汪永華，蔚遠江,2*，溫志新，宋成鵬，王兆明，吳珍珍

(1. 中國石油勘探開發(fā)研究院，北京 100083; 2. 國家能源頁巖氣研發(fā)(實驗)中心，北京 100083)

0 引 言

隨著GIS、ArcGIS軟件被廣泛應用于油氣行業(yè)、自然資源管理、地質調查等領域，周丹等提出了基于ArcGIS軟件制作專題地圖的關鍵步驟和編制方法，何文娜等基于ArcGIS軟件開發(fā)了智繪地質軟件，以地質大數(shù)據(jù)、專家系統(tǒng)、人工智能技術等為支撐的地質圖智能編制技術取得突破性進展，引領了地質編圖技術變革，有利于開啟新一代交互式智能化編圖的工作模式。

油氣工業(yè)圖件是油氣勘查和科研成果的信息載體之一，要求達到油氣行業(yè)勘探開發(fā)生產標準和精度，直觀反映油氣勘探開發(fā)現(xiàn)狀、展示勘探開發(fā)成果和研究認識。近年來，ArcGIS軟件制圖技術憑借其強大的功能性和可操作性，并與知名研究機構IHS(IHS Markit Inc.)、Wood Mackenzie、CGG(Compagnie Générale de Géophysique)公司的商業(yè)油氣數(shù)據(jù)庫兼容，已成為世界知名石油公司必用的軟件平臺。中國油氣工業(yè)制圖和地質編圖工作得到了較大發(fā)展，并在數(shù)據(jù)庫建設、數(shù)字制圖、GIS應用等方面已初具規(guī)模。但ArcGIS這一先進的地理信息系統(tǒng)制圖軟件應用于快速油氣工業(yè)制圖的報道并不多見?；诖?，本文基于課題組在國家“十二五”計劃以來積累的ArcGIS軟件在全球含油氣盆地資源研究中的應用，探討了石油行業(yè)ArcGIS軟件工業(yè)制圖方法和技術經驗，以數(shù)據(jù)成圖為核心，創(chuàng)建了石油行業(yè)ArcGIS數(shù)據(jù)工業(yè)制圖的主要流程并應用于編圖實踐，突破了傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理與制圖方法，形成了對海量油氣數(shù)據(jù)和圖形信息的高效管理與快速工業(yè)制圖，極大提高了效率，以期為科研人員開展相關研究提供參考。

1 油氣工業(yè)制圖優(yōu)勢

基于ArcGIS軟件強大的空間分析和決策支持能力，ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖具有五大優(yōu)勢：①精確定位空間信息，數(shù)據(jù)精度高；②海量處理與存儲兩大類數(shù)據(jù)，制圖效率高；③空間數(shù)據(jù)庫精確加載和管理，更新維護便捷；④規(guī)范化制作點線面標準符號，可重復使用；⑤圖件標注與整飾靈活，操作方便快捷。

1.1 精確定位空間信息，數(shù)據(jù)精度高

使用Geodatabase(GDB)數(shù)據(jù)模型建立空間數(shù)據(jù)庫，可形成帶有屬性信息的ArcGIS格式數(shù)據(jù)。其包含高精度屬性信息，能對地理信息進行有效的管理分析，應用數(shù)字化的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了精確空間信息定位，有助于避免差錯和提高制圖精度。

1.2 海量處理與存儲兩大類數(shù)據(jù)，制圖效率高

ArcGIS軟件可以處理和儲存兩種數(shù)據(jù)，即矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù)。矢量數(shù)據(jù)是指基于Geodatabase的對象數(shù)據(jù)模型，把空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)存儲在唯一的系統(tǒng)中。柵格數(shù)據(jù)是指在柵格數(shù)據(jù)集中，每個像元都有一個值，用來表達所描繪的現(xiàn)象，如類別、高度、量級或光譜等。

