中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)思路及進(jìn)展?

孫崇亮 大慶 油田設(shè)計(jì)院

中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)思路及進(jìn)展?

孫崇亮 大慶 油田設(shè)計(jì)院

數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的核心研究?jī)?nèi)容及系統(tǒng)運(yùn)行的核心要素，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和與空間位置關(guān)系密切的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)方案主要通過(guò)項(xiàng)目采購(gòu)和項(xiàng)目收集兩種方式實(shí)現(xiàn)，其中基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)以采購(gòu)為主，業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)則主要以收集的方式完成，具體數(shù)據(jù)類型包括矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)采購(gòu)作為項(xiàng)目的基礎(chǔ)底圖，數(shù)據(jù)收集作為用戶應(yīng)用的主要部分，已經(jīng)建設(shè)的數(shù)據(jù)量達(dá)到10 T，未來(lái)將會(huì)達(dá)到80 T的數(shù)據(jù)量。

中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)；數(shù)據(jù)建設(shè)；思路；進(jìn)展

1 項(xiàng)目簡(jiǎn)介及數(shù)據(jù)建設(shè)的重要性

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System, GIS）是20世紀(jì)60年代由加拿大的Roger F.Tomlinson和美國(guó)的Duane F.Marble分別提出并迅速發(fā)展起來(lái)的一門新興學(xué)科[1]，它是將現(xiàn)實(shí)世界的各類空間數(shù)據(jù)，以一定的格式在計(jì)算機(jī)中進(jìn)行輸入、存儲(chǔ)、空間分析、結(jié)果輸出、更新的跨學(xué)科綜合技術(shù)系統(tǒng)，包括計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、空間數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理人員等部分。經(jīng)過(guò)近50年的發(fā)展，國(guó)際上GIS已經(jīng)進(jìn)入以商業(yè)化模式為典型特征的用戶時(shí)代，我國(guó)GIS經(jīng)歷了準(zhǔn)備與起步、發(fā)展和產(chǎn)業(yè)化3個(gè)階段。地理信息系統(tǒng)在應(yīng)用方面呈現(xiàn)出了企業(yè)化、大眾化、全球化等特征。

中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)建設(shè)范圍包括中國(guó)石油總部、8個(gè)專業(yè)分公司及其所屬地區(qū)公司，業(yè)務(wù)范圍覆蓋了中國(guó)石油上游生產(chǎn)到下游銷售的各個(gè)環(huán)節(jié)，為中國(guó)石油從勘探開(kāi)發(fā)等上游業(yè)務(wù)到油氣銷售、石油工程技術(shù)服務(wù)等下游業(yè)務(wù)提供空間信息的存儲(chǔ)、管理、分析、展示等功能，并基于統(tǒng)一的空間基準(zhǔn)與空間信息服務(wù)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的空間集成與共享。中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目作為空間信息方面的唯一統(tǒng)建系統(tǒng)，具有輻射帶動(dòng)作用，經(jīng)過(guò)近2年的項(xiàng)目試點(diǎn)及推廣建設(shè)，現(xiàn)已完成了中國(guó)石油總部、勘探與生產(chǎn)、天然氣與管道、工程建設(shè)等分公司的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)收集與入庫(kù)等工作，平臺(tái)上線后正試運(yùn)行。

數(shù)據(jù)是地理信息系統(tǒng)的核心研究?jī)?nèi)容和要素，對(duì)項(xiàng)目建設(shè)質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)內(nèi)容包括基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)和與空間位置關(guān)系密切的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)。基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)主要包括建設(shè)單位管轄范圍的地形、地貌、地面設(shè)施的空間數(shù)據(jù)及相關(guān)基本屬性數(shù)據(jù)；專業(yè)數(shù)據(jù)指與中國(guó)石油業(yè)務(wù)相關(guān)的、具有空間特性的數(shù)據(jù)。該類數(shù)據(jù)均屬于以空間信息為主要載體的數(shù)據(jù)，是GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理的主要對(duì)象。針對(duì)項(xiàng)目平臺(tái)建設(shè)展示需求及統(tǒng)建系統(tǒng)集成的需求，在數(shù)據(jù)建設(shè)方面進(jìn)行了統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，編制了項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)方案，并按照指定的建設(shè)思路開(kāi)展了有效的建設(shè)工作，為中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)的建設(shè)工作順利實(shí)施提供了基礎(chǔ)保障。

