楊建欽

(中海油研究總院，北京100027)

“數(shù)字海洋”已成為新世紀(jì)石油行業(yè)信息化建設(shè)的發(fā)展方向和趨勢。隨著我國海洋石油公司油氣開發(fā)項(xiàng)目的迅速開展，海洋環(huán)境信息的重要性和信息處理的緊迫性受到重要關(guān)注。目前在對海洋石油資源的開發(fā)中，GIS平臺作為一種新型的可視化手段，在海洋石油多系統(tǒng)、多層次并錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)境信息資源管理、分析和應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用[1]。

本文通過收集對海洋石油開發(fā)產(chǎn)生影響的環(huán)境敏感目標(biāo)，擴(kuò)充已建成的中海油自主知識產(chǎn)權(quán)的GIS平臺，為海洋石油中下游信息化提供了強(qiáng)大的GIS圖形化支撐。通過環(huán)境空間數(shù)據(jù)動態(tài)植入、定義環(huán)境數(shù)據(jù)對象表結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)加載模板等技術(shù)方法，將GIS對空間數(shù)據(jù)的管理和技術(shù)方法引入到海洋環(huán)境數(shù)據(jù)管理上來，最終為中海油油田勘探開發(fā)方案的確定提供技術(shù)支持。

1 環(huán)境數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究

1.1 建立目標(biāo)及步驟

為了便于環(huán)境影響評價(jià)工作的開展，通過全面收集現(xiàn)有對海洋石油開發(fā)產(chǎn)生影響的環(huán)境敏感目標(biāo)，根據(jù)環(huán)境目標(biāo)的地理位置建立中國近海海洋石油開發(fā)環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫，并將該數(shù)據(jù)庫嵌入現(xiàn)有的勘探開發(fā)公共GIS應(yīng)用平臺。結(jié)合環(huán)境專業(yè)應(yīng)用，只要輸入工程位置，即可查詢其周邊的環(huán)境目標(biāo)，并可以測量環(huán)境目標(biāo)與工程位置的距離。系統(tǒng)建設(shè)具體步驟為：

(1)調(diào)查“中國近海海洋石油開發(fā)環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫”所涉及的數(shù)據(jù)種類、數(shù)量及分布范圍、數(shù)據(jù)來源、數(shù)據(jù)應(yīng)用頻度、使用用戶情況以及相關(guān)業(yè)務(wù)對項(xiàng)目的需求等各項(xiàng)因素。

(2)建立中國近海海洋石油開發(fā)環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫。根據(jù)項(xiàng)目所涉及的數(shù)據(jù)種類，建立相應(yīng)的空間對象數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)。

(3)開發(fā)數(shù)據(jù)遷移和錄入工具。設(shè)置數(shù)據(jù)錄入權(quán)限，一是針對累積的老數(shù)據(jù)的批量遷移入庫,二是針對日常的小規(guī)模數(shù)據(jù)的錄入。

(4)與GIS平臺的整合。根據(jù)環(huán)境評價(jià)專業(yè)的需求，適應(yīng)性改造現(xiàn)有的勘探開發(fā)公共GIS應(yīng)用平臺，以滿足環(huán)評專業(yè)GIS圖形應(yīng)用，更好地提供信息技術(shù)支持。包括定義“中國近海海洋石油開發(fā)環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫”的入口、開發(fā)GIS緩沖區(qū)查詢計(jì)算子功能。可以通過SOAP服務(wù)的方式訪問對象屬性信息。

表1 保護(hù)區(qū)空間數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

1.2 關(guān)鍵技術(shù)及方法

1.2.1 動態(tài)植入技術(shù)

中海油GIS平臺作為一個(gè)跨專業(yè)、多應(yīng)用和集中展示的海洋石油專業(yè)業(yè)務(wù)的綜合工作平臺，服務(wù)于海洋石油勘探開發(fā)業(yè)務(wù)的科研、管理及決策工作[2]。在不改變各專業(yè)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的前提下，通過提取石油專業(yè)信息中已成事實(shí)的空間對象建立公共空間對象數(shù)據(jù)庫，最后通過GIS數(shù)據(jù)成圖技術(shù)在公共GIS應(yīng)用系統(tǒng)平臺上用圖形表現(xiàn)。該平臺在海油勘探、開發(fā)等專業(yè)已經(jīng)有很好的應(yīng)用，并取得了很好的效果。

使用空間對象數(shù)據(jù)庫服務(wù)器動態(tài)植入技術(shù)，不需要改變現(xiàn)有GIS平臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器運(yùn)行狀態(tài)即可動態(tài)植入新的環(huán)境專業(yè)空間對象服務(wù)器，使其與已有的空間對象數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集群融為一體，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一授權(quán)、統(tǒng)一訪問和統(tǒng)一管理。

