油田地面工程空間數(shù)據(jù)庫建設研究

田文軍

摘 要 隨著石油企業(yè)的生產(chǎn)，油田地面生產(chǎn)運行的傳統(tǒng)管理方式已經(jīng)逐漸不能夠適應目前油田開發(fā)的現(xiàn)狀，結合GIS技術，從地面系統(tǒng)運行與管理角度，以提高安全生產(chǎn)運行效率為目的，開展油田地面工程空間數(shù)據(jù)庫建設的研究，為地面系統(tǒng)生產(chǎn)運行高效、安全的管理提供強有力的基礎。本文以CGCS2000坐標系為參考基準，選擇開源軟件PostGIS作為空間數(shù)據(jù)庫的軟件平臺，選用天地圖前置服務作為基礎地理數(shù)據(jù)服務，分九個專業(yè)來建設地面工程空間數(shù)據(jù)庫。

關鍵詞 地面工程;空間數(shù)據(jù)庫;PostGIS;天地圖

前言

國內(nèi)油田企業(yè)逐步進入開采的后期階段，地面設備設施陳舊，管網(wǎng)腐蝕程度較高的問題比較突出，同時又受到環(huán)保問題的制約，傳統(tǒng)的油田地面工程運行管理手段無法滿足現(xiàn)階段的要求。運用GIS技術為油田地面生產(chǎn)運行提供設備設施的管理、可視化展示、應急響應、生產(chǎn)預警、流程模擬、空間分析等功能，實現(xiàn)地面生產(chǎn)運行管理的智能化，從而提升地面生產(chǎn)運行管理效率，降低運維成本。對于信息系統(tǒng)來說數(shù)據(jù)是基礎與支撐，地面工程空間數(shù)據(jù)庫的建設是關鍵。

1空間參考基準

空間參考（Spatial Reference）是GIS數(shù)據(jù)的骨骼框架，能夠?qū)⑽覀兊臄?shù)據(jù)定位到相應的位置，為地圖中的每一點提供準確的坐標[1]。

新中國成立以來，中國分別建立了1954北京坐標系、1980西安坐標系和CGCS2000多套國家大地坐標系，但以目前測繪行業(yè)的現(xiàn)狀來看，無論是從坐標系的精度，還是測量的手段、效率和精度，空間數(shù)據(jù)庫的參考基準都應該選擇CGCS2000坐標系。

2空間數(shù)據(jù)庫軟件平臺

由于空間數(shù)據(jù)具有空間位置、非結構化、空間關系、分類編碼、海量數(shù)據(jù)等特征，一般的商用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)難以滿足要求。目前比較流行的主要集中在“關系型數(shù)據(jù)庫+空間數(shù)據(jù)引擎”、“擴展對象關系型數(shù)據(jù)庫”兩類。

“關系型數(shù)據(jù)庫+空間數(shù)據(jù)引擎”的缺點是空間操作和處理無法在數(shù)據(jù)庫內(nèi)核中實現(xiàn)，數(shù)據(jù)模型較為復雜，擴展SQL比較困難，不易實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與互操作。

“擴展對象關系型數(shù)據(jù)庫”的優(yōu)點是空間數(shù)據(jù)的管理與通用數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)融為一體，空間數(shù)據(jù)按對象存取，可在數(shù)據(jù)庫內(nèi)核中實現(xiàn)空間操作和處理，擴展SQL比較方便，較易實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與互操作。

開源空間信息軟件PostGIS是典型的“擴展對象關系型數(shù)據(jù)庫”管理系統(tǒng)，它是對象關系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)PostgreSQL的一個擴展，增加了存儲管理空間數(shù)據(jù)的能力，同時遵循OpenGIS的規(guī)范[2]。