通過Geodatabase存儲技術建立無縫連接的空間數(shù)據(jù)庫，克服了傳統(tǒng)制圖軟件無法跨越的海量數(shù)據(jù)瓶頸問題，避免了圖幅接邊工作量；通過ArcGIS軟件平臺的SQL語句、配合字段計算器進行屬性信息的成千上萬數(shù)據(jù)篩選和簡化工作，實現(xiàn)了批量篩選數(shù)據(jù)；應用ArcGIS軟件制圖模板技術定制好制圖模板后，將數(shù)據(jù)導入，可大區(qū)域地圖制圖和批量分幅輸出，極大提高了制圖工作效率。

1.3 空間數(shù)據(jù)庫精確加載和管理，更新維護便捷

ArcGIS軟件性能和穩(wěn)定性強大，利用數(shù)據(jù)庫加載地理空間信息及相關數(shù)據(jù)成圖，可以實現(xiàn)幾十個圖層一次處理。針對油氣行業(yè)數(shù)據(jù)特點加載基礎地理數(shù)據(jù)，對制圖相關空間數(shù)據(jù)進行有效管理，并支持數(shù)據(jù)更新，更新空間數(shù)據(jù)即可生成最新圖件。

同時，Geodatabase使用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)對柵格數(shù)據(jù)集、矢量數(shù)據(jù)集、TIN數(shù)據(jù)集以及相關屬性數(shù)據(jù)等進行存儲和管理，并建立豐富的空間關系，可以清晰準確地反映現(xiàn)實空間對象信息。在ArcGIS軟件中可方便準確地對地質圖各要素進行增加、修改、刪除、查詢檢索、數(shù)據(jù)統(tǒng)計及數(shù)據(jù)輸出等經常性操作，高效地對地質圖進行更新與安全管理，既便于資料保存和重復使用，也有利于系統(tǒng)進行便捷更新和維護。

1.4 規(guī)范化制作點線面標準符號，可重復使用

根據(jù)石油工業(yè)制圖規(guī)范和圖示圖例標準，結合油氣資源與盆地評價需求，在Stlye Manager中創(chuàng)建新的符號庫文件，或打開已經存在的符號庫，分別選擇點、線、面的Simple等符號類型進行符號制作和組合，設計出油氣工業(yè)圖件中常用的符號(庫)。其色標使用系統(tǒng)提供的C、M、Y、K比例進行調色，并在工作中長期積累和完善，形成了包含1 000多個基于ArcGIS軟件的油氣行業(yè)標準符號庫，可以重復使用，有效提高制圖效率。

1.5 圖件標注與整飾靈活，操作方便快捷

ArcGIS數(shù)據(jù)將空間與屬性分離，在地圖投影和比例尺設定方面優(yōu)勢明顯，可根據(jù)不同的出版尺寸、比例尺和不同目的等方便快捷地進行地圖投影和比例尺設定，呈現(xiàn)出規(guī)范性好、顯示性強、內容全面、信息豐富的特點。

帶有屬性信息的ArcGIS數(shù)據(jù)標注的選擇性更靈活。ArcGIS軟件提供了一套靈活的制圖表達機制，支持多種類型地圖符號庫驅動技術，只需為圖層配置合適的符號化方案，即刻就能更新符號樣式，對各種符號、裝飾可以做到全圖一致。根據(jù)需要選擇相應的油氣田儲量級別編碼、等級或其組合，修改非常容易，這是常規(guī)數(shù)據(jù)(如CAD數(shù)據(jù))難于做到的，而傳統(tǒng)制圖軟件(如CorelDRAW)也無法一鍵實現(xiàn)。

2 油氣工業(yè)制圖技術流程及關鍵環(huán)節(jié)

ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖技術流程及關鍵環(huán)節(jié)如圖1所示。

圖1 ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖技術流程Fig.1 Technical Process of ArcGIS Oil and Gas Industry Mapping

2.1 制圖工區(qū)與技術方案厘定

首先，根據(jù)項目需求確定油氣工業(yè)制圖工區(qū)，了解制圖所需數(shù)據(jù)、參數(shù)和技術要求，收集相關資料。資料收集是整個ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖的基礎，重點需要收集編圖區(qū)基礎地質圖、數(shù)據(jù)庫、相關參考資料、技術標準等。原始數(shù)據(jù)收集包括調研數(shù)據(jù)來源、收集原始數(shù)據(jù)、收集基礎地理數(shù)據(jù)等，其完整度與質量直接決定了編圖成果的可靠性。

ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖通常以盆地或區(qū)塊為單位，以各種比例尺的矢量數(shù)據(jù)為主，以柵格等其他格式數(shù)據(jù)為輔。數(shù)據(jù)來源主要是購買的全球油氣商業(yè)數(shù)據(jù)庫、ArcGIS軟件區(qū)域及本地空間數(shù)據(jù)庫和Shapefile文件、文本格式的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，收集的油氣區(qū)域地質成果數(shù)據(jù)，甚至部分柵格數(shù)據(jù)，包括地球物理軟件導出的Polygon數(shù)據(jù)、其他坐標數(shù)據(jù)、CorelDRAW圖、各類記錄坐標的原始文檔、油氣商業(yè)數(shù)據(jù)、ArcGIS公開數(shù)據(jù)等。

ArcGIS格式數(shù)據(jù)包括井、三維地震、二維地震、重力-磁力-電法勘探測線、油氣田、圈閉、區(qū)塊邊界、剖面線、斷層、構造等值線、構造面、基礎地理圖層等圖層信息列表，并添加井名等屬性信息。模板文件包括ArcGIS制圖符號庫、圖例庫、圖件模板、圖層模板等。輔助制圖要素主要是從CorelDRAW軟件中導出的柱狀圖、剖面圖等。

其次，要確定數(shù)據(jù)模型制圖規(guī)范為核心的制圖技術方案。針對不同地圖的使用場景和地圖面向對象，要設計出不同的地圖版式和顏色模式。利用視覺對比度、質量、集中和平衡等理念，可使創(chuàng)建的地圖在視覺上更具有吸引力。

2.2 制圖數(shù)據(jù)準備

對收集的相關區(qū)域數(shù)據(jù)資料需分類整理與建檔，放入數(shù)據(jù)庫中；整理數(shù)據(jù)格式與歸類，選擇用于編圖的底圖資料等，方便后續(xù)制圖過程中管理和調用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)格式可以是Excel數(shù)據(jù)表、JPG和TIFF格式圖件、SHP格式文件等。需要評估數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)屬性以確定適用性，基于地理范圍和地圖主題組織數(shù)據(jù)或者設置適用的坐標系統(tǒng)，通過多種綜合數(shù)據(jù)的方法來簡化數(shù)據(jù)，包括選擇、簡化、平滑、折疊和聚合等。

總之，制圖數(shù)據(jù)準備要開展系列數(shù)據(jù)資料準備和整理，包括基礎地理數(shù)據(jù)準備、數(shù)據(jù)格式轉換、數(shù)據(jù)投影轉換、數(shù)據(jù)整合、數(shù)據(jù)質量檢查、數(shù)據(jù)入庫等。數(shù)據(jù)轉換、地圖投影是ArcGIS軟件全球油氣工業(yè)制圖的關鍵技術與制圖環(huán)節(jié)。

2.2.1 數(shù)據(jù)轉換技術

將全球油氣工業(yè)圖件編制所需各類型原始文件數(shù)據(jù)(地球物理軟件導出的格式數(shù)據(jù)、文本文件、Excel文件)轉換為ArcGIS空間數(shù)據(jù)。其中，地球物理軟件(LandMark、GeoFrame、GeoEast、Discovery等)導出的Polygon數(shù)據(jù)、其他坐標數(shù)據(jù)、CorelDRAW文件、基礎地理數(shù)據(jù)、油氣商業(yè)數(shù)據(jù)、自定義文本數(shù)據(jù)、自定義表格數(shù)據(jù)等，分別為Polygon、測線、等值線、GRID等多源多格式的數(shù)據(jù)，需轉換為ArcGIS格式數(shù)據(jù)并規(guī)范入庫。

