分析基于GIS的油田地面工程的空間

1、 分析基于GIS的油田地面工程的空間摘要:基于GIS技術(shù)建立的“大慶油田工程勘察地理信息系統(tǒng)”可以實(shí)現(xiàn)對大慶油田工程勘察專業(yè)的科學(xué)管理,能夠產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。該系統(tǒng)包括地形圖庫、工程測量庫、工程地質(zhì)庫等3個(gè)專業(yè)數(shù)據(jù)庫,具有信息查詢、圖形編制、數(shù)據(jù)錄入、系統(tǒng)維護(hù)等4項(xiàng)功能。給出該系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境與主要功能,重點(diǎn)介紹空間分析功能,分別各以一個(gè)實(shí)例介紹緩沖區(qū)分析和最佳路徑分析在油田地面工程中的應(yīng)用情況。      關(guān)鍵詞:GIS;油田;地面工程;空間分析      一、引言建立基于GIS技術(shù)

2、和數(shù)據(jù)庫技術(shù)的大慶油田工程勘察信息系統(tǒng),一方面可以通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)為油田規(guī)劃、設(shè)計(jì)各專業(yè)及各管理部門提供基礎(chǔ)地理信息、基本地形圖信息、工程測量成果信息、控制測量成果信息、工程地質(zhì)勘察資料;另一方面,也將為大慶油田建立數(shù)字化測繪技術(shù)體系奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。大慶油田工程勘察地理信息系統(tǒng)(DaqingOilfield En- gineering Investigation & Surveying Information System, DOEISIS)是油田規(guī)劃、城市建設(shè)、土地管理等專業(yè)信息系統(tǒng)的基礎(chǔ),可以提供地面、地下實(shí)體的精確地理位置和屬性描述,還可以面向市政各職能管理部門, 為建立相應(yīng)的專題

3、GIS提供基礎(chǔ)地理信息服務(wù)。 DOEISIS已完成覆蓋大慶長垣油田包括347幅 15 000地形圖和區(qū)域圖(含屬性數(shù)據(jù)庫),覆蓋面積約2 000 km2。此外,還包括有2 718個(gè)測量控制點(diǎn)資料、30個(gè)工程測量項(xiàng)目資料、9 987個(gè)工程地質(zhì)鉆孔資料、10個(gè)工程地質(zhì)項(xiàng)目資料等。      二、DOEISIS的組成 DOEISIS由地形圖庫(含屬性數(shù)據(jù)庫)、工程測量庫和工程地質(zhì)庫等3個(gè)數(shù)據(jù)庫組成。      1.地形圖數(shù)據(jù)庫地形圖數(shù)據(jù)庫包括單幅圖庫、區(qū)域圖庫和相應(yīng)的屬性庫。單幅圖庫存儲滿足國家及行業(yè)

4、有關(guān)測量規(guī)范的單幅地形圖。區(qū)域圖庫打破圖幅管理界限, 在一定范圍內(nèi)將單幅圖拼接成“無縫地圖”。并按油、氣、水、電、通訊、道路、居民地等13個(gè)系統(tǒng)(專業(yè))分別提取全要素地形圖中的專業(yè)內(nèi)容,分成43 個(gè)圖層存儲,形成各專業(yè)區(qū)域系統(tǒng)圖,連接屬性數(shù)據(jù)庫后形成基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)庫,使用戶可以方便地提取圖庫中任意范圍和任意專業(yè)的圖形要素,進(jìn)行包括拓?fù)浞治龊涂臻g分析在內(nèi)的各種應(yīng)用。地形圖數(shù)據(jù)庫由12 000及15 000地形圖庫組成。用戶可按圖號、層號、帶狀圖、坐標(biāo)范圍等檢索、開窗及輸出。      2.屬性數(shù)據(jù)庫按照DOEISIS詳細(xì)設(shè)計(jì)的要求,建

5、立了屬性數(shù)據(jù)庫的表結(jié)構(gòu)。屬性數(shù)據(jù)庫包括原油集輸、油田氣及天然氣集輸、三水(注水、給排水、污水)、電力、通訊、交通等6個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)信息;還有居民地及垣柵、獨(dú)立地物、自然水系及附屬設(shè)施、植被、地貌土質(zhì)、境界線等要素類基礎(chǔ)地理信息;此外還有工程測量、工程地質(zhì)專業(yè)資料信息。      3.工程測量數(shù)據(jù)庫工程測量數(shù)據(jù)庫由工程測量項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫和控制測量數(shù)據(jù)庫組成?？刂茰y量數(shù)據(jù)庫存儲和管理各種控制點(diǎn)成果,包括各等級三角點(diǎn)、導(dǎo)線點(diǎn)、水準(zhǔn)點(diǎn)、天文點(diǎn)及GPS點(diǎn)等,可實(shí)現(xiàn)控制測量資料的自動化管理,有效地防止泄密、失密,并能夠按種類、點(diǎn)名、等級、坐標(biāo)范圍等方式進(jìn)行查詢,

6、可根據(jù)使用權(quán)限對庫據(jù)庫存儲和管理各種機(jī)助成圖的工程測量項(xiàng)目的存檔資料,內(nèi)容有資料圖紙目錄、地形圖、帶狀地形圖、縱斷面圖、橫斷面圖等。該庫可通過檔案號、項(xiàng)目名稱、項(xiàng)目負(fù)責(zé)人或作業(yè)日期進(jìn)行查詢。      4.工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫工程地質(zhì)數(shù)據(jù)庫有地質(zhì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫、鉆孔資料數(shù)據(jù)庫組成,該庫可利用所存儲的地質(zhì)資料進(jìn)行趨勢面分析、整理,輔助做出未知場地的勘察成果資料。鉆孔資料數(shù)據(jù)庫存儲和管理大量的工程地質(zhì)鉆孔資料,內(nèi)容有孔號、所屬項(xiàng)目號、所屬檔案號、孔深、鉆孔坐標(biāo)、孔口標(biāo)高、取樣個(gè)數(shù)、穩(wěn)定水位深度、日期等,可按坐標(biāo)范圍、檔案號及鉆孔類型查詢。地質(zhì)項(xiàng)目數(shù)據(jù)庫存儲和