因此，將開源軟件PostGIS作為空間數(shù)據(jù)庫的軟件平臺是一個非常好的決定。

3地面工程空間數(shù)據(jù)庫建設內(nèi)容

油田地面工程數(shù)據(jù)涵蓋類別多、覆蓋面廣，不僅有地上，還有地下;既有空間信息，也有屬性信息;不僅包括靜態(tài)數(shù)據(jù)，還包括動態(tài)生產(chǎn)數(shù)據(jù)。因此地面工程數(shù)據(jù)建設上應該全方位、多視角考慮，盡可能全面進行組織。

地面工程數(shù)據(jù)從專業(yè)上來分，主要分為原油集輸、天然氣集輸、注入、給排水、消防、供配電、污水處理、通信、油田道路九大專業(yè)。主要涉及的對象有井、管線、站庫、計量間、通信設施、供配電設施、消防設施、油田道路等。

4數(shù)據(jù)建設方法

油田地面工程空間數(shù)據(jù)的建設可以按照不同的類型來進行，下面對基礎地理和地面工程兩類數(shù)據(jù)的建設方式方法進行詳細說明[3]。

4.1 基礎地理數(shù)據(jù)建設方法

基礎地理數(shù)據(jù)是建設空間數(shù)據(jù)庫的基礎，作為底圖來展示，滿足各類設施設備周邊環(huán)境查看，為后期地面工程設計、運維、高后果區(qū)分析、應急預警等做準備。基礎地理包含線劃圖（DLG）、影像圖（DOM）、數(shù)字高程模型（DEM）三種常見的數(shù)據(jù)，以及各類專題數(shù)據(jù)，如：水系、交通、保護區(qū)、居民地等。針對基礎地理數(shù)據(jù)的建設有兩種模式，一種是購買方式，另一種是服務方式。購買方式需要大量資金的支持，并不能滿足數(shù)據(jù)的時效性，而服務方式只需要少量的服務費，還能保證數(shù)據(jù)的時效性，顯而易見采用前置服務的方式比購買方式要好得多。目前，國內(nèi)基礎地理數(shù)據(jù)提供商有百度、高德、天地圖等，而天地圖是國家地理信息公共服務平臺，提供的數(shù)據(jù)擁有全面、豐富、更新頻次高、安全可靠等優(yōu)點，推薦與天地圖合作開展前置服務，為企業(yè)提供基礎地理地圖服務。

4.2 地面工程數(shù)據(jù)建設方法

地面工程各類設施從設計到竣工都會留下相應的資料，可采用數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的方式，根據(jù)不同的資料，運用不同的技術手段，最終形成空間數(shù)據(jù)。

紙質(zhì)資料的數(shù)據(jù)，需要進行電子化，難點在于坐標的配準、屬性信息提取、圖幅接邊、紙張變形等。

電子資料的數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)大部分是CAD數(shù)據(jù)，主要難點集中在數(shù)據(jù)分類和分層上，要實現(xiàn)一類對象存放于一個圖層，同時還要滿足點、線、面三個要素的單一性。完成數(shù)據(jù)分類和分層以后，可以按照空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換技術規(guī)程進行轉(zhuǎn)換和入庫[4]。

有的地面工程設施沒有參考信息，只能采用測繪的方式完成數(shù)據(jù)的建設。

5結束語

運用PostGIS建立企業(yè)級的空間數(shù)據(jù)庫平臺，結合天地圖的前置服務，而打造的油田地面工程空間數(shù)據(jù)庫，可以說是一個新的思路與方法，不僅提升了空間數(shù)據(jù)的訪問速度，還更具有經(jīng)濟性。

參考文獻

[1] 王蕾，陳渠波.云環(huán)境下基于PostGIS的城市時空地質(zhì)大數(shù)據(jù)管理研究[J].資源信息與工程，2019，34（5）：117-120.

[2]王媛媛.GIS在油田地面工程建設中的應用探究[J].石化技術，2018，25（9）：78.

[3] 徐永明.地理信息系統(tǒng)在地面工程中的應用[J].科技創(chuàng)新與應用，2015（18）：298.

[4] 張漫，周喜紅，趙春媛.GIS在油田地面工程中的應用[J].油氣田地面工程，2004（2）：45.