制圖中通常會遇到大量Excel文件(xls或xlsx格式)數(shù)據(jù)，由Excel數(shù)據(jù)表轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)，本文摸索出5種具體方法：①具有空間坐標數(shù)據(jù)的Excel數(shù)據(jù)表，通過添加(,)數(shù)據(jù)坐標，轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)；②運用ArcGIS軟件ArcToolbox工具箱中“轉換工具”菜單下的“Excel轉表”，轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)；③當數(shù)據(jù)無空間坐標值時，可查找到具體的點坐標值，制作成Excel數(shù)據(jù)表，再轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)；④當已有1張ArcGIS數(shù)據(jù)表，另有數(shù)據(jù)量大、無空間坐標值、但有相同盆地名稱或者油氣田名稱(相同名稱不能重復)的Excel分析表時，可以用數(shù)據(jù)“連接”對話框中“某一表的屬性”，通過相同的“字段名稱”把2張數(shù)據(jù)屬性表連接，從而將Excel分析表數(shù)據(jù)轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)；⑤當已有1張ArcGIS數(shù)據(jù)表，另有數(shù)據(jù)量大、無空間坐標值、也無相同盆地名稱或者油氣田字段名稱的Excel分析表時，可以用數(shù)據(jù)“連接”對話框中“基于空間位置的另一圖層的數(shù)據(jù)”，通過相同的“空間位置”把2張數(shù)據(jù)屬性表連接，從而將Excel分析表數(shù)據(jù)轉換成ArcGIS數(shù)據(jù)。

2.2.2 地圖投影技術

采用不同的投影系統(tǒng)(等面積、等體積投影)時，地圖顯示的大小、面積、形狀會有不同。在地圖制作時，如果跨越的范圍較大，為了滿足制圖面積、形狀要素固定的要求，必須根據(jù)實際的需要選擇特定的地圖投影。例如，全球油氣工業(yè)圖件一般采用UGS_WGS_84投影，在ArcGIS軟件中設定投影參數(shù)和投影方式即可，這也是ArcGIS數(shù)據(jù)的優(yōu)勢之一。

在編制專題圖的過程中，要根據(jù)制圖范圍和區(qū)域具體情況選擇特定的地圖投影。ArcGIS軟件自帶有5 000余種投影，非常易于選擇適合制圖工區(qū)的投影，設定投影方式和坐標系即可，數(shù)據(jù)亦可實現(xiàn)動態(tài)投影。

2.3 制圖信息提取與ArcGIS數(shù)據(jù)篩選

根據(jù)制圖需求分析ArcGIS數(shù)據(jù)，必須能夠根據(jù)制圖主題和需求，充分利用ArcGIS軟件中“定義查詢”功能編寫SQL語句進行數(shù)據(jù)的篩選，以滿足制圖要求。一是ArcGIS數(shù)據(jù)信息提取，分析空間屬性數(shù)據(jù)(包括ArcGIS數(shù)據(jù)來源的各類坐標記錄原始文檔、油氣商業(yè)數(shù)據(jù)庫、公開ArcGIS空間屬性數(shù)據(jù))，篩選出研究區(qū)范圍內的制圖數(shù)據(jù)；二是柵格數(shù)據(jù)信息提取，分析柵格數(shù)據(jù)(包括收集補充制圖工區(qū)的相關文獻、文字及圖片資料)，形成制圖需要的有用信息數(shù)據(jù)。

位圖圖片資料經過ArcGIS空間校正，可提取形成ArcGIS矢量化數(shù)據(jù)。具體方法是：先將(掃描或電子的)位圖圖片進行水平校正、清晰處理后，加載到ArcGIS軟件中；在ArcGIS軟件的“空間校正”模塊下，從位圖上尋找村莊、城市、河流、行政區(qū)邊界等控制點；在ArcGIS軟件的點、線、面圖層上，找到與位圖一一對應的村莊、城市、河流、行政區(qū)邊界等控制點，完成校正；最后進行矢量化，提取制圖相關信息數(shù)據(jù)。

2.4 制圖數(shù)據(jù)處理與地圖綜合

制圖數(shù)據(jù)處理的核心對象為空間幾何數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)及相關支撐數(shù)據(jù)(如地質年代)，主要包括數(shù)據(jù)處理和接縫處理工作。數(shù)據(jù)處理一是將坐標數(shù)據(jù)轉換為ArcGIS數(shù)據(jù)，CorelDRAW空間位置校正為ArcGIS數(shù)據(jù)，統(tǒng)一坐標系，檢查整理屬性數(shù)據(jù)，從CorelDRAW圖中提取柱狀圖和剖面圖等；二是對井、二維地震測線、三維地震測線、油氣田、圈閉等要素進行編輯和圖面檢查，方便編圖時進行位置調整。

