良: 大庆油田工程勘察地理信息系统设计开发实践及发展方向 状设施大类码规定为2 0 ， 编码为2 0 X X X ， 用来表示油田上各种站、 库的多边形边界。此外， 从发展 的角度考虑， 今后规划、 设计工作对本系统的需求可能更加具体化、 专业化， 因此又在原国标码之 后加一位备用扩延码， 以便对地形要素进行更详细的划分。 4 大庆油田工程勘察地理信息系统的发展方向 以信息技术为核心的高新技术浪潮正向我们袭来。现代信息技术不仅深刻地影响着现代科 学技术、 教育、 工农业生产乃至经济建设的各个方面， 而且影响着人们的生活、 工作和娱乐方式。 计算机和网络技术为发达国家带来滚滚财富， 使之经济持续高速增长， 为世界各国人民带来了信 息化社会的种种便利。 油田地面建设是石油行业的重要组成部分， 原油集输储运、 油田气及天然气集输处理及利用、 注水、 给排水、 污水处理、 电力、 通信、