2 數(shù)據(jù)建設(shè)思路

為最大程度地滿足系統(tǒng)建設(shè)和不同層次用戶的實(shí)際需求，項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)方案主要通過(guò)項(xiàng)目采購(gòu)和項(xiàng)目收集兩種方式實(shí)現(xiàn)，其中基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)以采購(gòu)為主，業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)則主要以收集的方式完成，具體數(shù)據(jù)類型包括矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)等。需要采購(gòu)的數(shù)據(jù)按照國(guó)家法定規(guī)定及集團(tuán)公司相關(guān)規(guī)定，包括了基本比例尺的線劃圖、不同分辨率的遙感影像等，高精度的遙感影像需要完全覆蓋中國(guó)石油在全國(guó)的業(yè)務(wù)范圍。需收集的數(shù)據(jù)包括遙感影像數(shù)據(jù)、大比例尺數(shù)字線劃數(shù)據(jù)、工程圖件數(shù)據(jù)等，收集的數(shù)據(jù)信息見(jiàn)表1。

數(shù)據(jù)的采購(gòu)工作需要按照項(xiàng)目需求及相關(guān)商務(wù)要求完成，在此不作詳述。空間數(shù)據(jù)的收集主要包括各分公司及所屬地區(qū)公司已有的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)及業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)，以及集團(tuán)公司統(tǒng)建系統(tǒng)中所管理維護(hù)的業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)，包括基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)3部分。基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分類和分層按照最新的《地理信息分類與編碼規(guī)則（GB/T 25529-2010）》，各比例尺分類和分層標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一，進(jìn)行建設(shè)范圍內(nèi)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的劃分和管理；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)分為綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、勘探與生產(chǎn)、煉油與化工、銷售、天然氣與管道、海外勘探開(kāi)發(fā)、工程技術(shù)、工程建設(shè)以及裝備制造9大類，大類數(shù)據(jù)下又分為其他小類；元數(shù)據(jù)分為DLG、DOM、DEM以及業(yè)務(wù)4種元數(shù)據(jù)。

表1 數(shù)據(jù)收集類型及相關(guān)信息

2.1 數(shù)據(jù)收集方式

（1）影像數(shù)據(jù)收集方式。包括：①?gòu)腉IS空間數(shù)據(jù)庫(kù)遷移已入庫(kù)影像數(shù)據(jù)；②遷移以文件形式存儲(chǔ)的影像圖數(shù)據(jù)。

（2）業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)收集方式。包括：①?gòu)囊延蠫IS空間數(shù)據(jù)庫(kù)中遷移GIS矢量格式的業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)；②遷移文件形式存儲(chǔ)的矢量化業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)；③從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中遷移有坐標(biāo)信息的業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)；④收集工程圖件、并從工程圖件中挖掘和提取業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)；⑤現(xiàn)有表格類型數(shù)據(jù)以及尚未提前的數(shù)據(jù)，可以表格模板填報(bào)的形式獲得業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)。

（3）三維模型數(shù)據(jù)采用直接拷貝的形式遷移。

2.2 數(shù)據(jù)交換格式及收集流程

空間數(shù)據(jù)交換采用多種格式，包括：①矢量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交換格式主要包括Geodatabase、Shapefile等；②關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)和填報(bào)表格數(shù)據(jù)交換格式有EXCEL、WORD等；③工程圖件交換格式有Geo-Map、Shapefile、CAD等。三維模型數(shù)據(jù)交換格式有DGN、SAT、VUE、MAX等。

數(shù)據(jù)收集流程規(guī)定包括：①由項(xiàng)目組擬定分公司及地區(qū)公司的數(shù)據(jù)收集內(nèi)容；②項(xiàng)目組收集人員到各個(gè)收集單位進(jìn)行數(shù)據(jù)收集培訓(xùn)；③項(xiàng)目組收集人員配合數(shù)據(jù)收集單位整理所收集的數(shù)據(jù)，并用符合要求的硬盤拷貝數(shù)據(jù)；④項(xiàng)目組與數(shù)據(jù)收集單位簽訂數(shù)據(jù)相關(guān)協(xié)議及數(shù)據(jù)交接單；⑤數(shù)據(jù)交接單在業(yè)務(wù)主管單位或部門進(jìn)行存檔。

2.3 數(shù)據(jù)處理及入庫(kù)