以往LandMark、CorelDRAW軟件等的制圖數(shù)據(jù)中，油氣田、圈閉、構造單元、沉積相邊界等圖層在原始手工勾繪放大后會接縫明顯。在ArcGIS軟件中接縫處理后，不同比例尺下的ArcGIS格式數(shù)據(jù)相鄰關系變成了數(shù)據(jù)圖層相鄰部分自動接邊，不再出現(xiàn)接縫問題。

當制作大比例尺地圖時，需要包含該比例尺下的詳細細節(jié)；而同樣的數(shù)據(jù)在小比例尺下查看時，因太過詳細反而使地圖變得凌亂繁雜。這就要求制圖者采用一個或多個綜合數(shù)據(jù)的方法來簡化地圖。綜合數(shù)據(jù)簡化地圖的方法包括矢量化、數(shù)據(jù)編輯、ArcGIS符號化、符號優(yōu)化與渲染、規(guī)范化等。通過數(shù)據(jù)處理操作，要達到數(shù)據(jù)類型和內容合適、空間坐標系匹配和數(shù)據(jù)位置調整后的位置正確、拓普處理后的邊界吻合等要求。

2.5 地圖配圖與圖件整飾

地圖配圖與圖件整飾是通過制圖表達來達到精細化專業(yè)制圖的過程，包括地圖配色美化，添加圖名、圖例、比例尺、指北針、制圖單位、文本標注等整飾工作。

該流程重點使用的制圖表達基于一種靈活的、規(guī)則的結構，允許制圖者在地理數(shù)據(jù)庫要素類中直接存儲符號。制圖表達通過執(zhí)行系列的操作增強制圖效果，包括：使用高級符號編輯工具創(chuàng)建自定義符號；控制多邊形要素內的填充符號接觸或沿多邊形邊界裁剪；應用幾何效果提高地圖表現(xiàn)，提高要素的易讀性，比如河流漸變、油氣礦權區(qū)陰影等特殊效果；通過增強符號表明要素關系，比如創(chuàng)建一個油氣區(qū)帶或地下油氣管道；移動符號不影響底層數(shù)據(jù)的完整性和要素幾何；將點要素類的制圖表達標記符號與某條線對齊，比如油區(qū)斷裂符號沿著斷裂方向對齊。該流程中，注記方式、整飾要素是ArcGIS軟件全球油氣工業(yè)制圖的關鍵技術與制圖環(huán)節(jié)。

2.5.1 注記方式

ArcGIS軟件提供3種工具標注要素，可依據(jù)全球油氣工業(yè)制圖的需要選擇。一是標注(Label)動態(tài)形式作為一個圖層屬性存儲，縮放后按照當前地圖比例尺下的最佳位置重新繪制標注。二是注記(Annotation)標記類型要素，可以作為地圖的圖形或Geodatabase的要素被儲存，每個注記文本可以單獨編輯，它的大小相對地圖上的其他要素保持不變；使用注記時，當前的比例尺將被作為參考比例尺，注記要素總是用參考比例尺規(guī)定的尺寸顯示。三是Text工具標注，用于標注簡潔、靈活的要素。

2.5.2 整飾要素

ArcGIS軟件中最常用的符號有點符號(Marker Symbol)、線符號(Line Symbol)、面符號(Fill Symbol)、文本符號(Text Symbol)。作為一個通用的ArcGIS軟件平臺，點、線、面符號庫針對油氣工業(yè)制圖的專業(yè)性不太強，缺少許多油氣行業(yè)常用的專業(yè)符號。中國石油天然氣行業(yè)目前執(zhí)行《石油天然氣地質編圖規(guī)范及圖式》(SY/T 5615—2004)、《石油地質巖石名稱及顏色代碼》(SY/T 5751—2002)等行業(yè)標準，規(guī)定了石油天然氣地質專業(yè)各類圖件的分類、圖元的分類和代碼、投影系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和坐標系統(tǒng)，編制規(guī)范，圖件格式和圖元圖示。