1.2.2 環(huán)境空間數(shù)據(jù)庫

環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫的每類數(shù)據(jù)分為兩個(gè)表存儲：空間數(shù)據(jù)表(如表1)和屬性數(shù)據(jù)表(如表2)。此次的環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫建立工作是在購買的數(shù)據(jù)前提下進(jìn)行分析和整理，包括自然保護(hù)區(qū)、旅游區(qū)、禁航區(qū)、錨地、沿海主要港口、漁業(yè)養(yǎng)殖區(qū)及漁業(yè)敏感水域等。

以存儲一個(gè)保護(hù)區(qū)為例，如表 1、表 2所示，空間對象(如上述某保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù))由兩個(gè)表構(gòu)成。主表中存放保護(hù)區(qū)的屬性信息，子表中存放保護(hù)區(qū)邊界數(shù)據(jù)(經(jīng)緯度坐標(biāo))。兩個(gè)表中的數(shù)據(jù)用保護(hù)區(qū)ID進(jìn)行關(guān)聯(lián)。BorederPoints(邊界數(shù)據(jù)個(gè)數(shù))表示在子表的BorderCoordinate字段中用于描述該保護(hù)區(qū)的邊界數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)之和。線和面的空間類型的邊界坐標(biāo)數(shù)據(jù)以二進(jìn)制格式存儲于數(shù)據(jù)子表中的 BorderCoordinate字段 (字段類型為IMAGE)。點(diǎn)空間類型由一對經(jīng)度坐標(biāo)和緯度坐標(biāo)組成并順序存放，即先經(jīng)度后緯度。邊界坐標(biāo)數(shù)據(jù)以度為單位表示。

1.2.3 錄入模板設(shè)計(jì)

適應(yīng)性改造現(xiàn)有的公共GIS應(yīng)用平臺，滿足環(huán)評專業(yè)GIS圖形應(yīng)用,且用戶使用便捷。為了在了解空間對象的同時(shí)調(diào)用其屬性數(shù)據(jù)，因此在加載時(shí)必須將其屬性數(shù)據(jù)加載進(jìn)去，制訂了下面各個(gè)環(huán)境目標(biāo)對象的通用加載格式，如表3所示。由于每類空間對象的屬性數(shù)據(jù)各不相同，給加載程序的編寫帶來了一定的復(fù)雜性，因此采用Excel進(jìn)行加載。

表2 保護(hù)區(qū)數(shù)據(jù)屬性子表結(jié)構(gòu)

表3 GIS數(shù)據(jù)通用加載格式

2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 環(huán)境專業(yè)功能開發(fā)

通過在GIS平臺上建立海洋環(huán)境空間對象數(shù)據(jù)庫,不僅實(shí)現(xiàn)了對海洋環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)的顯示,還進(jìn)一步開發(fā)了針對性的空間分析功能。空間可視化的查詢和時(shí)空分析大大方便了對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的分析。根據(jù)環(huán)境評價(jià)專業(yè)需求，輸入工程位置即可查詢其周邊的環(huán)境目標(biāo)，并可以測量環(huán)境目標(biāo)與工程位置的距離[3-4]。查詢環(huán)境目標(biāo)結(jié)果如圖1所示。

2.2 應(yīng)用效果

公共GIS平臺主界面是海洋石油四海域GIS底圖,左邊是空間對象的類別列表，渤海灣保護(hù)區(qū)環(huán)境數(shù)據(jù)顯示如圖2所示，通過與實(shí)際紙圖對比可知，所設(shè)計(jì)平臺符合實(shí)際需求。該公共GIS平臺在海洋石油領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用。

本設(shè)計(jì)的GIS平臺已應(yīng)用于中海油研究總院工程研究設(shè)計(jì)院“影響中國近海油氣作業(yè)的環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)”項(xiàng)目中，有效地支持了環(huán)境目標(biāo)數(shù)據(jù)的顯示及應(yīng)用，并在環(huán)境安全及評價(jià)方面應(yīng)用效果良好。

3 應(yīng)用意義

針對海洋石油環(huán)境專業(yè)的需求目標(biāo)，建立了基于中海油GIS平臺的環(huán)境數(shù)據(jù)庫,解決了海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的存儲、分析、處理問題[5-6]。其重要意義在于：GIS平臺方式的空間可視化查詢和時(shí)空分析大大方便了對海洋環(huán)境數(shù)據(jù)的管理效率。將GIS技術(shù)引入海洋石油環(huán)境領(lǐng)域的方法及實(shí)踐，是GIS由上游勘探開發(fā)領(lǐng)域應(yīng)用向中下游應(yīng)用的延伸。

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