7、管理已完成的機(jī)助成圖的地質(zhì)項(xiàng)目的存檔資料,內(nèi)容有資料圖紙目錄、剖面圖、柱狀圖、勘探點(diǎn)平面位置圖、土分析結(jié)果報(bào)告以及各種原位測試數(shù)據(jù)、土樣數(shù)據(jù)、層底標(biāo)高等,可通過檔案號、項(xiàng)目號、工程名稱、作業(yè)日期等方式查詢。      三、運(yùn)行環(huán)境       1.軟件環(huán)境 DOEISIS以Windows NT 4.1為網(wǎng)絡(luò)操作環(huán)境, Modular GIS Environment(MGE)7.1為GIS平臺,以O(shè)- racle7.2為底層數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS),采用Mi- croStation95的開發(fā)語言

8、(MDL)及VB,VC+等編程語言進(jìn)行開發(fā)。MGE軟件系統(tǒng)分為基本軟件系統(tǒng)和擴(kuò)展軟件系統(tǒng)。      2.硬件環(huán)境 DOEISIS采用客戶/服務(wù)器方式組成網(wǎng)絡(luò),配備了Interserver Web615服務(wù)器、TD-410工作站、TD-220 工作站(16臺)以及硬盤柜、掃描儀、4 mm磁帶機(jī)、繪圖儀等硬件設(shè)備。      四、DOEISIS的功能 DOEISIS負(fù)責(zé)工程勘察各專業(yè)數(shù)據(jù)和圖形的錄入、管理、使用和維護(hù),其基本功能如下:     &#

9、160; 1.大慶油田基本地形圖12 000、15 000地形圖及地形圖資料的存儲、管理和維護(hù)。      2.為油田規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供數(shù)字化的地形圖、專題地形圖、帶狀地形圖、縱斷面圖、橫斷面圖、工程地質(zhì)剖面圖等勘察成品圖資料。      3.為油田設(shè)計(jì)提供工程地質(zhì)資料和基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)服務(wù)。      4.借助現(xiàn)有地質(zhì)資料,輔助做出未鉆孔場地的工程地質(zhì)資料。 DOEISIS可以提供廣泛的GIS基礎(chǔ)應(yīng)用,為油田各專業(yè)提供了數(shù)據(jù)錄入、輔助制圖、圖形查詢

10、、圖形輸出、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)維護(hù)、項(xiàng)目檔案及查詢、制表輸出、文檔輸出、多媒體表達(dá)等多項(xiàng)信息服務(wù),徹底改變了紙質(zhì)地圖的傳統(tǒng)應(yīng)用。概括以上服務(wù),主要實(shí)現(xiàn)四大功能模塊,即信息查詢、圖形編制、數(shù)據(jù)錄入和系統(tǒng)維護(hù)。      五、DOEISIS空間分析的過程 DOEISIS在提供基礎(chǔ)地理信息的同時(shí),在已建立的豐富的數(shù)據(jù)源的基礎(chǔ)上,提供了空間疊加分析、緩沖區(qū)分析、網(wǎng)絡(luò)分析等空間分析功能,可以滿足勘察測繪對空間分析、統(tǒng)計(jì)的需要,并且為油田其他專業(yè)提供了有力的分析工具。進(jìn)行空間分析時(shí),需要在現(xiàn)有全要素基礎(chǔ)地形圖庫和油田各專業(yè)系統(tǒng)圖庫的基礎(chǔ)上,提煉出用于實(shí)現(xiàn)空間分

11、析的專題圖,并在基礎(chǔ)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步拓展專門存放用于空間分析的數(shù)據(jù)庫,然后再配合相應(yīng)的空間分析模塊, 才達(dá)到空間分析、統(tǒng)計(jì)的目的。      六、緩沖區(qū)分析 MGE Analyst(MGA)是MGE系列模塊中的一個(gè)通用分析模塊。緩沖區(qū)分析過程是在全要素基礎(chǔ)地形圖上提煉出各種專題圖,根據(jù)用戶需要設(shè)定各種條件,從而產(chǎn)生空間疊加圖形,得到空間分析圖形和相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。如果你要知道在某條道路拓寬之后影響道路兩側(cè)建筑物的情況,你就可以讓MGA來解決這一問題。具體方法是將建筑物專題圖和道路專題圖進(jìn)行疊加,并且通過給定參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)計(jì)算, 最后將分析結(jié)果用圖形和報(bào)表的形式,以多種方式 (屏幕、數(shù)據(jù)庫、圖紙等)輸出。參考文獻(xiàn):1陳述彭,魯學(xué)軍,等.地理信息系統(tǒng)導(dǎo)論M.北京:科學(xué)出版社,1999.2鄔倫,劉瑜,等.地理信息系統(tǒng)原理、方法和應(yīng)用M.北京:科學(xué)出版社,2001.3黃杏元,馬勁松,等.地理信息系統(tǒng)概論M.北京:高等教育出版社,2001.4張新長,曾廣鴻,等.城市地理信息系統(tǒng)M.北京:科學(xué)出版社,2001.5陳俊,宮鵬.實(shí)用地理信息系統(tǒng)M.北京