基于前述包含1 000多個基于ArcGIS軟件的油氣行業(yè)標準符號庫，可以利用方便讀圖和用圖的某些要素進行黃金比例搭配，包括圖名、注記、文本、圖廓線、圖例、指北針、比例尺、經緯網、地圖資料說明，以及圖內各種文字、數(shù)字注記等。

2.6 制圖質量檢查

制圖質量檢查主要進行制圖檢查(檢查制圖數(shù)據(jù)偏移量、接邊等的合理性)、數(shù)據(jù)導入檢查(保證導入數(shù)據(jù)字段、規(guī)則等的正確性)、自定義問題數(shù)據(jù)檢查(標識有疑問的數(shù)據(jù))、成果數(shù)據(jù)檢查(保證成果數(shù)據(jù)的完整性、必要性，以符合入庫要求)，要建立數(shù)據(jù)檢查日志，了解質量檢查的詳細信息。如果有錯誤則不合格，返回“制圖信息提取與ArcGIS數(shù)據(jù)篩選”，開始再次查找錯誤原因。

通過多種屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)的分析，處理各類面要素(地質體為主)、線要素(地質界線為主)、點要素(復雜注記為主)，即可完成基礎圖件和油氣工業(yè)圖件主題內容的編制。

2.7 輸出打印與圖件保存

通過質量檢查合格后，可以PDF、AI、EPS、JPEG、PNG、TIFF等格式導出圖件，或打印成果圖件，同時打包、保存所有成果數(shù)據(jù)(圖)，保存為MPK格式文件。

MPK文件針對每個唯一數(shù)據(jù)源都會在合并文件夾中創(chuàng)建一個文件地理數(shù)據(jù)庫，因此，MPK文件在任何一臺計算機上用ArcToolbox工具箱解壓縮數(shù)據(jù)包打開成果數(shù)據(jù)圖，不會存在丟失成果數(shù)據(jù)、改變顏色渲染、文字亂碼等問題。要注意檢查、保持原成果數(shù)據(jù)圖中所有數(shù)據(jù)投影及樣式的一致性，以便將來只要有更新的鉆井、油氣田、區(qū)塊等數(shù)據(jù)，就可在底圖基礎數(shù)據(jù)不變的基礎上制作出一幅新的數(shù)據(jù)成果圖，成圖快捷，節(jié)省了大量的人力物力，提高了油氣工業(yè)制圖的效率。

3 油氣工業(yè)制圖實踐與成果示例

課題組自國家“十一五”計劃以來持續(xù)承擔國家油氣重大專項“全球油氣資源評價與選區(qū)選帶研究”等及中國石油天然氣集團公司相關課題，筆者根據(jù)負責的ArcGIS油氣工業(yè)制圖技術及應用研究，編制完成了相關專題圖件數(shù)百幅，有效支撐了中國石油全球油氣資源評價與選區(qū)選帶、國外含油氣盆地評價與區(qū)塊招投標、相關國家和大區(qū)油氣生產開發(fā)評價、全球油氣勘探開發(fā)形勢及油公司動態(tài)研究等工作。

3.1 全球被動大陸邊緣盆地類型與油氣分布圖

(1)制圖工區(qū)與方案確定。根據(jù)所承擔的國家油氣重大專項“全球重點領域油氣地質與富集規(guī)律研究”的項目需求，制圖工區(qū)為全球重點領域含油氣盆地，編制“全球被動大陸邊緣盆地類型與油氣分布圖”的數(shù)據(jù)來源于前述商業(yè)數(shù)據(jù)庫，以最大幅面展示全球所有被動大陸邊緣盆地重點含油氣盆地為制圖方案。