完成數(shù)據(jù)采購(gòu)及數(shù)據(jù)收集階段任務(wù)后，需開(kāi)展數(shù)據(jù)入庫(kù)前的處理工作，包括數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系調(diào)整、切圖處理等步驟。格式轉(zhuǎn)換主要是將現(xiàn)有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為項(xiàng)目規(guī)定的基本空間數(shù)據(jù)格式，主要有Shapefile格式或?qū)傩员砀裥问剑蛔鴺?biāo)系調(diào)整分為將現(xiàn)有數(shù)據(jù)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為項(xiàng)目要求的統(tǒng)一格式，以及為沒(méi)有坐標(biāo)的數(shù)據(jù)添加坐標(biāo)系信息等；切圖處理的是將影像、線劃等數(shù)據(jù)進(jìn)行切片處理，更便于系統(tǒng)平臺(tái)高效讀取。在此基礎(chǔ)上，還需完成國(guó)家及集團(tuán)公司相關(guān)規(guī)定的其他處理工作。處理后的數(shù)據(jù)可入庫(kù)，以備系統(tǒng)上線使用。

3 數(shù)據(jù)建設(shè)進(jìn)展

數(shù)據(jù)采購(gòu)作為項(xiàng)目的基礎(chǔ)底圖，數(shù)據(jù)收集作為用戶應(yīng)用的主要部分，已經(jīng)建設(shè)的數(shù)據(jù)量達(dá)到10 T，未來(lái)將會(huì)達(dá)到80 T的數(shù)據(jù)量。

3.1 采購(gòu)?fù)瓿苫A(chǔ)地理數(shù)據(jù)

按照項(xiàng)目設(shè)計(jì)要求，已經(jīng)全部完成了全國(guó)范圍的不同比例尺線劃圖采購(gòu)、處理入庫(kù)及發(fā)布共享，完成了全球范圍250 m、15 m分辨率遙感影像處理入庫(kù)，國(guó)內(nèi)覆蓋中國(guó)石油業(yè)務(wù)范圍的2.5 m分辨遙感影像（共506萬(wàn)平方公里）采購(gòu)、處理入庫(kù)與發(fā)布共享等工作。

3.2 收集完成的業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)

根據(jù)收集方案，現(xiàn)已收集了超過(guò)10萬(wàn)平方公里的0.5 m分辨率影像，并完成處理入庫(kù)、脫密及發(fā)布共享，如圖1所示。

圖1 0.5m分辨率遙感影像

業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)收集方面，共收集了覆蓋總部及勘探與生產(chǎn)等8個(gè)專業(yè)分公司的業(yè)務(wù)空間數(shù)據(jù)，超過(guò)440萬(wàn)條，處理入庫(kù)及發(fā)布共享超過(guò)99%，收集勘探部署圖128幅，已全部處理入庫(kù)，如圖2所示。

中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)建設(shè)工作需按照既定工作方案逐步完善數(shù)據(jù)收集工作，并在數(shù)量建設(shè)的基礎(chǔ)上，逐漸開(kāi)展數(shù)據(jù)質(zhì)量管理和評(píng)價(jià)工作的研究，如不同評(píng)價(jià)方法的探討，成熟評(píng)價(jià)方法的軟件化、規(guī)范化操作等，做到數(shù)據(jù)建設(shè)工作既能保證數(shù)量又能保證質(zhì)量。

圖2 地面設(shè)施業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)

4 結(jié)語(yǔ)

本文主要分析了項(xiàng)目數(shù)據(jù)建設(shè)思路以及相關(guān)方案，并匯總了以此為基礎(chǔ)開(kāi)展的數(shù)據(jù)建設(shè)進(jìn)展情況，目前建設(shè)數(shù)據(jù)量已經(jīng)達(dá)到10 T，未來(lái)將達(dá)到80 T，明確了中國(guó)石油地理信息系統(tǒng)后續(xù)數(shù)據(jù)建設(shè)的關(guān)注點(diǎn)，未來(lái)需繼續(xù)強(qiáng)化對(duì)數(shù)據(jù)建設(shè)的研究，不斷完善數(shù)據(jù)收集工作，并以此為基礎(chǔ)，對(duì)數(shù)據(jù)開(kāi)展評(píng)價(jià)與管理工作。

[1]Michael N.DeMers著．武法東，付宗堂，王小牛，等，譯．地理信息系統(tǒng)基本原理（第二版）[M]．北京：電子工業(yè)出版社，2001．

（欄目主持李艷秋）

10.3969/j.issn.1006-6896.2015.5.001

基金論文：國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金項(xiàng)目（41101331）。