(2)制圖數(shù)據(jù)準備。一是基礎地理數(shù)據(jù)準備，包括現(xiàn)代水系、陸地、海洋、洋中脊、城市、國家邊界等；二是專題圖數(shù)據(jù)準備，有盆地、剖面、油氣田、區(qū)塊、鉆井等；三是各大區(qū)盆地資料整理，數(shù)據(jù)合并、整合；四是檢查盆地、油氣田數(shù)據(jù)有無錯誤字段，若有錯誤，則需修正；五是數(shù)據(jù)投影轉換，全球含油氣盆地工業(yè)制圖適用于GCS_WGS_1984投影，ArcGIS軟件5 000多種投影中自帶該投影系統(tǒng)，通過輸入ArcGIS軟件投影查詢碼WKID:4326，就可成功調用該投影；六是建立專題數(shù)據(jù)庫，把以上整理的數(shù)據(jù)導入文件數(shù)據(jù)庫Geodatabase中，以備使用。

(3)制圖信息提取與數(shù)據(jù)篩選。本專題制圖不涉及柵格數(shù)據(jù)，主要提取數(shù)據(jù)庫中需要的ArcGIS數(shù)據(jù)信息進行加載，如現(xiàn)代水系、盆地、油氣田、洋中脊、國家邊界等。通過ArcGIS軟件中“定義查詢”功能編寫SQL語句篩選出所有被動陸緣盆地及分布在被動陸緣盆地上的油氣田。以“非洲被動大陸邊緣盆地分布”信息提取為例，需首先篩選出非洲盆地，再篩選出類型為被動大陸邊緣的盆地。打開ArcGIS數(shù)據(jù)中的“盆地”數(shù)據(jù)表，通過右鍵點擊圖層屬性，用“定義查詢”中的SQL語句：“REGION_NM”=‘非洲’AND “Type” LIKE‘被動大陸邊緣’，編輯“大區(qū)”字段的“非洲”，語句驗證正確后繼續(xù)篩選“盆地類別”字段的“被動大陸邊緣盆地”，語句驗證正確后篩選出符合“非洲被動大陸邊緣盆地”條件的所有數(shù)據(jù)(圖2)。依照上述方法，分別篩選出其他各大洲為被動大陸邊緣的盆地，構成全球被動大陸邊緣盆地類型分布的雛形圖件。

(4)矢量數(shù)據(jù)處理與地圖綜合。按照地質研究，被動大陸邊緣盆地細分為7個亞類(反轉改造型、轉換坳陷型、拉張坳陷型、含鹽斷坳型、無鹽斷坳型、斷陷型、三角洲改造型)。針對被動大陸邊緣盆地數(shù)據(jù)，按盆地亞類字段處理為7個類型，對上述7個類型逐一按照油氣行業(yè)標準進行顏色渲染。油氣數(shù)據(jù)同在一張數(shù)據(jù)表中，也按照同樣方法分成兩類進行顏色渲染。

(5)地圖配圖與圖件整飾。添加比例尺、圖例、圖名，標注大洋名稱及地理地質信息于適當位置等。

(6)制圖質量檢查。制圖質量檢查的作用在于，使讀者易于理解專題圖內的要素，不產生歧義。一是檢查盆地類型是否正確、油氣田是否遺漏等問題。二是檢查圖面是否美觀，要求符合油氣制圖規(guī)范。如果制圖檢查不合格，馬上重新加載并檢查盆地、油氣田數(shù)據(jù)等問題。

(7)輸出打印與圖件保存。通過質量檢查合格后，可以PDF格式輸出、打印成果圖件，同時打包、保存所有的成果數(shù)據(jù)，保存為MPK格式文件。

最終，結合被動大陸邊緣盆地分類研究成果，運用上述ArcGIS制圖技術流程和關鍵技術方法，編制形成了全球被動大陸邊緣盆地類型及其油氣分布圖(圖3)。

3.2 加拿大阿爾伯塔盆地致密氣儲層參數(shù)與可采資源量分布圖

根據(jù)所承擔國家油氣重大專項“全球重點地區(qū)非常規(guī)油氣資源整體評價”的項目需求，結合加拿大阿爾伯塔盆地致密氣地質條件研究成果，項目組編制了空間插值法非常規(guī)油氣資源量計算插件，運用上述ArcGIS制圖技術流程和關鍵技術方法，編制形成了阿爾伯塔盆地致密氣藏含氣飽和度、儲層厚度、儲層孔隙度參數(shù)與可采資源量平面分布圖(圖4)。

圖2 ArcGIS數(shù)據(jù)篩選中的SQL語句篩選對話框和驗證操作界面Fig.2 SQL Statement Filtering Dialog Box and Verification Operation Interface in ArcGIS Data Filtering

圖3 全球被動大陸邊緣盆地類型及其油氣分布Fig.3 Distribution of Global Passive Continental Margin Basin Types and Their Oil & Gas

圖4 加拿大阿爾伯塔盆地致密氣儲層參數(shù)與可采資源量分布Fig.4 Parameters and Recoverable Resources Distributions of Tight Gas Reservoir in Alberta Basin, Canada

3.3 小 結

ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖特點包括：一是注重于地下地質條件/信息的表達，更為突出油氣田/區(qū)塊/盆地地質內容的編繪，對地表地理條件/信息的制圖表達不作為關鍵內容；二是更多立足于全球視野、大區(qū)級別、盆地單元的ArcGIS軟件制圖，往往比例尺較小，反映地質內容更為宏觀，對制圖地質細節(jié)的把控誤差可以忽略不計；三是制圖數(shù)據(jù)主要來源于商業(yè)數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)精度高，任意比例尺下圖件縮放不存在接縫問題，僅有少量資料圖片經空間校對、矢量化后的ArcGIS數(shù)據(jù)成圖中偶有接縫，但容錯率在誤差許可范圍內。

長期的ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖實踐表明，ArcGIS軟件是開展全球含油氣盆地地質條件研究、資源潛力評價、有利區(qū)超前優(yōu)選不可或缺的軟件制圖應用平臺。ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖技術節(jié)省了大量的人力物力，提高了油氣工業(yè)制圖的效率，助力著中國石油全球油氣業(yè)務的發(fā)展。

4 結 語

(1)與常用油氣地質制圖軟件相比，ArcGIS軟件用于油氣工業(yè)制圖具有精確定位空間信息、海量處理與存儲、更新維護便捷、重復使用標準化符號、圖件標注與整飾靈活方便等五大優(yōu)勢，可與商業(yè)油氣數(shù)據(jù)庫兼容。ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖技術實現(xiàn)了海量油氣數(shù)據(jù)和圖形信息的快速工業(yè)制圖與高效管理，極大地提高了工作效率。

(2)ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖技術流程總體包括7個步驟，分別為制圖工區(qū)與技術方案厘定、制圖數(shù)據(jù)準備、制圖信息提取與ArcGIS數(shù)據(jù)篩選、制圖數(shù)據(jù)處理與地圖綜合、地圖配圖與圖件整飾、制圖質量檢查、輸出打印與圖件保存。制圖關鍵技術包括ArcGIS數(shù)據(jù)篩選、地圖投影、數(shù)據(jù)轉換方法和符號定制等，可為類似的國內外ArcGIS油氣工業(yè)圖件編制和研究提供可資借鑒的技術方法。

(3)基于實例發(fā)現(xiàn)，ArcGIS軟件油氣工業(yè)制圖呈現(xiàn)重點突出油氣地質信息表達、反映宏觀地質內容為主、制圖數(shù)據(jù)精度很高三大特點和方便高效實用的效果。

(4)綜觀當前，ESRI公司推出了在線編圖系統(tǒng)ArcGIS Online、One Geology提供在線地質圖制作，加拿大地質調查局研發(fā)了基于ArcGIS軟件的GeoScaler地質圖縮編軟件，中國地質調查局研發(fā)了智能化程度較高的地質調查綜合智能編圖專業(yè)應用軟件——“智繪地質iMapower”，制圖功能及制圖表達取得了突出進展，初步形成了地質圖智能化編圖技術與服務體系。展望未來，基于ArcGIS技術的數(shù)字油田和數(shù)字油藏建設，地質編圖軟件的智能化、定制化、在線化及自動化將成為熱門研究方向，ArcGIS軟件將在各類油氣專題圖件高效率編制乃至自動繪制、柵格數(shù)據(jù)體和矢量數(shù)據(jù)體空間分析與勘探開發(fā)輔助決策、多源信息集成管理等方面有更深入研究，發(fā)揮更重要作用。